【网络安全】CSRF攻击详解_csrf流量特征

什么是CSRF攻击

CSRF（Cross-Site Request Forgery）的全称是“跨站请求伪造”，也被称为“One Click Attack”或者“Session Riding”，通常缩写为CSRF或者XSRF。CSRF的中文名称尽管听起来像跨站脚本攻击（XSS），但它与XSS非常不同，并且攻击方式几乎相左。XSS利用站点内的信任用户，而CSRF则通过伪装来自受信任用户的请求来攻击受信任的网站。与XSS攻击相比，CSRF攻击往往不大流行（因此对其进行防范的资源也相当稀少）和难以防范，所以被认为比XSS更具危险性。

我们可以这么理解CSRF攻击：攻击者首先盗用了你的身份，然后以你的名义进行某些非法操作。CSRF能够使用你的账户发送邮件，获取你的敏感信息，甚至盗走你的账户购买商品等。CSRF攻击其实是利用了web中用户身份认证验证的一个漏洞：简单的身份验证仅仅能保证请求发自某个用户的浏览器，却不能保证请求本身是用户自愿发出的。

CSRF攻击的流程

CSRF攻击攻击原理及过程如下：

1. 用户C打开浏览器，访问受信任网站A，输入用户名和密码请求登录网站A；
2. 在用户信息通过验证后，网站A产生Cookie信息并返回给浏览器，此时用户登录网站A成功，可以正常发送请求到网站A；
3. 用户未退出网站A之前，在同一浏览器中，打开一个TAB页访问网站B；
4. 网站B接收到用户请求后，返回一些攻击性代码，并发出一个请求要求访问第三方站点A；
5. 浏览器在接收到这些攻击性代码后，根据网站B的请求，在用户不知情的情况下携带Cookie信息，向网站A发出请求。网站A并不知道该请求其实是由B发起的，所以会根据用户C的Cookie信息以C的权限处理该请求，导致来自网站B的恶意代码被执行。

从上面的流程可以看出，想要达成CSRF攻击，必须达到两个基本条件：

• 登录受信任站点A，并在本地生成Cookie。
• 在不登出A的情况下，訪问危急站点B。

常见的CSRF攻击类型

1. GET类型的CSRF
   仅仅须要一个HTTP请求。就能够构造一次简单的CSRF。 
   样例： 

银行站点A：它以GET请求来完毕银行转账的操作，如：http://www.mybank.com/Transfer.php?toBankId=11&money=1000 
危急站点B：它里面有一段HTML的代码例如以下：

<img src=http://www.mybank.com/Transfer.php?toBankId=11&money=1000>

首先,你登录了银行站点A,然后訪问危急站点B,这时你会发现你的银行账户少了1000块。为什么会这样呢？原因是银行站点A违反了HTTP规范，使用GET请求更新资源。在訪问危急站点B的之前，你已经登录了银行站点A，而B中的 一个合法的请求，但这里被不法分子利用了）。所以你的浏览器会带上你的银行站点A的Cookie发出Get请求，去获取资源以GET的方式请求第三方资源（这里的第三方就是指银行站点了，原本这是http://www.mybank.com/Transfer.php?toBankId=11&money=1000 ，结果银行站点服务器收到请求后，觉得这是一个更新资源操作（转账操作），所以就立马进行转账操作。

1. POST类型的CSRF
   这种类型的CSRF危害没有GET型的大，利用起来通常使用的是一个自动提交的表单，如：

<form action=http://wooyun.org/csrf.php method=POST>
    <input type="text" name="xx" value="11" />
</form>
<script> document.forms[0].submit(); </script> 

访问该页面后，表单会自动提交，相当于模拟用户完成了一次POST操作。

CSRF漏洞测试

检测CSRF漏洞是一项比较繁琐的工作，最简单的方法就是抓取一个正常请求的数据包，去掉Referer字段后再重新提交，如果该提交还有效，那么基本上可以确定存在CSRF漏洞。

随着对CSRF漏洞研究的不断深入，不断涌现出一些专门针对CSRF漏洞进行检测的工具，如CSRFTester，CSRF Request Builder等。以CSRFTester工具为例，CSRF漏洞检测工具的测试原理如下：使用CSRFTester进行测试时，首先需要抓取我们在浏览器中访问过的所有链接以及所有的表单等信息，然后通过在CSRFTester中修改相应的表单等信息，重新提交，这相当于一次伪造客户端请求。如果修改后的测试请求成功被网站服务器接受，则说明存在CSRF漏洞，当然此款工具也可以被用来进行CSRF攻击。

