常見六大Web安全攻防解析
前言
在互聯網時代，數據安全與個人隱私受到了前所未有的挑戰，各種新奇的攻擊技術層出不窮。如何才能更好地保護我們的數據？本文主要側重于分析幾種常見的攻擊的類型以及防御的方法。
一、XSS
XSS (Cross-Site Scripting)，跨站腳本攻擊，因為縮寫和 CSS重疊，所以只能叫 XSS。跨站腳本攻擊是指通過存在安全漏洞的Web網站注冊用戶的瀏覽器內運行非法的HTML標簽或JavaScript進行的一種攻擊。
跨站腳本攻擊有可能造成以下影響:
- 利用虛假輸入表單騙取用戶個人信息。
- 利用腳本竊取用戶的Cookie值，被害者在不知情的情況下，幫助攻擊者發送惡意請求。
- 顯示偽造的文章或圖片。
XSS 的原理是惡意攻擊者往 Web 頁面里插入惡意可執行網頁腳本代碼，當用戶瀏覽該頁之時，嵌入其中 Web 里面的腳本代碼會被執行，從而可以達到攻擊者盜取用戶信息或其他侵犯用戶安全隱私的目的。
XSS 的攻擊方式千變萬化，但還是可以大致細分為幾種類型。
1.非持久型 XSS（反射型 XSS ）
非持久型 XSS 漏洞，一般是通過給別人發送帶有惡意腳本代碼參數的 URL，當 URL 地址被打開時，特有的惡意代碼參數被 HTML 解析、執行。
舉一個例子，比如頁面中包含有以下代碼：
- <select>
- <script>
- document.write(''
- + '<option value=1>'
- + location.href.substring(location.href.indexOf('default=') + 8)
- + '</option>'
- );
- document.write('<option value=2>English</option>');
- </script>
- </select>
攻擊者可以直接通過 URL (類似：https://xxx.com/xxx?default=<script>alert(document.cookie)</script>) 注入可執行的腳本代碼。不過一些瀏覽器如Chrome其內置了一些XSS過濾器，可以防止大部分反射型XSS攻擊。
非持久型 XSS 漏洞攻擊有以下幾點特征：
- 即時性，不經過服務器存儲，直接通過 HTTP 的 GET 和 POST 請求就能完成一次攻擊，拿到用戶隱私數據。
- 攻擊者需要誘騙點擊,必須要通過用戶點擊鏈接才能發起
- 反饋率低，所以較難發現和響應修復
- 盜取用戶敏感保密信息
為了防止出現非持久型 XSS 漏洞，需要確保這么幾件事情：
- Web 頁面渲染的所有內容或者渲染的數據都必須來自于服務端。
- 盡量不要從
URL，document.referrer，document.forms等這種 DOM API 中獲取數據直接渲染。 - 盡量不要使用
eval,new Function()，document.write()，document.writeln()，window.setInterval()，window.setTimeout()，innerHTML，document.createElement()等可執行字符串的方法。 - 如果做不到以上幾點，也必須對涉及 DOM 渲染的方法傳入的字符串參數做 escape 轉義。
- 前端渲染的時候對任何的字段都需要做 escape 轉義編碼。
2.持久型 XSS（存儲型 XSS）
持久型 XSS 漏洞，一般存在于 Form 表單提交等交互功能，如文章留言，提交文本信息等，黑客利用的 XSS 漏洞，將內容經正常功能提交進入數據庫持久保存，當前端頁面獲得后端從數據庫中讀出的注入代碼時，恰好將其渲染執行。
舉個例子，對于評論功能來說，就得防范持久型 XSS 攻擊，因為我可以在評論中輸入以下內容：
主要注入頁面方式和非持久型 XSS 漏洞類似，只不過持久型的不是來源于 URL，referer，forms 等，而是來源于后端從數據庫中讀出來的數據 。持久型 XSS 攻擊不需要誘騙點擊，黑客只需要在提交表單的地方完成注入即可，但是這種 XSS 攻擊的成本相對還是很高。
攻擊成功需要同時滿足以下幾個條件：
- POST 請求提交表單后端沒做轉義直接入庫。
- 后端從數據庫中取出數據沒做轉義直接輸出給前端。
