淺談CSRF攻擊方式
一.CSRF是什么？
CSRF（Cross-site request forgery），中文名稱：跨站請(qǐng)求偽造，也被稱為：one click attack/session riding，縮寫為：CSRF/XSRF。
二.CSRF可以做什么？
你這可以這么理解CSRF攻擊：攻擊者盜用了你的身份，以你的名義發(fā)送惡意請(qǐng)求。CSRF能夠做的事情包括：以你名義發(fā)送郵件，發(fā)消息，盜取你的賬號(hào)，甚至于購(gòu)買商品，虛擬貨幣轉(zhuǎn)賬......造成的問(wèn)題包括：個(gè)人隱私泄露以及財(cái)產(chǎn)安全。
三.CSRF漏洞現(xiàn)狀
CSRF這種攻擊方式在2000年已經(jīng)被國(guó)外的安全人員提出，但在國(guó)內(nèi)，直到06年才開始被關(guān)注，08年，國(guó)內(nèi)外的多個(gè)大型社區(qū)和交互網(wǎng)站分別爆出CSRF漏洞，如：NYTimes.com（紐約時(shí)報(bào)）、Metafilter（一個(gè)大型的BLOG網(wǎng)站），YouTube和百度HI......而現(xiàn)在，互聯(lián)網(wǎng)上的許多站點(diǎn)仍對(duì)此毫無(wú)防備，以至于安全業(yè)界稱CSRF為“沉睡的巨人”。
四.CSRF的原理
下圖簡(jiǎn)單闡述了CSRF攻擊的思想：
從上圖可以看出，要完成一次CSRF攻擊，受害者必須依次完成兩個(gè)步驟：
1.登錄受信任網(wǎng)站A，并在本地生成Cookie。
2.在不登出A的情況下，訪問(wèn)危險(xiǎn)網(wǎng)站B。
看到這里，你也許會(huì)說(shuō)：“如果我不滿足以上兩個(gè)條件中的一個(gè)，我就不會(huì)受到CSRF的攻擊”。是的，確實(shí)如此，但你不能保證以下情況不會(huì)發(fā)生：
1.你不能保證你登錄了一個(gè)網(wǎng)站后，不再打開一個(gè)tab頁(yè)面并訪問(wèn)另外的網(wǎng)站。
2.你不能保證你關(guān)閉瀏覽器了后，你本地的Cookie立刻過(guò)期，你上次的會(huì)話已經(jīng)結(jié)束。（事實(shí)上，關(guān)閉瀏覽器不能結(jié)束一個(gè)會(huì)話，但大多數(shù)人都會(huì)錯(cuò)誤的認(rèn)為關(guān)閉瀏覽器就等于退出登錄/結(jié)束會(huì)話了......）
3.上圖中所謂的攻擊網(wǎng)站，可能是一個(gè)存在其他漏洞的可信任的經(jīng)常被人訪問(wèn)的網(wǎng)站。#p#
上面大概地講了一下CSRF攻擊的思想，下面我將用幾個(gè)例子詳細(xì)說(shuō)說(shuō)具體的CSRF攻擊，這里我以一個(gè)銀行轉(zhuǎn)賬的操作作為例子（僅僅是例子，真實(shí)的銀行網(wǎng)站沒(méi)這么傻:>）
示例1：
銀行網(wǎng)站A，它以GET請(qǐng)求來(lái)完成銀行轉(zhuǎn)賬的操作，如：http://www.mybank.com/Transfer.php?toBankId=11&money=1000
危險(xiǎn)網(wǎng)站B，它里面有一段HTML的代碼如下：
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http://www.CodeHighlighter.com/
--> <imgsrc=http://www.mybank.com/Transfer.php?toBankId=11&money=1000>
首先，你登錄了銀行網(wǎng)站A，然后訪問(wèn)危險(xiǎn)網(wǎng)站B，噢，這時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)你的銀行賬戶少了1000塊......
為什么會(huì)這樣呢？原因是銀行網(wǎng)站A違反了HTTP規(guī)范，使用GET請(qǐng)求更新資源。在訪問(wèn)危險(xiǎn)網(wǎng)站B的之前，你已經(jīng)登錄了銀行網(wǎng)站A，而B中的<img>以GET的方式請(qǐng)求第三方資源（這里的第三方就是指銀行網(wǎng)站了，原本這是一個(gè)合法的請(qǐng)求，但這里被不法分子利用了），所以你的瀏覽器會(huì)帶上你的銀行網(wǎng)站A的Cookie發(fā)出Get請(qǐng)求，去獲取資源“http://www.mybank.com/Transfer.php?toBankId=11&money=1000”，結(jié)果銀行網(wǎng)站服務(wù)器收到請(qǐng)求后，認(rèn)為這是一個(gè)更新資源操作（轉(zhuǎn)賬操作），所以就立刻進(jìn)行轉(zhuǎn)賬操作......
