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Web安全之CSRF實(shí)例解析

2020-5-11    seo達(dá)人

前言

文章首次發(fā)表在 個(gè)人博客


之前寫過(guò)一篇 web安全之XSS實(shí)例解析,是通過(guò)舉的幾個(gè)簡(jiǎn)單例子講解的，同樣通過(guò)簡(jiǎn)單得例子來(lái)理解和學(xué)習(xí)CSRF，有小伙伴問(wèn)實(shí)際開(kāi)發(fā)中有沒(méi)有遇到過(guò)XSS和CSRF，答案是有遇到過(guò)，不過(guò)被測(cè)試同學(xué)發(fā)現(xiàn)了，還有安全掃描發(fā)現(xiàn)了可能的問(wèn)題，這兩篇文章就是簡(jiǎn)化了一下當(dāng)時(shí)實(shí)際遇到的問(wèn)題。


CSRF

跨站請(qǐng)求偽造（Cross Site Request Forgery），是指黑客誘導(dǎo)用戶打開(kāi)黑客的網(wǎng)站，在黑客的網(wǎng)站中，利用用戶的登陸狀態(tài)發(fā)起的跨站請(qǐng)求。CSRF攻擊就是利用了用戶的登陸狀態(tài)，并通過(guò)第三方的站點(diǎn)來(lái)做一個(gè)壞事。


要完成一次CSRF攻擊,受害者依次完成兩個(gè)步驟:


登錄受信任網(wǎng)站A，并在本地生成Cookie

在不登出A的情況，訪問(wèn)危險(xiǎn)網(wǎng)站B

CSRF攻擊


在a.com登陸后種下cookie, 然后有個(gè)支付的頁(yè)面，支付頁(yè)面有個(gè)誘導(dǎo)點(diǎn)擊的按鈕或者圖片，第三方網(wǎng)站域名為 b.com，中的頁(yè)面請(qǐng)求 a.com的接口，b.com 其實(shí)拿不到cookie，請(qǐng)求 a.com會(huì)把Cookie自動(dòng)帶上（因?yàn)镃ookie種在 a.com域下）。這就是為什么在服務(wù)端要判斷請(qǐng)求的來(lái)源，及限制跨域（只允許信任的域名訪問(wèn)），然后除了這些還有一些方法來(lái)防止 CSRF 攻擊，下面會(huì)通過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)詳細(xì)介紹 CSRF 攻擊的表現(xiàn)及如何防御。


下面會(huì)通過(guò)一個(gè)例子來(lái)講解 CSRF 攻擊的表現(xiàn)是什么樣子的。

實(shí)現(xiàn)的例子：

在前后端同域的情況下，前后端的域名都為 http://127.0.0.1:3200, 第三方網(wǎng)站的域名為 http://127.0.0.1:3100，釣魚網(wǎng)站頁(yè)面為 http://127.0.0.1:3100/bad.html。


平時(shí)自己寫例子中會(huì)用到下面這兩個(gè)工具，非常方便好用：

http-server: 是基于node.js的HTTP 服務(wù)器，它最大的好處就是：可以使用任意一個(gè)目錄成為服務(wù)器的目錄，完全拋開(kāi)后端的沉重工程，直接運(yùn)行想要的js代碼;

nodemon: nodemon是一種工具，通過(guò)在檢測(cè)到目錄中的文件更改時(shí)自動(dòng)重新啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)應(yīng)用程序來(lái)幫助開(kāi)發(fā)基于node.js的應(yīng)用程序

前端頁(yè)面： client.html


<!DOCTYPE html>

<html lang="en">


<head>

   <meta charset="UTF-8">

   <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">

   <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">

   <title>CSRF-demo</title>

   <style>

       .wrap {

           height: 500px;

           width: 300px;

           border: 1px solid #ccc;

           padding: 20px;

           margin-bottom: 20px;

       }

       input {

           width: 300px;

       }

       .payInfo {

           display: none;

       }

       .money {

           font-size: 16px;