- 前端拿到后端數據沒做轉義直接渲染成 DOM。
持久型 XSS 有以下幾個特點：
- 持久性，植入在數據庫中
- 盜取用戶敏感私密信息
- 危害面廣
3.如何防御
對于 XSS 攻擊來說，通常有兩種方式可以用來防御。
1) CSP
CSP 本質上就是建立白名單，開發者明確告訴瀏覽器哪些外部資源可以加載和執行。我們只需要配置規則，如何攔截是由瀏覽器自己實現的。我們可以通過這種方式來盡量減少 XSS 攻擊。
通常可以通過兩種方式來開啟 CSP：
- 設置 HTTP Header 中的 Content-Security-Policy
- 設置 meta 標簽的方式 <meta http-equiv="Content-Security-Policy">
這里以設置 HTTP Header 來舉例：
- 只允許加載本站資源
- Content-Security-Policy: default-src 'self'
- 只允許加載 HTTPS 協議圖片
- Content-Security-Policy: img-src https://*
- 允許加載任何來源框架
- Content-Security-Policy: child-src 'none'
如需了解更多屬性，請查看Content-Security-Policy文檔
對于這種方式來說，只要開發者配置了正確的規則，那么即使網站存在漏洞，攻擊者也不能執行它的攻擊代碼，并且 CSP 的兼容性也不錯。
2) 轉義字符
用戶的輸入永遠不可信任的，最普遍的做法就是轉義輸入輸出的內容，對于引號、尖括號、斜杠進行轉義
- function escape(str) {
- str = str.replace(/&/g, '&')
- str = str.replace(/</g, '<')
- str = str.replace(/>/g, '>')
- str = str.replace(/"/g, '&quto;')
- str = str.replace(/'/g, ''')
- str = str.replace(/`/g, '`')
- str = str.replace(/\//g, '/')
- return str
- }
但是對于顯示富文本來說，顯然不能通過上面的辦法來轉義所有字符，因為這樣會把需要的格式也過濾掉。對于這種情況，通常采用白名單過濾的辦法，當然也可以通過黑名單過濾，但是考慮到需要過濾的標簽和標簽屬性實在太多，更加推薦使用白名單的方式。
- const xss = require('xss')
- let html = xss('<h1 id="title">XSS Demo</h1><script>alert("xss");</script>')
- // -> <h1>XSS Demo</h1><script>alert("xss");</script>
- console.log(html)
以上示例使用了 js-xss 來實現，可以看到在輸出中保留了 h1 標簽且過濾了 script 標簽。
3) HttpOnly Cookie。
這是預防XSS攻擊竊取用戶cookie最有效的防御手段。Web應用程序在設置cookie時，將其屬性設為HttpOnly，就可以避免該網頁的cookie被客戶端惡意JavaScript竊取，保護用戶cookie信息。
二、CSRF
CSRF(Cross Site Request Forgery)，即跨站請求偽造，是一種常見的Web攻擊，它利用用戶已登錄的身份，在用戶毫不知情的情況下，以用戶的名義完成非法操作。
1.CSRF攻擊的原理
下面先介紹一下CSRF攻擊的原理：
完成 CSRF 攻擊必須要有三個條件：
- 用戶已經登錄了站點 A，并在本地記錄了 cookie
- 在用戶沒有登出站點 A 的情況下（也就是 cookie 生效的情況下），訪問了惡意攻擊者提供的引誘危險站點 B (B 站點要求訪問站點A)。
- 站點 A 沒有做任何 CSRF 防御
我們來看一個例子： 當我們登入轉賬頁面后，突然眼前一亮驚現"XXX隱私照片，不看后悔一輩子"的鏈接，耐不住內心躁動，立馬點擊了該危險的網站（頁面代碼如下圖所示），但當這頁面一加載，便會執行submitForm這個方法來提交轉賬請求，從而將10塊轉給黑客。