示例2：
為了杜絕上面的問(wèn)題，銀行決定改用POST請(qǐng)求完成轉(zhuǎn)賬操作。
銀行網(wǎng)站A的WEB表單如下：
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http://www.CodeHighlighter.com/
--> <formaction="Transfer.php"method="POST">
<p>ToBankId:<inputtype="text"name="toBankId"/></p>
<p>Money:<inputtype="text"name="money"/></p>
<p><inputtype="submit"value="Transfer"/></p>
</form>
后臺(tái)處理頁(yè)面Transfer.php如下：
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http://www.CodeHighlighter.com/
--> <?php
session_start();
if(isset($_REQUEST['toBankId']&& isset($_REQUEST['money']))
{
buy_stocks($_REQUEST['toBankId'], $_REQUEST['money']);
}
?>
危險(xiǎn)網(wǎng)站B，仍然只是包含那句HTML代碼：
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http://www.CodeHighlighter.com/
--> <imgsrc=http://www.mybank.com/Transfer.php?toBankId=11&money=1000>
和示例1中的操作一樣，你首先登錄了銀行網(wǎng)站A，然后訪問(wèn)危險(xiǎn)網(wǎng)站B，結(jié)果.....和示例1一樣，你再次沒(méi)了1000塊～T_T，這次事故的原因是：銀行后臺(tái)使用了$_REQUEST去獲取請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，而$_REQUEST既可以獲取GET請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，也可以獲取POST請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，這就造成了在后臺(tái)處理程序無(wú)法區(qū)分這到底是GET請(qǐng)求的數(shù)據(jù)還是POST請(qǐng)求的數(shù)據(jù)。在PHP中，可以使用$_GET和$_POST分別獲取GET請(qǐng)求和POST請(qǐng)求的數(shù)據(jù)。在JAVA中，用于獲取請(qǐng)求數(shù)據(jù)request一樣存在不能區(qū)分GET請(qǐng)求數(shù)據(jù)和POST數(shù)據(jù)的問(wèn)題。
示例3：
經(jīng)過(guò)前面2個(gè)慘痛的教訓(xùn)，銀行決定把獲取請(qǐng)求數(shù)據(jù)的方法也改了，改用$_POST，只獲取POST請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，后臺(tái)處理頁(yè)面Transfer.php代碼如下：
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http://www.CodeHighlighter.com/
--> <?php
session_start();
if(isset($_POST['toBankId']&& isset($_POST['money']))
{
buy_stocks($_POST['toBankId'], $_POST['money']);
}
?>
然而，危險(xiǎn)網(wǎng)站B與時(shí)俱進(jìn)，它改了一下代碼：
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http://www.CodeHighlighter.com/
--><html>
<head>
<scripttype="text/javascript">
functionsteal()
{
iframe=document.frames["steal"];
iframe.document.Submit("transfer");
}
</script>
</head>
<bodyonload="steal()">
<iframename="steal"display="none">
<formmethod="POST"name="transfer" action="http://www.myBank.com/Transfer.php">
<inputtype="hidden"name="toBankId"value="11">
<inputtype="hidden"name="money"value="1000">
</form>
</iframe>
</body>
</html>
如果用戶仍是繼續(xù)上面的操作，很不幸，結(jié)果將會(huì)是再次不見1000塊......因?yàn)檫@里危險(xiǎn)網(wǎng)站B暗地里發(fā)送了POST請(qǐng)求到銀行!
總結(jié)一下上面3個(gè)例子，CSRF主要的攻擊模式基本上是以上的3種，其中以第1,2種最為嚴(yán)重，因?yàn)橛|發(fā)條件很簡(jiǎn)單，一個(gè)<img>就可以了，而第3種比較麻煩，需要使用JavaScript，所以使用的機(jī)會(huì)會(huì)比前面的少很多，但無(wú)論是哪種情況，只要觸發(fā)了CSRF攻擊，后果都有可能很嚴(yán)重。
理解上面的3種攻擊模式，其實(shí)可以看出，CSRF攻擊是源于WEB的隱式身份驗(yàn)證機(jī)制！WEB的身份驗(yàn)證機(jī)制雖然可以保證一個(gè)請(qǐng)求是來(lái)自于某個(gè)用戶的瀏覽器，但卻無(wú)法保證該請(qǐng)求是用戶批準(zhǔn)發(fā)送的！#p#
五.CSRF的防御
我總結(jié)了一下看到的資料，CSRF的防御可以從服務(wù)端和客戶端兩方面著手，防御效果是從服務(wù)端著手效果比較好，現(xiàn)在一般的CSRF防御也都在服務(wù)端進(jìn)行。
1.服務(wù)端進(jìn)行CSRF防御
服務(wù)端的CSRF方式方法很多樣，但總的思想都是一致的，就是在客戶端頁(yè)面增加偽隨機(jī)數(shù)。
(1).Cookie Hashing(所有表單都包含同一個(gè)偽隨機(jī)值)：
這可能是最簡(jiǎn)單的解決方案了，因?yàn)楣粽卟荒塬@得第三方的Cookie(理論上)，所以表單中的數(shù)據(jù)也就構(gòu)造失敗了:>
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--> <?php
//構(gòu)造加密的Cookie信息
$value=“DefenseSCRF”;
setcookie(”cookie”,$value,time()+3600);
?>
在表單里增加Hash值，以認(rèn)證這確實(shí)是用戶發(fā)送的請(qǐng)求。
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http://www.CodeHighlighter.com/
--> <?php
$hash=md5($_COOKIE['cookie']);
?>
<formmethod=”POST”action=”transfer.php”>
<inputtype=”text”name=”toBankId”>
<inputtype=”text”name=”money”>
<inputtype=”hidden”name=”hash”value=”<?=$hash;?>”>
<inputtype=”submit”name=”submit”value=”Submit”>
</form>
然后在服務(wù)器端進(jìn)行Hash值驗(yàn)證
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http://www.CodeHighlighter.com/
--><?php
if(isset($_POST['check'])){
$hash=md5($_COOKIE['cookie']);
if($_POST['check']==$hash){
doJob();
}else{
//...
