如何防止XSS攻击?

本文最后更新于:2022年10月14日 上午

前端安全系列(一):如何防止XSS攻击?[美团技术团队]

原文

笔记

前端安全

  • CSP:内容安全策略

  • Same-Site Cookies(用于防止 XSSI,注意不是 XSS 哦)

  • XSS 攻击的介绍
    > 通常页面中包含的用户输入内容都在固定的容器或者属性内,以文本的形式展示。
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    > 攻击者利用这些页面的用户输入片段,拼接特殊格式的字符串,突破原有位置的限制,形成了代码片段。
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    攻击者通过在目标网站上注入脚本,使之在用户的浏览器上运行,从而引发潜在风险。
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    > 通过 HTML 转义,可以防止 XSS 攻击(注意特殊的 HTML 属性、JavaScript API)
    >
    > 做了 HTML 转义,并不等于高枕无忧。
    > 对于链接跳转,如 <a href="xxx" 或 location.href="xxx",要检验其内容,禁止以 javascript: 开头的链接,和其他非法的 scheme。
    >
    > 使用白名单。
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    > HTML 转义是非常复杂的,在不同的情况下要采用不同的转义规则。如果采用了错误的转义规则,很有可能会埋下 XSS 隐患。
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    > 应当尽量避免自己写转义库,而应当采用成熟的、业界通用的转义库。
    >

  • XSS 有哪些注入的方法:
    > 在 HTML 中内嵌的文本中,恶意内容以 script 标签形成注入。
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    > 在内联的 JavaScript 中,拼接的数据突破了原本的限制(字符串,变量,方法名等)。
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    > 在标签属性中,恶意内容包含引号,从而突破属性值的限制,注入其他属性或者标签。
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    > 在标签的 href、src 等属性中,包含 javascript: 等可执行代码。
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    > 在 onload、onerror、onclick 等事件中,注入不受控制代码。
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    > 在 style 属性和标签中,包含类似 background-image:url("javascript:…"); 的代码(新版本浏览器已经可以防范)。
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    > 在 style 属性和标签中,包含类似 expression(…) 的 CSS 表达式代码(新版本浏览器已经可以防范)。
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  • 在处理输入时,以下内容都不可信
    > 来自用户的 UGC 信息
    > 来自第三方的链接
    > URL 参数
    > POST 参数
    > Referer (可能来自不可信的来源)
    > Cookie (可能来自其他子域注入)

XSS 的分类

根据攻击的来源,XSS 攻击可分为存储型、反射型和 DOM 型三种。

  • 存储型 XSS:
    > - 攻击者将恶意代码提交到目标网站的数据库中。
    > - 用户打开目标网站时,网站服务端将恶意代码从数据库取出,拼接在 HTML 中返回给浏览器。
    > - 用户浏览器接收到响应后解析执行,混在其中的恶意代码也被执行。
    > - 恶意代码窃取用户数据并发送到攻击者的网站,或者冒充用户的行为,调用目标网站接口执行攻击者指定的操作。
    >
    > 这种攻击常见于带有用户保存数据的网站功能,如论坛发帖、商品评论、用户私信等。

  • 反射型 XSS
    > - 攻击者构造出特殊的 URL,其中包含恶意代码。
    > - 用户打开带有恶意代码的 URL 时,网站服务端将恶意代码从 URL 中取出,拼接在 HTML 中返回给浏览器。
    > - 用户浏览器接收到响应后解析执行,混在其中的恶意代码也被执行。
    > - 恶意代码窃取用户数据并发送到攻击者的网站,或者冒充用户的行为,调用目标网站接口执行攻击者指定的操作。
    >
    反射型 XSS 跟存储型 XSS 的区别是:存储型 XSS 的恶意代码存在数据库里,反射型 XSS 的恶意代码存在 URL 里。
    >
    > 反射型 XSS 漏洞常见于通过 URL 传递参数的功能,如网站搜索、跳转等。由于需要用户主动打开恶意的 URL 才能生效,攻击者往往会结合多种手段诱导用户点击。
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    > POST 的内容也可以触发反射型 XSS,只不过其触发条件比较苛刻(需要构造表单提交页面,并引导用户点击),所以非常少见。