       }

   </style>

</head>


<body>

   <div class="wrap">

       <div class="loginInfo">

           <h3>登陸</h3>

           <input type="text" placeholder="用戶名" class="userName">

           <br>

           <input type="password" placeholder="密碼" class="password">

           <br>

           <br>

           <button class="btn">登陸</button>

       </div>

       

       

       <div class="payInfo">

           <h3>轉(zhuǎn)賬信息</h3>

           <p >當(dāng)前賬戶余額為 <span class="money">0</span>元</p>

           <!-- <input type="text" placeholder="收款方" class="account"> -->

           <button class="pay">支付10元</button>

           <br>

           <br>

           <a target="_blank">

               聽(tīng)說(shuō)點(diǎn)擊這個(gè)鏈接的人都賺大錢了，你還不來(lái)看一下么

           </a>

       </div>

   </div>

</body>

<script>

   const btn = document.querySelector('.btn');

   const loginInfo = document.querySelector('.loginInfo');

   const payInfo = document.querySelector('.payInfo');

   const money = document.querySelector('.money');

   let currentName = '';

   // 第一次進(jìn)入判斷是否已經(jīng)登陸

   Fetch('http://127.0.0.1:3200/isLogin', 'POST', {})

   .then((res) => {

       if(res.data) {

           payInfo.style.display = "block"

           loginInfo.style.display = 'none';

           Fetch('http://127.0.0.1:3200/pay', 'POST', {userName: currentName, money: 0})

           .then((res) => {

               money.innerHTML = res.data.money;

           })

       } else {

           payInfo.style.display = "none"

           loginInfo.style.display = 'block';

       }

       

   })

   // 點(diǎn)擊登陸

   btn.onclick = function () {

       var userName = document.querySelector('.userName').value;

       currentName = userName;

       var password = document.querySelector('.password').value;

       Fetch('http://127.0.0.1:3200/login', 'POST', {userName, password})

       .then((res) => {

           payInfo.style.display = "block";

           loginInfo.style.display = 'none';

           money.innerHTML = res.data.money;

       })

   }

   // 點(diǎn)擊支付10元

   const pay = document.querySelector('.pay');

   pay.onclick = function () {

       Fetch('http://127.0.0.1:3200/pay', 'POST', {userName: currentName, money: 10})

       .then((res) => {

           console.log(res);

           money.innerHTML = res.data.money;

       })

   }

   // 封裝的請(qǐng)求方法

   function Fetch(url, method = 'POST', data) {

       return new Promise((resolve, reject) => {

           let options = {};

           if (method !== 'GET') {

               options = {

                   headers: {

                       'Content-Type': 'application/json',

                   },

                   body: JSON.stringify(data),

               }

           }

           fetch(url, {

               mode: 'cors', // no-cors, cors, *same-origin

               method,

               ...options,

               credentials: 'include',

           }).then((res) => {

               return res.json();

           }).then(res => {

               resolve(res);

           }).catch(err => {

               reject(err);

           });

       })

   }

   

</script>


</html>

實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的支付功能：


會(huì)首先判斷有沒(méi)有登錄，如果已經(jīng)登陸過(guò)，就直接展示轉(zhuǎn)賬信息，未登錄，展示登陸信息

登陸完成之后，會(huì)展示轉(zhuǎn)賬信息，點(diǎn)擊支付，可以實(shí)現(xiàn)金額的扣減

后端服務(wù)： server.js


const Koa = require("koa");

const app = new Koa();

const route = require('koa-route');

const bodyParser = require('koa-bodyparser');

const cors = require('@koa/cors');

const KoaStatic = require('koa-static');


let currentUserName = '';


// 使用  koa-static  使得前后端都在同一個(gè)服務(wù)下

app.use(KoaStatic(__dirname));


app.use(bodyParser()); // 處理post請(qǐng)求的參數(shù)


// 初始金額為 1000

let money = 1000;


// 調(diào)用登陸的接口

const login = ctx => {

   const req = ctx.request.body;

   const userName = req.userName;

   currentUserName = userName;