}
}else{
//...
}
?>
這個(gè)方法個(gè)人覺(jué)得已經(jīng)可以杜絕99%的CSRF攻擊了，那還有1%呢....由于用戶的Cookie很容易由于網(wǎng)站的XSS漏洞而被盜取，這就另外的1%。一般的攻擊者看到有需要算Hash值，基本都會(huì)放棄了，某些除外，所以如果需要100%的杜絕，這個(gè)不是最好的方法。
(2).驗(yàn)證碼
這個(gè)方案的思路是：每次的用戶提交都需要用戶在表單中填寫一個(gè)圖片上的隨機(jī)字符串，厄....這個(gè)方案可以完全解決CSRF，但個(gè)人覺(jué)得在易用性方面似乎不是太好，還有聽聞是驗(yàn)證碼圖片的使用涉及了一個(gè)被稱為MHTML的Bug，可能在某些版本的微軟IE中受影響。
(3).One-Time Tokens(不同的表單包含一個(gè)不同的偽隨機(jī)值)
在實(shí)現(xiàn)One-Time Tokens時(shí)，需要注意一點(diǎn)：就是“并行會(huì)話的兼容”。如果用戶在一個(gè)站點(diǎn)上同時(shí)打開了兩個(gè)不同的表單，CSRF保護(hù)措施不應(yīng)該影響到他對(duì)任何表單的提交。考慮一下如果每次表單被裝入時(shí)站點(diǎn)生成一個(gè)偽隨機(jī)值來(lái)覆蓋以前的偽隨機(jī)值將會(huì)發(fā)生什么情況：用戶只能成功地提交他最后打開的表單，因?yàn)樗衅渌谋韱味己蟹欠ǖ膫坞S機(jī)值。必須小心操作以確保CSRF保護(hù)措施不會(huì)影響選項(xiàng)卡式的瀏覽或者利用多個(gè)瀏覽器窗口瀏覽一個(gè)站點(diǎn)。
以下我的實(shí)現(xiàn):
1).先是令牌生成函數(shù)(gen_token())：
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--><?php
functiongen_token(){
//這里我是貪方便，實(shí)際上單使用Rand()得出的隨機(jī)數(shù)作為令牌，也是不安全的。
//這個(gè)可以參考我寫的Findbugs筆記中的《Random object created and used only once》
$token= md5(uniqid(rand(),true));
return$token;
}
2).然后是Session令牌生成函數(shù)(gen_stoken())：
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--><?php
functiongen_stoken(){
$pToken = "";
if($_SESSION[STOKEN_NAME] == $pToken){
//沒(méi)有值，賦新值
$_SESSION[STOKEN_NAME]= gen_token();
}
else{
//繼續(xù)使用舊的值
}
}
?>
3).WEB表單生成隱藏輸入域的函數(shù)：
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--> <?php
function gen_input() {
gen_stoken();
echo “<input type=”hidden” name=”" . FTOKEN_NAME . “”
value=”" . $_SESSION[STOKEN_NAME] . “”> “;
}
?>
4).WEB表單結(jié)構(gòu)：
<?php
session_start();
include(”functions.php”);
?>
<formmethod=”POST”action=”transfer.php”>
<inputtype=”text”name=”toBankId”>
<inputtype=”text”name=”money”>
<?gen_input();?>
<inputtype=”submit”name=”submit”value=”Submit”>
</FORM>
5).服務(wù)端核對(duì)令牌：
這個(gè)很簡(jiǎn)單，這里就不再啰嗦了。
上面這個(gè)其實(shí)不完全符合“并行會(huì)話的兼容”的規(guī)則，大家可以在此基礎(chǔ)上修改。
其實(shí)還有很多想寫，無(wú)奈精力有限，暫且打住，日后補(bǔ)充，如果錯(cuò)漏，請(qǐng)指出。
