Web 安全基础

两个角度看 web 安全

假如你是一个 hacker —— 攻击

跨站脚本攻击（XSS，Cross Site Scripting）

• 恶意脚本注入，，浏览器将其当成自身 DOM 执行编译

• 主要利用了

  • 作为开发者盲目信任用户提交的内容
  • 前端工程师把用户提交的 string 直接转化为 DOM，例如 document.write、element.innerHTML = anyString 等

• XSS 的一些特点：

  • 通常难以从 UI 上感知（暗地执行脚本）
  • 窃取用户信息（cookie/token）
  • 绘制 UI（例如弹窗），诱骗用户点击/填写表单

• XSS 攻击的分类

  • 存储型 XSS（stored XSS）

    • 恶意脚本被存在数据库中
    • 访问页面 -> 读数据 -> 被攻击
    • 危害最大，对全部用户可见

  • 反射型 XSS（reflected XSS）

    • 不涉及数据库
    • 从 URL 上进行攻击

  • 基于 DOM 的 XSS（DOM-based XSS）

    • 不需要服务器的参与
    • 恶意攻击的发起 + 执行，全部在浏览器中完成
    • 与反射型 XSS 的区别在于完成注入脚本的地方：反射型在 server 端、DOM-based 在浏览器端

  • Mutation-based XSS

    • 利用了浏览器渲染 DOM 的特性（独特优化）
    • 不同浏览器会有区别（按浏览器进行攻击）

跨站伪造请求（CSRF，Cross-site request forgery）

• 特点：

  • 在用户不知情的前提下
  • 利用用户权限（cookie）
  • 构造指定 HTTP 请求，窃取或修改用户敏感信息

• 跨站伪造请求示例
  

  • 最常见的是利用链接发起 GET 请求（不局限于 GET 请求，构造 HTTP 请求即可）

SQL 注入（SQL Injection）

• SQL 注入流程
  

  • 示例

    // 读取请求字段  直接以字符串的形式拼接 SQL 语句
    public async renderForm(ctx){
      const { username, form_id } = ctx.query;
      const result = await aql.query(`
          select a,b,c from table
          where username = ${username}
          and form_id = ${ from_id }
      `);
      ctx.body = renderForm(result);
    }
    
    // 攻击者
    fetch("/api",{
      method:"POST",
      headers:{
          "Content-Type":"application/json"
      },
      body:JSON.stringify({
          username: "any; drop table tabelname;"
      })
    })
    
    // 造成 select xxx from xxx drop table tablename 删库跑路

服务端伪造请求（SSRF，Server-site request forgery）

• 严格上说不是 Injection，但是原理类似
• 请求用户自定义的callback URL

• web server 通常有内网访问权限

  public async webhook(ctx){
    // callback 可能是内网 url 
    // e.g http://secret.com/get_employ_payrolls
    ctx.body = await fetch(ctx.query.callback);
  }
  // 访问 callback === 暴露内网信息

服务拒绝（DoS，Denial of Service）

• 通过某种方式（构造特定请求），导致服务器资源被显著消耗，来不及响应更多请求导致请求挤压，进而产生雪崩效应

• ReDos：基于正则表达式的 Dos：重复匹配时 ? 与 no ? 满足“一个即可”与“尽量多”

  const greedyRegExp = "/a+/";  // 有多少匹配多少
  const nonGreedyRegExp = "/a+?/"  // 有一个就可以
  const str = "aaaaa";
  console.log(str.match(greedyRegExp)[0])  //aaaaa
  console.log(str.match(nonGreedyRegExp)[0])  //a

• Distributed DoS：短时间内，来自大量僵尸设备的请求流量，服务器不能及时完成全部请求，导致请求堆积，产生雪崩效应，无法响应新请求

基于传输层的攻击方式 —— 中间人攻击

为什么产生？

• 明文传输
• 信息篡改不可知
• 对方身份未验证
  

假如你是一个开发者 —— 防御

针对 XSS 攻击

• 永远不信任用户的提交内容
• 不要将用户提交的内容直接转换成 DOM
  

• 针对 XSS 的现成工具：

  • 前端主流框架默认防御 XSS
  • google-closure-library
  • 在服务端有 Node.js 提供了 DOMPurify 帮助完成字符串转译防止 XSS

内容安全策略（CSP，Content Security Policy）

• 哪些源被认为是安全的
• 来自安全源的脚本可以执行，否则直接抛错
• 禁止 eval + inline script

• 设置方式：

  • 服务器的响应头部

    Content-Security-Policy: script-src 'self'  // 同源
    Content-Security-Policy: script-src 'self' https://domain.com   //同源加 后面这个可以访问

  • 浏览器 meta 标签

CSRF 的防御

• 因为其攻击方式是伪造请求，是异常来源，如果限制请求来源，也就限制了伪造请求
  
• 具体方法 CSRF —— token
  

• iframe 攻击是同源请求，怎么解决

  • 同源的发送请求没办法用 Origin 限制
  • 方法：使用响应头部：X-Frame-Options:deny/sameorigin

• 避免用户信息被携带：SameSite Cookie

  • 从根源上解决了 CSRF，CSRF 是利用用户权限及 cookie，去伪造自己是该用户来进行恶意操作，如果攻击者无法获取到用户的 cookie 那就没用办法进行伪造了
  • sameSite 限制的是 cookie domain、页面域名
  • 如果是有 cookie 依赖第三方服务的（例如网站内嵌其他网站的播放器，不登录就没办法发弹幕），可以设置Set-Cookie: SameSite=None; Secure;

  • SameSite 与 CORS 对比

    • SameSite 进行限制：Cookie 发送、domain 与页面域名
    • CORS 类似白名单：资源读写 HTTP 请求、资源域名与页面域名、白名单
• 防御 CSRF 的正确方式 —— 编写中间件

Injection 的防御

• 针对 SQL Injection：找到项目中查询 SQL 的地方，使用 prepared statement

  PREPARE q FROM 'SELECT user WHERE gender = ?';
  SET @gender = 'female';
  EXECUTE q USING @gender;
  DEALLOCATE PREPARE q;

• 除了 SQL

  • 最小权限原则，不允许访问 sudo || root
  • 建立允许名单 + 过滤，不允许进行 rm 这种系统操作
  • 对 URL 类型参数进行协议、域名、ip 等限制，禁止访问内网

DoS 的防御

• Regex DoS：

  • Code Review，避免贪婪模式 /(ab*)+/
  • 代码扫描 + 正则性能测试
  • 不要使用用户提供的正则

• DDoS:

  • 流量治理：负载均衡过滤、API 网关过滤、CDN 扛量
  • 快速自动扩容
  • 非核心服务降速

传输层的防御

• 使用 HTTPS（HTTP + TLS）
  

• HTTPS 的特性：

  • 可靠性：加密，非明文传输
  • 完整性：MAC 验证、禁止篡改、验证 hash
  • 不可抵赖性：数字签名（CA 证书），进行身份验证 — 密码学
• SRI — Subresource Integrity：防止 CDN 静态资源被篡改
• Feature / Permission Policy：限制一个页面下，可以使用哪些功能