   // 簡(jiǎn)單設(shè)置一個(gè)cookie

   ctx.cookies.set(

       'name',

       userName,

       {

         domain: '127.0.0.1', // 寫cookie所在的域名

         path: '/',       // 寫cookie所在的路徑

         maxAge: 10 * 60 * 1000, // cookie有效時(shí)長(zhǎng)

         expires: new Date('2021-02-15'),  // cookie失效時(shí)間

         overwrite: false,  // 是否允許重寫

         SameSite: 'None',

       }

     )

   ctx.response.body = {

       data: {

           money,

       },

       msg: '登陸成功'

   };

}

// 調(diào)用支付的接口

const pay = ctx => {

   if(ctx.method === 'GET') {

       money = money - Number(ctx.request.query.money);

   } else {

       money = money - Number(ctx.request.body.money);

   }

   ctx.set('Access-Control-Allow-Credentials', 'true');

   // 根據(jù)有沒(méi)有 cookie 來(lái)簡(jiǎn)單判斷是否登錄

   if(ctx.cookies.get('name')){

       ctx.response.body = {

           data: {

               money: money,

           },

           msg: '支付成功'

       };

   }else{

       ctx.body = '未登錄';

   }

}


// 判斷是否登陸

const isLogin = ctx => {

   ctx.set('Access-Control-Allow-Credentials', 'true');


   if(ctx.cookies.get('name')){

       ctx.response.body = {

           data: true,

           msg: '登陸成功'

       };


   }else{

       ctx.response.body = {

           data: false,

           msg: '未登錄'

       };

   }

}

// 處理 options 請(qǐng)求

app.use((ctx, next)=> {

   const headers = ctx.request.headers;

   if(ctx.method === 'OPTIONS') {

       ctx.set('Access-Control-Allow-Origin', headers.origin);

       ctx.set('Access-Control-Allow-Headers', 'Content-Type');

       ctx.set('Access-Control-Allow-Credentials', 'true');

       ctx.status = 204;

   } else {

       next();

   }

})


app.use(cors());

app.use(route.post('/login', login));

app.use(route.post('/pay', pay));

app.use(route.get('/pay', pay));

app.use(route.post('/isLogin', isLogin));


app.listen(3200, () => {

   console.log('啟動(dòng)成功');

});

執(zhí)行 nodemon server.js，訪問(wèn)頁(yè)面 http://127.0.0.1:3200/client.html


CSRF-demo


登陸完成之后，可以看到Cookie是種到 http://127.0.0.1:3200 這個(gè)域下面的。


第三方頁(yè)面 bad.html


<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

   <meta charset="UTF-8">

   <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">

   <title>第三方網(wǎng)站</title>

</head>

<body>

   <div>

       哈哈，小樣兒，哪有賺大錢的方法，還是踏實(shí)努力工作吧！

       <!-- form 表單的提交會(huì)伴隨著跳轉(zhuǎn)到action中指定 的url 鏈接，為了阻止這一行為，可以通過(guò)設(shè)置一個(gè)隱藏的iframe 頁(yè)面，并將form 的target 屬性指向這個(gè)iframe，當(dāng)前頁(yè)面iframe則不會(huì)刷新頁(yè)面 -->

       <form action="http://127.0.0.1:3200/pay" method="POST" class="form" target="targetIfr" style="display: none">

           <input type="text" name="userName" value="xiaoming">

           <input type="text" name="money" value="100">

       </form>

       <iframe name="targetIfr" style="display:none"></iframe>

   </div>

</body>

<script>

   document.querySelector('.form').submit();

</script>

</html>

使用 HTTP-server 起一個(gè) 本地端口為 3100的服務(wù)，就可以通過(guò) http://127.0.0.1:3100/bad.html 這個(gè)鏈接來(lái)訪問(wèn)，CSRF攻擊需要做的就是在正常的頁(yè)面上誘導(dǎo)用戶點(diǎn)擊鏈接進(jìn)入這個(gè)頁(yè)面

