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前端安全系列：如何防止XSS攻击？【上】
时间:2020-05-24 作者:李阳 浏览:243
前端安全
随着互联网的高速发展，信息安全问题已经成为企业最为关注的焦点之一，而前端又是引发企业安全问题的高危据点。在移动互联网时代，前端人员除了传统的 XSS、CSRF 等安全问题之外，又时常遭遇网络劫持、非法调用 Hybrid API 等新型安全问题。当然，浏览器自身也在不断在进化和发展，不断引入 CSP、Same-Site Cookies 等新技术来增强安全性，但是仍存在很多潜在的威胁，这需要前端技术人员不断进行“查漏补缺”。
近几年，美团业务高速发展，前端随之面临很多安全挑战，因此积累了大量的实践经验。我们梳理了常见的前端安全问题以及对应的解决方案，将会做成一个系列，希望可以帮助前端人员在日常开发中不断预防和修复安全漏洞。本文是该系列的第一篇。
本文我们会讲解 XSS ，主要包括：
XSS 攻击的介绍
XSS 攻击的分类
XSS 攻击的预防和检测
XSS 攻击的总结
XSS 攻击案例
XSS 攻击的介绍
在开始本文之前，我们先提出一个问题，请判断以下两个说法是否正确：
XSS 防范是后端 RD（研发人员）的责任，后端 RD 应该在所有用户提交数据的接口，对敏感字符进行转义，才能进行下一步操作。
所有要插入到页面上的数据，都要通过一个敏感字符过滤函数的转义，过滤掉通用的敏感字符后，就可以插入到页面中。
如果你还不能确定答案，那么可以带着这些问题向下看，我们将逐步拆解问题。
XSS 漏洞的发生和修复
XSS 攻击是页面被注入了恶意的代码，为了更形象的介绍，我们用发生在小明同学身边的事例来进行说明。
一个案例
某天，公司需要一个搜索页面，根据 URL 参数决定关键词的内容。小明很快把页面写好并且上线。代码如下：
<input type="text" value="<%= getParameter("keyword") %>"><button>搜索</button><div>
您搜索的关键词是：<%= getParameter("keyword") %></div>
然而，在上线后不久，小明就接到了安全组发来的一个神秘链接：
http://xxx/search?keyword="><script>alert('XSS');</script>
小明带着一种不祥的预感点开了这个链接[请勿模仿，确认安全的链接才能点开]。果然，页面中弹出了写着”XSS”的对话框。
可恶，中招了！小明眉头一皱，发现了其中的奥秘：
当浏览器请求 http://xxx/search?keyword="><script>alert('XSS');</script> 时，服务端会解析出请求参数 keyword，得到 "><script>alert('XSS');</script>，拼接到 HTML 中返回给浏览器。形成了如下的 HTML：
<input type="text" value=""><script>alert('XSS');</script>"><button>搜索</button><div>
您搜索的关键词是："><script>alert('XSS');</script></div>
浏览器无法分辨出 <script>alert('XSS');</script> 是恶意代码，因而将其执行。
这里不仅仅 div 的内容被注入了，而且 input 的 value 属性也被注入， alert 会弹出两次。
面对这种情况，我们应该如何进行防范呢？
其实，这只是浏览器把用户的输入当成了脚本进行了执行。那么只要告诉浏览器这段内容是文本就可以了。
聪明的小明很快找到解决方法，把这个漏洞修复：
<input type="text" value="<%= escapeHTML(getParameter("keyword")) %>"><button>搜索</button><div>
您搜索的关键词是：<%= escapeHTML(getParameter("keyword")) %></div>
escapeHTML() 按照如下规则进行转义：
|字符|转义后的字符| |-|-| |&|&| |<|<| |>|>| |"|"| |'|'| |/|/|
经过了转义函数的处理后，最终浏览器接收到的响应为：
<input type="text" value=""><script>alert('XSS');</script>"><button>搜索</button><div>
您搜索的关键词是："><script>alert('XSS');</script></div>
恶意代码都被转义，不再被浏览器执行，而且搜索词能够完美的在页面显示出来。
通过这个事件，小明学习到了如下知识：
通常页面中包含的用户输入内容都在固定的容器或者属性内，以文本的形式展示。
攻击者利用这些页面的用户输入片段，拼接特殊格式的字符串，突破原有位置的限制，形成了代码片段。
攻击者通过在目标网站上注入脚本，使之在用户的浏览器上运行，从而引发潜在风险。
通过 HTML 转义，可以防止 XSS 攻击。[事情当然没有这么简单啦！请继续往下看]。
注意特殊的 HTML 属性、JavaScript API
自从上次事件之后，小明会小心的把插入到页面中的数据进行转义。而且他还发现了大部分模板都带有的转义配置，让所有插入到页面中的数据都默认进行转义。这样就不怕不小心漏掉未转义的变量啦，于是小明的工作又渐渐变得轻松起来。
但是，作为导演的我，不可能让小明这么简单、开心地改 Bug 。
不久，小明又收到安全组的神秘链接：http://xxx/?redirect_to=javascript:alert('XSS')。小明不敢大意，赶忙点开页面。然而，页面并没有自动弹出万恶的“XSS”。
小明打开对应页面的源码，发现有以下内容：
<a href="<%= escapeHTML(getParameter("redirect_to")) %>">跳转...</a>
这段代码，当攻击 URL 为 http://xxx/?redirect_to=javascript:alert('XSS')，服务端响应就成了：
<a href="javascript:alert('XSS')">跳转...</a>
虽然代码不会立即执行，但一旦用户点击 a 标签时，浏览器会就会弹出“XSS”。
可恶，又失策了…
在这里，用户的数据并没有在位置上突破我们的限制，仍然是正确的 href 属性。但其内容并不是我们所预期的类型。
原来不仅仅是特殊字符，连 javascript: 这样的字符串如果出现在特定的位置也会引发 XSS 攻击。
小明眉头一皱，想到了解决办法：
// 禁止 URL 以 "javascript:" 开头xss = getParameter("redirect_to").startsWith('javascript:');if (!xss) {
<a href="<%= escapeHTML(getParameter("redirect_to"))%>">
跳转...
