前端安全 — XSS攻击的分类、XSS攻击的预防

要不要买菜啊

已于 2022-08-16 10:57:25 修改

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分类专栏： js 文章标签： javascript js

于 2022-04-13 21:27:01 首次发布

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本文详细讲解了XSS攻击的分类，包括存储型、反射型和DOM型，重点阐述了各自的攻击步骤，并提供了预防措施，如输入过滤、纯前端渲染和转义技术的应用。还介绍了如何通过模板引擎、避免内联事件和正确编码来降低XSS风险。

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什么是XSS

Cross-Site Scripting (跨站脚本攻击)简称XSS,是-种代码注入攻击。攻击者通过在目标网站上注入恶意脚本，使之在用户的浏览器上运行。利用这些恶意脚本，攻击者可获取用户的敏感信息如Cookie、SessionID 等，进而危害数据安全。
为了和CSS区分，遥里把攻击的第一个字母改成了X,于是叫做XSS。
XSS的本质是:恶意代码未经过滤，与网站正常的代码混在一起;浏览器无法分辨哪些脚本是可信的，导致恶意脚本被执行。
而由于直接在用户的终端执行，恶意代码能够直接获取用户的信息，或者利用这些信息冒充用户向网站发起攻击者定义的请求。
在部分情况下，由于输入的限制，注入的恶意脚本比较短。但可以通过引入外部的脚本，并由浏览器执行，来完成比较复杂的攻击策略。
这里有一个问题:用户是通过哪种方法“注入”恶意脚本的呢?
不仅仅是业务.上的”用户的UGC内容”可以进行注入，包括URL上的参数等都可以是攻击的来源。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。

存储区：恶意代码存放的位置
插入点：由谁取得恶意代码，并插入网页上

存储型XSS

存储型XSS的攻击步骤:

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

反射型XSS的攻击步骤:

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.
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。
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

DOM型XSS的攻击步骤:

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

通过前面的介绍可以得知，XSS 攻击有两大要素:
1.攻击者提交恶意代码。
2.浏览器执行恶意代码。
针对第一个要素 :我们是否能够在用户输入的过程，过滤掉用户输入的恶意代码呢?

输入过滤

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。
那么，换一个过滤时机: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?
我们举一个例子，一个正常的用户输入了5 < 7这个内容，在写入数据库前，被转义，变成了5 < 7。
问题是: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<7)。
2. 在前端中，不同的位置所需的编码也不同。

当5 <7作为HTML拼接页面时，可以正常显示:

<div title=" comment">5 &lt; 7</div>

当5 < 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。

所以，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。

当然，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。
既然输入过滤并非完全可靠，我们就要通过"防止浏览器执行恶意代码”来防范XSS。这部分分为两类:

防止HTML中出现注入。
防止JavaScript执行时，执行恶意代码。

预防存储型和反射型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。
预防这两种漏洞，有两种常见做法:

改成纯前端渲染，把代码和数据分隔开。
对HTML做充分转义。

纯前端渲染

纯前端渲染的过程:

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。
然后浏览器执行HTML中的JavaScript。
JavaScript 通过Ajax加载业务数据，调用DOM API 更新到页面中

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。

转义HTML

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。
常用的模板引擎，如doT.js、ejs、 FreeMarker 等，对于HTML转义通常只有一个规则，就是把&<> " ' / 7这几个字符转义掉，确实能起到一定的XSS防护作用，但并不完善:

XSS安全漏洞	简单转义是否有防护作用
HTML标签文字内容	有
HTML属性值	有
CSS内联样式	无
内联JavaScript	无
内联JSON	无
跳转链接	无

所以要完善 XSS 防护措施，我们要使用更完善更细致的转义策略。

例如Java工程里，常用的转义库为org.owasp .encoder。以下代码引用自org.owasp.encoder的官方说明。
<!-- HTML 标签内文字内容-->
<div><%= Encode . forHtml ( UNTRUSTED) 8></div>
<!-- HTML标签属性值-->
<input value="<%= Encode.forHtml (UNTRUSTED) %>” />
<!-- CSS属性值-->
<div style="width:<%= Encode.forCssStr ing (UNTRUSTED)%>">
<!-- css URL -->
<div style="background:<%= Encode . forCssUrl (UNTRUSTED)%>">
<!-- JavaScript内联代码块-- >
<script>
var msg = "<%= Encode. forJavaScript (UNTRUSTED)%>"; 
alert (msg);
</script>
<!-- JavaScript 内联代码块内嵌JSON -->
<script>
var,
_INITIAL_ STATE
= JSON. parse('<%= Encoder . forJavaScript(data.to_ json)%>');
</script>
<!-- HTML标签内联监听器--
<button
onclick="alert('<%= Encode . forJavaScript (UNTRUSTED)%>' );">
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</button>