CSRF-DEMO


點(diǎn)擊誘導(dǎo)鏈接，跳轉(zhuǎn)到第三方的頁(yè)面，第三方頁(yè)面自動(dòng)發(fā)了一個(gè)扣款的請(qǐng)求，所以在回到正常頁(yè)面的時(shí)候，刷新，發(fā)現(xiàn)錢變少了。

我們可以看到在第三方頁(yè)面調(diào)用 http://127.0.0.1:3200/pay 這個(gè)接口的時(shí)候，Cookie自動(dòng)加在了請(qǐng)求頭上，這就是為什么 http://127.0.0.1:3100/bad.html 這個(gè)頁(yè)面拿不到 Cookie，但是卻能正常請(qǐng)求 http://127.0.0.1:3200/pay 這個(gè)接口的原因。


CSRF攻擊大致可以分為三種情況，自動(dòng)發(fā)起Get請(qǐng)求， 自動(dòng)發(fā)起POST請(qǐng)求，引導(dǎo)用戶點(diǎn)擊鏈接。下面會(huì)分別對(duì)上面例子進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造來(lái)說(shuō)明這三種情況


自動(dòng)發(fā)起Get請(qǐng)求

在上面的 bad.html中，我們把代碼改成下面這樣


<!DOCTYPE html>

<html>

 <body>

   <img src="http://127.0.0.1:3200/payMoney?money=1000">

 </body>

</html>

當(dāng)用戶訪問(wèn)含有這個(gè)img的頁(yè)面后，瀏覽器會(huì)自動(dòng)向自動(dòng)發(fā)起 img 的資源請(qǐng)求，如果服務(wù)器沒(méi)有對(duì)該請(qǐng)求做判斷的話，那么會(huì)認(rèn)為這是一個(gè)正常的鏈接。


自動(dòng)發(fā)起POST請(qǐng)求

上面例子中演示的就是這種情況。


<body>

   <div>

       哈哈，小樣兒，哪有賺大錢的方法，還是踏實(shí)努力工作吧！

       <!-- form 表單的提交會(huì)伴隨著跳轉(zhuǎn)到action中指定 的url 鏈接，為了阻止這一行為，可以通過(guò)設(shè)置一個(gè)隱藏的iframe 頁(yè)面，并將form 的target 屬性指向這個(gè)iframe，當(dāng)前頁(yè)面iframe則不會(huì)刷新頁(yè)面 -->

       <form action="http://127.0.0.1:3200/pay" method="POST" class="form" target="targetIfr">

           <input type="text" name="userName" value="xiaoming">

           <input type="text" name="money" value="100">

       </form>

       <iframe name="targetIfr" style="display:none"></iframe>

   </div>

</body>

<script>

   document.querySelector('.form').submit();

</script>

上面這段代碼中構(gòu)建了一個(gè)隱藏的表單，表單的內(nèi)容就是自動(dòng)發(fā)起支付的接口請(qǐng)求。當(dāng)用戶打開(kāi)該頁(yè)面時(shí)，這個(gè)表單會(huì)被自動(dòng)執(zhí)行提交。當(dāng)表單被提交之后，服務(wù)器就會(huì)執(zhí)行轉(zhuǎn)賬操作。因此使用構(gòu)建自動(dòng)提交表單這種方式，就可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)跨站點(diǎn) POST 數(shù)據(jù)提交。


引導(dǎo)用戶點(diǎn)擊鏈接

誘惑用戶點(diǎn)擊鏈接跳轉(zhuǎn)到黑客自己的網(wǎng)站，示例代碼如圖所示


<a >聽(tīng)說(shuō)點(diǎn)擊這個(gè)鏈接的人都賺大錢了，你還不來(lái)看一下么</a>

用戶點(diǎn)擊這個(gè)地址就會(huì)跳到黑客的網(wǎng)站，黑客的網(wǎng)站可能會(huì)自動(dòng)發(fā)送一些請(qǐng)求，比如上面提到的自動(dòng)發(fā)起Get或Post請(qǐng)求。