2.如何防御
防范 CSRF 攻擊可以遵循以下幾種規則：
- Get 請求不對數據進行修改
- 不讓第三方網站訪問到用戶 Cookie
- 阻止第三方網站請求接口
- 請求時附帶驗證信息，比如驗證碼或者 Token
1) SameSite
可以對 Cookie 設置 SameSite 屬性。該屬性表示 Cookie 不隨著跨域請求發送，可以很大程度減少 CSRF 的攻擊，但是該屬性目前并不是所有瀏覽器都兼容。
2) Referer Check
HTTP Referer是header的一部分，當瀏覽器向web服務器發送請求時，一般會帶上Referer信息告訴服務器是從哪個頁面鏈接過來的，服務器籍此可以獲得一些信息用于處理。可以通過檢查請求的來源來防御CSRF攻擊。正常請求的referer具有一定規律，如在提交表單的referer必定是在該頁面發起的請求。所以通過檢查http包頭referer的值是不是這個頁面，來判斷是不是CSRF攻擊。
但在某些情況下如從https跳轉到http，瀏覽器處于安全考慮，不會發送referer，服務器就無法進行check了。若與該網站同域的其他網站有XSS漏洞，那么攻擊者可以在其他網站注入惡意腳本，受害者進入了此類同域的網址，也會遭受攻擊。出于以上原因，無法完全依賴Referer Check作為防御CSRF的主要手段。但是可以通過Referer Check來監控CSRF攻擊的發生。
3) Anti CSRF Token
目前比較完善的解決方案是加入Anti-CSRF-Token。即發送請求時在HTTP 請求中以參數的形式加入一個隨機產生的token，并在服務器建立一個攔截器來驗證這個token。服務器讀取瀏覽器當前域cookie中這個token值，會進行校驗該請求當中的token和cookie當中的token值是否都存在且相等，才認為這是合法的請求。否則認為這次請求是違法的，拒絕該次服務。
這種方法相比Referer檢查要安全很多，token可以在用戶登陸后產生并放于session或cookie中，然后在每次請求時服務器把token從session或cookie中拿出，與本次請求中的token 進行比對。由于token的存在，攻擊者無法再構造出一個完整的URL實施CSRF攻擊。但在處理多個頁面共存問題時，當某個頁面消耗掉token后，其他頁面的表單保存的還是被消耗掉的那個token，其他頁面的表單提交時會出現token錯誤。
4) 驗證碼
應用程序和用戶進行交互過程中，特別是賬戶交易這種核心步驟，強制用戶輸入驗證碼，才能完成最終請求。在通常情況下，驗證碼夠很好地遏制CSRF攻擊。但增加驗證碼降低了用戶的體驗，網站不能給所有的操作都加上驗證碼。所以只能將驗證碼作為一種輔助手段，在關鍵業務點設置驗證碼。
三、點擊劫持
點擊劫持是一種視覺欺騙的攻擊手段。攻擊者將需要攻擊的網站通過 iframe 嵌套的方式嵌入自己的網頁中，并將 iframe 設置為透明，在頁面中透出一個按鈕誘導用戶點擊。
1. 特點
- 隱蔽性較高，騙取用戶操作
- "UI-覆蓋攻擊"
- 利用iframe或者其它標簽的屬性
2. 點擊劫持的原理
用戶在登陸 A 網站的系統后，被攻擊者誘惑打開第三方網站，而第三方網站通過 iframe 引入了 A 網站的頁面內容，用戶在第三方網站中點擊某個按鈕（被裝飾的按鈕），實際上是點擊了 A 網站的按鈕。
接下來我們舉個例子：我在優酷發布了很多視頻，想讓更多的人關注它，就可以通過點擊劫持來實現
- iframe {
- width: 1440px;
- height: 900px;
- position: absolute;
- top: -0px;
- left: -0px;
- z-index: 2;
- -moz-opacity: 0;
- opacity: 0;
- filter: alpha(opacity=0);
- }
- button {
- position: absolute;
- top: 270px;
- left: 1150px;
- z-index: 1;
- width: 90px;
- height:40px;
- }
- </style>
- ......