  • DOM 型 XSS
    > - 攻击者构造出特殊的 URL,其中包含恶意代码。
    > - 用户打开带有恶意代码的 URL。
    > - 用户浏览器接收到响应后解析执行,前端 JavaScript 取出 URL 中的恶意代码并执行。
    > - 恶意代码窃取用户数据并发送到攻击者的网站,或者冒充用户的行为,调用目标网站接口执行攻击者指定的操作。
    >
    > DOM 型 XSS 跟前两种 XSS 的区别:DOM 型 XSS 攻击中,取出和执行恶意代码由浏览器端完成,属于前端 JavaScript 自身的安全漏洞,而其他两种 XSS 都属于服务端的安全漏洞。

XSS 攻击的预防

XSS 攻击有两大要素:

  • 攻击者提交恶意代码
  • 浏览器执行恶意代码

防止 攻击者提交恶意代码

在用户提交时,由前端过滤输入,然后提交到后端。这样做是否可行呢?

答案是不可行。一旦攻击者绕过前端过滤,直接构造请求,就可以提交恶意代码了。

后端在写入数据库前,对输入进行过滤,然后把“安全的”内容,返回给前端。这样是否可行呢?比如用户输入了 5 < 7 这个内容,在写入数据库前,被转义,变成了 5 < 7。

在提交阶段,我们并不确定内容要输出到哪里。这里的 并不确定内容要输出到哪里 有两层含义:

  1. 用户的输入内容可能同时提供给前端和客户端,而一旦经过了 escapeHTML(),客户端显示的内容就变成了乱码(5 &lt; 7)。
  2. 在前端中,不同的位置所需的编码也不同。当 5 &lt; 7 作为 HTML 拼接页面时,可以正常显示:<div title = "comment" > 5 &lt; 7 </div>;当 5 &lt; 7 通过 Ajax 返回,然后赋值给 JavaScript 的变量时,前端得到的字符串就是转义后的字符。这个内容不能直接用于 Vue 等模板的展示,也不能直接用于内容长度计算。不能用于标题、alert 等。
    输入侧过滤能够在某些情况下解决特定的 XSS 问题,但会引入很大的不确定性和乱码问题。在防范 XSS 攻击时应避免此类方法。
    但是,对于明确的输入类型,例如数字、URL、电话号码、邮件地址等等内容,进行输入过滤还是必要的。

防止 浏览器执行恶意代码

  1. 防止 HTML 中出现注入
  2. 防止 JavaScript 执行时,执行恶意代码

预防 存储型反射型 XSS 攻击
> 存储型和反射型 XSS 都是在服务端取出恶意代码后,插入到响应 HTML 里的,攻击者刻意编写的“数据”被内嵌到“代码”中,被浏览器所执行。
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预防这两种漏洞,有两种常见做法:

  1. 改成纯前端渲染,把代码和数据分隔开。
    纯前端渲染的过程:

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    1. 浏览器先加载一个静态 HTML,此 HTML 中不包含任何跟业务相关的数据。
    2. 然后浏览器执行 HTML 中的 JavaScript。
    3. JavaScript 通过 Ajax 加载业务数据,调用 DOM API 更新到页面上。

    在纯前端渲染中,我们会明确的告诉浏览器:下面要设置的内容是文本(.innerText),还是属性(.setAttribute),还是样式(.style)等等。浏览器不会被轻易的被欺骗,执行预期外的代码了。

    但纯前端渲染还需注意避免 DOM 型 XSS 漏洞(例如 onload 事件和 href 中的 javascript:xxx 等,请参考下文”预防 DOM 型 XSS 攻击“部分)。

    在很多内部、管理系统中,采用纯前端渲染是非常合适的。但对于性能要求高,或有 SEO 需求的页面,我们仍然要面对拼接 HTML 的问题。

  2. 对 HTML 做充分转义。
    如果拼接 HTML 是必要的,就需要采用合适的转义库,对 HTML 模板各处插入点进行充分的转义。


预防 DOM 型 XSS 攻击:

DOM 型 XSS 攻击,实际上就是网站前端 JavaScript 代码本身不够严谨,把不可信的数据当作代码执行了。

在使用 .innerHTML.outerHTMLdocument.write() 时要特别小心,不要把不可信的数据作为 HTML 插到页面上,而应尽量使用 .textContent.setAttribute() 等。

DOM 中的内联事件监听器,如 locationonclickonerroronloadonmouseover 等,<a> 标签的 href 属性,JavaScript 的 eval()setTimeout()setInterval() 等,都能把字符串作为代码运行。如果不可信的数据拼接到字符串中传递给这些 API,很容易产生安全隐患,请务必避免。