如何防御CSRF

利用cookie的SameSite

SameSite有3個(gè)值： Strict, Lax和None


Strict。瀏覽器會(huì)完全禁止第三方cookie。比如a.com的頁(yè)面中訪問(wèn) b.com 的資源，那么a.com中的cookie不會(huì)被發(fā)送到 b.com服務(wù)器，只有從b.com的站點(diǎn)去請(qǐng)求b.com的資源，才會(huì)帶上這些Cookie

Lax。相對(duì)寬松一些，在跨站點(diǎn)的情況下，從第三方站點(diǎn)鏈接打開(kāi)和從第三方站點(diǎn)提交 Get方式的表單這兩種方式都會(huì)攜帶Cookie。但如果在第三方站點(diǎn)中使用POST方法或者通過(guò) img、Iframe等標(biāo)簽加載的URL，這些場(chǎng)景都不會(huì)攜帶Cookie。

None。任何情況下都會(huì)發(fā)送 Cookie數(shù)據(jù)

我們可以根據(jù)實(shí)際情況將一些關(guān)鍵的Cookie設(shè)置 Stirct或者 Lax模式，這樣在跨站點(diǎn)請(qǐng)求的時(shí)候，這些關(guān)鍵的Cookie就不會(huì)被發(fā)送到服務(wù)器，從而使得CSRF攻擊失敗。


驗(yàn)證請(qǐng)求的來(lái)源點(diǎn)

由于CSRF攻擊大多來(lái)自第三方站點(diǎn)，可以在服務(wù)器端驗(yàn)證請(qǐng)求來(lái)源的站點(diǎn)，禁止第三方站點(diǎn)的請(qǐng)求。

可以通過(guò)HTTP請(qǐng)求頭中的 Referer和Origin屬性。


HTTP請(qǐng)求頭


但是這種 Referer和Origin屬性是可以被偽造的，碰上黑客高手，這種判斷就是不安全的了。


CSRF Token

最開(kāi)始瀏覽器向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)器生成一個(gè)CSRF Token。CSRF Token其實(shí)就是服務(wù)器生成的字符串，然后將該字符串種植到返回的頁(yè)面中(可以通過(guò)Cookie)

瀏覽器之后再發(fā)起請(qǐng)求的時(shí)候，需要帶上頁(yè)面中的 CSRF Token（在request中要帶上之前獲取到的Token，比如 x-csrf-token：xxxx）, 然后服務(wù)器會(huì)驗(yàn)證該Token是否合法。第三方網(wǎng)站發(fā)出去的請(qǐng)求是無(wú)法獲取到 CSRF Token的值的。

其他知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充

1. 第三方cookie

Cookie是種在服務(wù)端的域名下的，比如客戶端域名是 a.com，服務(wù)端的域名是 b.com， Cookie是種在 b.com域名下的，在 Chrome的 Application下是看到的是 a.com下面的Cookie，是沒(méi)有的，之后，在a.com下發(fā)送b.com的接口請(qǐng)求會(huì)自動(dòng)帶上Cookie(因?yàn)镃ookie是種在b.com下的)


2. 簡(jiǎn)單請(qǐng)求和復(fù)雜請(qǐng)求

復(fù)雜請(qǐng)求需要處理option請(qǐng)求。


之前寫過(guò)一篇特別詳細(xì)的文章 CORS原理及@koa/cors源碼解析，有空可以看一下。


3. Fetch的 credentials 參數(shù)

如果沒(méi)有配置credential 這個(gè)參數(shù)，fetch是不會(huì)發(fā)送Cookie的


credential的參數(shù)如下


include：不論是不是跨域的請(qǐng)求，總是發(fā)送請(qǐng)求資源域在本地的Cookies、HTTP Basic anthentication等驗(yàn)證信息

same-origin：只有當(dāng)URL與響應(yīng)腳本同源才發(fā)送 cookies、 HTTP Basic authentication 等驗(yàn)證信息

omit： 從不發(fā)送cookies.

平常寫一些簡(jiǎn)單的例子，從很多細(xì)節(jié)問(wèn)題上也能補(bǔ)充自己的一些知識(shí)盲點(diǎn)。

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