- <button>點擊脫衣</button>
- <img src="http://pic1.win4000.com/wallpaper/2018-03-19/5aaf2bf0122d2.jpg">
- <iframe src="http://i.youku.com/u/UMjA0NTg4Njcy" scrolling="no"></iframe>
從上圖可知，攻擊者通過圖片作為頁面背景，隱藏了用戶操作的真實界面，當你按耐不住好奇點擊按鈕以后，真正的點擊的其實是隱藏的那個頁面的訂閱按鈕，然后就會在你不知情的情況下訂閱了。
3. 如何防御
1）X-FRAME-OPTIONS
X-FRAME-OPTIONS是一個 HTTP 響應頭，在現代瀏覽器有一個很好的支持。這個 HTTP 響應頭 就是為了防御用 iframe 嵌套的點擊劫持攻擊。
該響應頭有三個值可選，分別是
- DENY，表示頁面不允許通過 iframe 的方式展示
- SAMEORIGIN，表示頁面可以在相同域名下通過 iframe 的方式展示
- ALLOW-FROM，表示頁面可以在指定來源的 iframe 中展示
2）JavaScript 防御
對于某些遠古瀏覽器來說，并不能支持上面的這種方式，那我們只有通過 JS 的方式來防御點擊劫持了。
- <head>
- <style id="click-jack">
- html {
- display: none !important;
- }
- </style>
- </head>
- <body>
- <script>
- if (self == top) {
- var style = document.getElementById('click-jack')
- document.body.removeChild(style)
- } else {
- top.location = self.location
- }
- </script>
- </body>
以上代碼的作用就是當通過 iframe 的方式加載頁面時，攻擊者的網頁直接不顯示所有內容了。
四、URL跳轉漏洞
定義：借助未驗證的URL跳轉，將應用程序引導到不安全的第三方區域，從而導致的安全問題。
1.URL跳轉漏洞原理
黑客利用URL跳轉漏洞來誘導安全意識低的用戶點擊，導致用戶信息泄露或者資金的流失。其原理是黑客構建惡意鏈接(鏈接需要進行偽裝,盡可能迷惑),發在QQ群或者是瀏覽量多的貼吧/論壇中。
安全意識低的用戶點擊后,經過服務器或者瀏覽器解析后，跳到惡意的網站中。
惡意鏈接需要進行偽裝,經常的做法是熟悉的鏈接后面加上一個惡意的網址，這樣才迷惑用戶。
諸如偽裝成像如下的網址，你是否能夠識別出來是惡意網址呢？
http://gate.baidu.com/index?act=go&url=http://t.cn/RVTatrd
http://qt.qq.com/safecheck.html?flag=1&url=http://t.cn/RVTatrd
http://tieba.baidu.com/f/user/passport?jumpUrl=http://t.cn/RVTatrd
2.實現方式：
- Header頭跳轉
- Javascript跳轉
- META標簽跳轉
這里我們舉個Header頭跳轉實現方式：
- <?php
- $url=$_GET['jumpto'];
- header("Location: $url");
- ?>
- http://www.wooyun.org/login.php?jumpto=http://www.evil.com
這里用戶會認為www.wooyun.org都是可信的，但是點擊上述鏈接將導致用戶最終訪問www.evil.com這個惡意網址。
3.如何防御
1)referer的限制
如果確定傳遞URL參數進入的來源，我們可以通過該方式實現安全限制，保證該URL的有效性，避免惡意用戶自己生成跳轉鏈接
2)加入有效性驗證Token
我們保證所有生成的鏈接都是來自于我們可信域的，通過在生成的鏈接里加入用戶不可控的Token對生成的鏈接進行校驗，可以避免用戶生成自己的惡意鏈接從而被利用，但是如果功能本身要求比較開放，可能導致有一定的限制。
五、SQL注入
SQL注入是一種常見的Web安全漏洞，攻擊者利用這個漏洞，可以訪問或修改數據，或者利用潛在的數據庫漏洞進行攻擊。
1.SQL注入的原理
我們先舉一個萬能鑰匙的例子來說明其原理：
- <form action="/login" method="POST">
- <p>Username: <input type="text" name="username" /></p>
- <p>Password: <input type="password" name="password" /></p>
- <p><input type="submit" value="登陸" /></p>
- </form>
后端的 SQL 語句可能是如下這樣的：
- let querySQL = `
- SELECT *
- FROM user
- WHERE username='${username}'
- AND psw='${password}'
- `;
- // 接下來就是執行 sql 語句...