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<!-- 内联事件监听器中包含恶意代码 --> 
< img onclick = "UNTRUSTED" onerror = "UNTRUSTED" src = "data:image/png," >

<!-- 链接内包含恶意代码 -->
< a href = "UNTRUSTED" > 1 </ a >

< script >
// setTimeout()/setInterval() 中调用恶意代码
setTimeout( "UNTRUSTED" )
setInterval( "UNTRUSTED" )

// location 调用恶意代码
location.href = 'UNTRUSTED'

// eval() 中调用恶意代码
eval ( "UNTRUSTED" )
</ script >

其他 XSS 防范措施

虽然在渲染页面和执行 JavaScript 时,通过谨慎的转义可以防止 XSS 的发生,但完全依靠开发的谨慎仍然是不够的。以下介绍一些通用的方案,可以降低 XSS 带来的风险和后果。

Content Security Policy

严格的 CSP 在 XSS 的防范中可以起到以下的作用:
> 禁止加载外域代码,防止复杂的攻击逻辑。
> 禁止外域提交,网站被攻击后,用户的数据不会泄露到外域。
> 禁止内联脚本执行(规则较严格,目前发现 GitHub 使用)。
> 禁止未授权的脚本执行(新特性,Google Map 移动版在使用)。
> 合理使用上报可以及时发现 XSS,利于尽快修复问题。

输入内容长度控制

对于不受信任的输入,都应该限定一个合理的长度。虽然无法完全防止 XSS 发生,但可以增加 XSS 攻击的难度。

其他安全措施

  • HTTP-only Cookie: 禁止 JavaScript 读取某些敏感 Cookie,攻击者完成 XSS 注入后也无法窃取此 Cookie。
  • 验证码:防止脚本冒充用户提交危险操作。

总结

  • 防范存储型和反射型 XSS 是后端 RD 的责任。而 DOM 型 XSS 攻击不发生在后端,是前端 RD 的责任。防范 XSS 是需要后端 RD 和前端 RD 共同参与的系统工程。转义应该在输出 HTML 时进行,而不是在提交用户输入时。
  • 不同的上下文,如 HTML 属性、HTML 文字内容、HTML 注释、跳转链接、内联 JavaScript 字符串、内联 CSS 样式表等,所需要的转义规则不一致。业务 RD 需要选取合适的转义库,并针对不同的上下文调用不同的转义规则。

补缺补漏

CSP

  • CSP 是什么:
    > CSP:内容安全策略(区别于 同源策略)。简单来说,就是我们能够规定,我们的网站只接受我们指定的请求资源。CSP 的实质就是白名单制度,开发者明确告诉客户端,哪些外部资源可以加载和执行,等同于提供白名单。它的实现和执行全部由浏览器完成,开发者只需提供配置。

  • CSP 的分类

    • Content-Security-Policy:配置好并启用后,不符合 CSP 的外部资源就会被阻止加载。
    • Content-Security-Policy-Report-Only:不执行限制选项,只是记录违反限制的行为。它必须与 report-uri 选项配合使用。
  • CSP 的使用

    • 在 HTTP Header 上使用(首选):
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      Content-Security-Policy: 策略
      Content-Security-Policy-Report-Only: 策略
    • 在 HTML 上使用:
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      <meta http-equiv="content-security-policy" content="策略">
      <meta http-equiv="content-security-policy-report-only" content="策略">

      Meta 标签与 HTTP 头只是行式不同而作用是一致的,如果 HTTP 头与 Meta 定义同时存在,则优先采用 HTTP 中的定义。
      如果用户浏览器已经为当前文档执行了一个 CSP 的策略,则会跳过 Meta 的定义。如果 META 标签缺少 content 属性也同样会跳过。

SameSite-cookies

SameSite-cookies 是一种机制,用于定义 cookie 如何跨域发送。这是谷歌开发的一种安全机制,并且现在在最新版本(Chrome Dev 51.0.2704.4)中已经开始实行了。SameSite-cookies 的目的是尝试阻止 CSRF(Cross-site request forgery 跨站请求伪造)以及 XSSI(Cross Site Script Inclusion (XSSI) 跨站脚本包含)攻击。

来呀快活呀


如何防止XSS攻击?
https://www.tr0y.wang/2018/11/03/XSSMeiTuan/
作者
Tr0y
发布于
2018年11月3日
更新于
2022年10月14日
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