</a>
} else {
<a href="/404">
跳转...
</a>
}
只要 URL 的开头不是 javascript:，就安全了吧？
安全组随手又扔了一个连接：http://xxx/?redirect_to=jAvascRipt:alert('XSS')
这也能执行？…..好吧，浏览器就是这么强大。
小明欲哭无泪，在判断 URL 开头是否为 javascript: 时，先把用户输入转成了小写，然后再进行比对。
不过，所谓“道高一尺，魔高一丈”。面对小明的防护策略，安全组就构造了这样一个连接：
http://xxx/?redirect_to=%20javascript:alert('XSS')
%20javascript:alert('XSS') 经过 URL 解析后变成 javascript:alert('XSS')，这个字符串以空格开头。这样攻击者可以绕过后端的关键词规则，又成功的完成了注入。
最终，小明选择了白名单的方法，彻底解决了这个漏洞：
// 根据项目情况进行过滤，禁止掉 "javascript:" 链接、非法 scheme 等allowSchemes = ["http", "https"];
valid = isValid(getParameter("redirect_to"), allowSchemes);if (valid) {
<a href="<%= escapeHTML(getParameter("redirect_to"))%>">
跳转...
</a>
} else {
<a href="/404">
跳转...
</a>
}
通过这个事件，小明学习到了如下知识：
做了 HTML 转义，并不等于高枕无忧。
对于链接跳转，如 <a href="xxx" 或 location.href="xxx"，要检验其内容，禁止以 javascript: 开头的链接，和其他非法的 scheme。
根据上下文采用不同的转义规则
某天，小明为了加快网页的加载速度，把一个数据通过 JSON 的方式内联到 HTML 中：
<script>var initData = <%= data.toJSON() %></script>
插入 JSON 的地方不能使用 escapeHTML()，因为转义 " 后，JSON 格式会被破坏。
但安全组又发现有漏洞，原来这样内联 JSON 也是不安全的：
当 JSON 中包含 U+2028 或 U+2029 这两个字符时，不能作为 JavaScript 的字面量使用，否则会抛出语法错误。
当 JSON 中包含字符串 </script> 时，当前的 script 标签将会被闭合，后面的字符串内容浏览器会按照 HTML 进行解析；通过增加下一个 <script> 标签等方法就可以完成注入。
于是我们又要实现一个 escapeEmbedJSON() 函数，对内联 JSON 进行转义。
转义规则如下：
|字符|转义后的字符| |-|-| |U+2028|\u2028| |U+2029|\u2029| |<|\u003c|
修复后的代码如下：
<script>var initData = <%= escapeEmbedJSON(data.toJSON()) %>
通过这个事件，小明学习到了如下知识：
HTML 转义是非常复杂的，在不同的情况下要采用不同的转义规则。如果采用了错误的转义规则，很有可能会埋下 XSS 隐患。
应当尽量避免自己写转义库，而应当采用成熟的、业界通用的转义库。
漏洞总结
小明的例子讲完了，下面我们来系统的看下 XSS 有哪些注入的方法：
在 HTML 中内嵌的文本中，恶意内容以 script 标签形成注入。
在内联的 JavaScript 中，拼接的数据突破了原本的限制（字符串，变量，方法名等）。
在标签属性中，恶意内容包含引号，从而突破属性值的限制，注入其他属性或者标签。
在标签的 href、src 等属性中，包含 javascript: 等可执行代码。
在 onload、onerror、onclick 等事件中，注入不受控制代码。
在 style 属性和标签中，包含类似 background-image:url("javascript:..."); 的代码（新版本浏览器已经可以防范）。
在 style 属性和标签中，包含类似 expression(...) 的 CSS 表达式代码（新版本浏览器已经可以防范）。
总之，如果开发者没有将用户输入的文本进行合适的过滤，就贸然插入到 HTML 中，这很容易造成注入漏洞。攻击者可以利用漏洞，构造出恶意的代码指令，进而利用恶意代码危害数据安全。
XSS 攻击的分类
通过上述几个例子，我们已经对 XSS 有了一些认识。
什么是 XSS
Cross-Site Scripting（跨站脚本攻击）简称 XSS，是一种代码注入攻击。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，这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。
|类型|存储区|插入点| |-|-| |存储型 XSS|后端数据库|HTML| |反射型 XSS|URL|HTML| |DOM 型 XSS|后端数据库/前端存储/URL|前端 JavaScript|
存储区：恶意代码存放的位置。
插入点：由谁取得恶意代码，并插入到网页上。
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 里。
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。
原文地址：https://tech.meituan.com/2018/09/27/fe-security.html
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