這是我們經常見到的登錄頁面，但如果有一個惡意攻擊者輸入的用戶名是 admin' --，密碼隨意輸入，就可以直接登入系統了。why! ----這就是SQL注入
我們之前預想的SQL 語句是:
- SELECT * FROM user WHERE username='admin' AND psw='password'
但是惡意攻擊者用奇怪用戶名將你的 SQL 語句變成了如下形式：
- SELECT * FROM user WHERE username='admin' --' AND psw='xxxx'
在 SQL 中,' --是閉合和注釋的意思，-- 是注釋后面的內容的意思，所以查詢語句就變成了：
- SELECT * FROM user WHERE username='admin'
所謂的萬能密碼,本質上就是SQL注入的一種利用方式。
一次SQL注入的過程包括以下幾個過程：
- 獲取用戶請求參數
- 拼接到代碼當中
- SQL語句按照我們構造參數的語義執行成功
**SQL注入的必備條件：
1.可以控制輸入的數據
2.服務器要執行的代碼拼接了控制的數據**。
我們會發現SQL注入流程中與正常請求服務器類似，只是黑客控制了數據，構造了SQL查詢，而正常的請求不會SQL查詢這一步，SQL注入的本質:數據和代碼未分離，即數據當做了代碼來執行。
2.危害
-
獲取數據庫信息
- 管理員后臺用戶名和密碼
- 獲取其他數據庫敏感信息：用戶名、密碼、手機號碼、身份證、銀行卡信息……
- 整個數據庫：脫褲
- 獲取服務器權限
- 植入Webshell，獲取服務器后門
- 讀取服務器敏感文件
3.如何防御
- 嚴格限制Web應用的數據庫的操作權限，給此用戶提供僅僅能夠滿足其工作的最低權限，從而最大限度的減少注入攻擊對數據庫的危害
- 后端代碼檢查輸入的數據是否符合預期，嚴格限制變量的類型，例如使用正則表達式進行一些匹配處理。
- 對進入數據庫的特殊字符（'，"，，<，>，&，*，; 等）進行轉義處理，或編碼轉換。基本上所有的后端語言都有對字符串進行轉義處理的方法，比如 lodash 的 lodash._escapehtmlchar 庫。
- 所有的查詢語句建議使用數據庫提供的參數化查詢接口，參數化的語句使用參數而不是將用戶輸入變量嵌入到 SQL 語句中，即不要直接拼接 SQL 語句。例如 Node.js 中的 mysqljs 庫的 query 方法中的 ? 占位參數。
六、OS命令注入攻擊
OS命令注入和SQL注入差不多，只不過SQL注入是針對數據庫的，而OS命令注入是針對操作系統的。OS命令注入攻擊指通過Web應用，執行非法的操作系統命令達到攻擊的目的。只要在能調用Shell函數的地方就有存在被攻擊的風險。倘若調用Shell時存在疏漏，就可以執行插入的非法命令。
命令注入攻擊可以向Shell發送命令，讓Windows或Linux操作系統的命令行啟動程序。也就是說，通過命令注入攻擊可執行操作系統上安裝著的各種程序。
1.原理
黑客構造命令提交給web應用程序，web應用程序提取黑客構造的命令，拼接到被執行的命令中，因黑客注入的命令打破了原有命令結構，導致web應用執行了額外的命令，最后web應用程序將執行的結果輸出到響應頁面中。
我們通過一個例子來說明其原理，假如需要實現一個需求：用戶提交一些內容到服務器，然后在服務器執行一些系統命令去返回一個結果給用戶
- // 以 Node.js 為例，假如在接口中需要從 github 下載用戶指定的 repo
- const exec = require('mz/child_process').exec;
- let params = {/* 用戶輸入的參數 */};
- exec(`git clone ${params.repo} /some/path`);
如果 params.repo 傳入的是 https://github.com/admin/admin.github.io.git 確實能從指定的 git repo 上下載到想要的代碼。
但是如果 params.repo 傳入的是 https://github.com/xx/xx.git && rm -rf /* && 恰好你的服務是用 root 權限起的就糟糕了。
2.如何防御
- 后端對前端提交內容進行規則限制（比如正則表達式）。
- 在調用系統命令前對所有傳入參數進行命令行參數轉義過濾。
- 不要直接拼接命令語句，借助一些工具做拼接、轉義預處理，例如 Node.js 的
shell-escape npm包
