XSS攻击的预防和检测经验总结

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1、引言

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 XSSCSRF 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 CSPSame-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”。

在当今互联网环境下,Web安全作为互联网安全中极其重要的一环,也是当今黑客的重要攻击对象,只有从代码级别实施、实现安全机制,才能使得Web安全不依赖于IPSWAF的限制,真正做到纵深防御。

 

2、出现可能

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注入方法:

1.  在 HTML 中内嵌的文本中,恶意内容以 script 标签形成注入。

2.  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)。

3.  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。

4.  在标签的 hrefsrc 等属性中,包含 javascript: 等可执行代码。

5.  在 onloadonerroronclick 等事件中,注入不受控制代码。

6.  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)。

7. 在 style 属性和标签中,包含类似 expression() CSS 表达式代码(新版本浏览器已经可以防范)。


3、XSS类型

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 &lt; 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 &lt; 7 )

2.在前端中,不同的位置所需的编码也不同。

5 &lt; 7 作为 HTML 拼接页面时,可以正常显示:< div   title = comment > 5 &lt; 7 </ div >

5 &lt; 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:

1.防止 HTML 中出现注入。

2.防止 JavaScript 执行时,执行恶意代码。

 

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:

1.改成纯前端渲染,把代码和数据分隔开。

2.对 HTML 做充分转义。

 

纯前端渲染

纯前端渲染的过程:

1.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。

2.然后浏览器执行 HTML 中的 JavaScript

3.JavaScript 通过 Ajax 加载业务数据,调用 DOM API 更新到页面上。

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 XSS 漏洞(例如 onload 事件和 href 中的 javascript:xxx 等,请参考下文”预防 DOM 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.jsejsFreeMarker 等,对于 HTML 转义通常只有一个规则,就是把 & < > " ' / 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||

|HTML 属性值||

|CSS 内联样式||

|内联 JavaScript||

|内联 JSON||

|跳转链接||

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。


1.png

可见,HTML 的编码是十分复杂的,在不同的上下文里要使用相应的转义规则。


预防 DOM XSS 攻击

DOM 型 XSS 攻击,实际上就是网站前端 JavaScript 代码本身不够严谨,把不可信的数据当作代码执行了。

在使用 .innerHTML.outerHTMLdocument.write() 时要特别小心,不要把不可信的数据作为 HTML 插到页面上,而应尽量使用 .textContent.setAttribute() 等。

如果用 Vue/React 技术栈,并且不使用 v-html/dangerouslySetInnerHTML 功能,就在前端 render 阶段避免 innerHTMLouterHTML XSS 隐患。

DOM 中的内联事件监听器,如 locationonclickonerroronloadonmouseover 等,<a> 标签的 href 属性,JavaScript eval()setTimeout()setInterval() 等,都能把字符串作为代码运行。如果不可信的数据拼接到字符串中传递给这些 API,很容易产生安全隐患,请务必避免。

2.png

如果项目中有用到这些的话,一定要避免在字符串中拼接不可信数据。


 

其他 XSS 防范措施

虽然在渲染页面和执行 JavaScript 时,通过谨慎的转义可以防止 XSS 的发生,但完全依靠开发的谨慎仍然是不够的。以下介绍一些通用的方案,可以降低 XSS 带来的风险和后果。

Content Security Policy

严格的 CSP XSS 的防范中可以起到以下的作用:

禁止加载外域代码,防止复杂的攻击逻辑。

禁止外域提交,网站被攻击后,用户的数据不会泄露到外域。

禁止内联脚本执行(规则较严格,目前发现 GitHub 使用)。

禁止未授权的脚本执行(新特性,Google Map 移动版在使用)。

合理使用上报可以及时发现 XSS,利于尽快修复问题。

 

输入内容长度控制

对于不受信任的输入,都应该限定一个合理的长度。虽然无法完全防止 XSS 发生,但可以增加 XSS 攻击的难度。

 

其他安全措施

HTTP-only Cookie: 禁止 JavaScript 读取某些敏感 Cookie,攻击者完成 XSS 注入后也无法窃取此 Cookie

验证码:防止脚本冒充用户提交危险操作。


4、原因分析

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 CookieSessionID 等,进而危害数据安全。

造成XSS的原因之一:在HTML中常用到字符实体,将常用到的字符实体没有进行转译,导致完整的标签出现,在可输入的文本框等某些区域内输入特定的某些标签导致代码被恶意篡改。

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。

 

5、经验总结

   1.XSS 防范是后端 RD 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。

不正确。因为:

防范存储型和反射型 XSS 是后端 RD 的责任。而 DOM XSS 攻击不发生在后端,是前端 RD 的责任。防范 XSS 是需要后端 RD 和前端 RD 共同参与的系统工程。

转义应该在输出 HTML 时进行,而不是在提交用户输入时。

 

2.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。

不正确。

不同的上下文,如 HTML 属性、HTML 文字内容、HTML 注释、跳转链接、内联 JavaScript 字符串、内联 CSS 样式表等,所需要的转义规则不一致。

业务 RD 需要选取合适的转义库,并针对不同的上下文调用不同的转义规则。

 

整体的 XSS 防范是非常复杂和繁琐的,我们不仅需要在全部需要转义的位置,对数据进行对应的转义。而且要防止多余和错误的转义,避免正常的用户输入出现乱码。

虽然很难通过技术手段完全避免 XSS,但我们可以总结以下原则减少漏洞的产生:

 

利用模板引擎

开启模板引擎自带的 HTML 转义功能。例如:

ejs 中,尽量使用 <%= data %> 而不是 <%- data %>

doT.js 中,尽量使用 {{! data } 而不是 {{= data }

FreeMarker 中,确保引擎版本高于 2.3.24,并且选择正确的 freemarker.core.OutputFormat

 

避免内联事件

尽量不要使用 onLoad="onload('{{data}}')"onClick="go('{{action}}')" 这种拼接内联事件的写法。在 JavaScript 中通过 .addEventlistener() 事件绑定会更安全。

 

避免拼接 HTML

前端采用拼接 HTML 的方法比较危险,如果框架允许,使用 createElementsetAttribute 之类的方法实现。或者采用比较成熟的渲染框架,如 Vue/React 等。

 

时刻保持警惕

在插入位置为 DOM 属性、链接等位置时,要打起精神,严加防范。

 

增加攻击难度,降低攻击后果

通过 CSP、输入长度配置、接口安全措施等方法,增加攻击的难度,降低攻击的后果。

 

主动检测和发现

可使用 XSS 攻击字符串和自动扫描工具寻找潜在的 XSS 漏洞。


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本文链接:XSS攻击的预防和检测经验总结 https://www.itkz.cn/jingyan/113.html
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CM部落

2018-10-11 11:07 江苏省常州市移动
face 抄自FB,真快乐
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