预防CSRF攻击

1. 验证HTTP Referer字段
根据 HTTP 协议，在 HTTP 头中有一个字段叫 Referer，它记录了该 HTTP 请求的来源地址。在通常情况下，访问一个安全受限页面的请求来自于同一个网站，比如需要访问 http://bank.example/withdraw?account=bob&amount=1000000&for=Mallory，用户必须先登陆 bank.example，然后通过点击页面上的按钮来触发转账事件。这时，该转帐请求的 Referer 值就会是转账按钮所在的页面的 URL，通常是以 bank.example 域名开头的地址。而如果黑客要对银行网站实施 CSRF 攻击，他只能在他自己的网站构造请求，当用户通过黑客的网站发送请求到银行时，该请求的 Referer 是指向黑客自己的网站。因此，要防御 CSRF 攻击，银行网站只需要对于每一个转账请求验证其 Referer 值，如果是以 bank.example 开头的域名，则说明该请求是来自银行网站自己的请求，是合法的。如果 Referer 是其他网站的话，则有可能是黑客的 CSRF 攻击，拒绝该请求。

这种方法的显而易见的好处就是简单易行，网站的普通开发人员不需要操心 CSRF 的漏洞，只需要在最后给所有安全敏感的请求统一增加一个拦截器来检查 Referer 的值就可以。特别是对于当前现有的系统，不需要改变当前系统的任何已有代码和逻辑，没有风险，非常便捷。

然而，这种方法并非万无一失。Referer 的值是由浏览器提供的，虽然 HTTP 协议上有明确的要求，但是每个浏览器对于 Referer 的具体实现可能有差别，并不能保证浏览器自身没有安全漏洞。使用验证 Referer 值的方法，就是把安全性都依赖于第三方（即浏览器）来保障，从理论上来讲，这样并不安全。事实上，对于某些浏览器，比如 IE6 或 FF2，目前已经有一些方法可以篡改 Referer 值。如果 bank.example 网站支持 IE6 浏览器，黑客完全可以把用户浏览器的 Referer 值设为以 bank.example 域名开头的地址，这样就可以通过验证，从而进行 CSRF 攻击。

即便是使用最新的浏览器，黑客无法篡改 Referer 值，这种方法仍然有问题。因为 Referer 值会记录下用户的访问来源，有些用户认为这样会侵犯到他们自己的隐私权，特别是有些组织担心 Referer 值会把组织内网中的某些信息泄露到外网中。因此，用户自己可以设置浏览器使其在发送请求时不再提供 Referer。当他们正常访问银行网站时，网站会因为请求没有 Referer 值而认为是 CSRF 攻击，拒绝合法用户的访问。

验证Referer方式总结

• 优点：使用方便，开发简单，一定程度上能预防CSRF攻击；
• 缺点：这种机制完全依托于浏览器，Referer字段容易被故意篡改，或者被禁用。

2. 请求中添加token并验证
token就是服务端返回给客户端类似sessionid那样一长串的类值（长是为了防暴力猜解）。csrf依赖于浏览器该问链接时自动对应网站的cookie带上，token不放cookie（一般form表单加个hidden属性的input标签来存放）csrf就没法获取token，这样我们就可以通过检测发送过来的数据包中是否有正确的token值来决定是否响应请求。

在讲清token防御的原理后，我们再来讲token的设计，因为token方式给人的感觉很复杂令人望而生畏。

我们首先明确一个问题，就是能够防止csrf攻击的token，并不需要每次请求都不一样，在用户登录后到退出前的这整个过程中的所有请求token完全可以是一样。因为（在基于没有其他漏洞会泄漏本次会话的token的设想下）黑客是无法获取用户的tokne，所以又何必每个请求都要生成一个新的token呢。（token每次请求都要不一样的想法是受防重放攻击的影响）只考滤防csrf不考滤防重放的情况下，token设计就简单多了。

使用sessionid作为token设计：在csrf中cookie是浏览器自己带上的，本质而言用户的sessionid并未丢失（也就是攻击者并不能知道sessionid是多少），基于此我们完全可以不用另传一个值只需直接将sessionid作为token即可（或者也可以做些运算比如取sessionid的某些值做个md5来做为token，意思都差不多）。判断代码类似 if session["id"] == $_POST["token"]

与sessionid同时返回的token设计：在生成sessionid的同时生成一个token（服务端token可以存于session变量中）返回给客户端，客户端保存该token每次请求时都在form表单中提交该值。判断代码类似if session["token"] == $_POST["token"]

这种方法要比检查 Referer 要安全一些，token 可以在用户登陆后产生并放于 session 之中，然后在每次请求时把 token 从 session 中拿出，与请求中的 token 进行比对，但这种方法的难点在于如何把 token 以参数的形式加入请求。对于 GET 请求，token 将附在请求地址之后，这样 URL 就变成 http://url?csrftoken=tokenvalue。 而对于 POST 请求来说，要在 form 的最后加上 ，这样就把 token 以参数的形式加入请求了。但是，在一个网站中，可以接受请求的地方非常多，要对于每一个请求都加上 token 是很麻烦的，并且很容易漏掉，通常使用的方法就是在每次页面加载时，使用 javascript 遍历整个 dom 树，对于 dom 中所有的 a 和 form 标签后加入 token。这样可以解决大部分的请求，但是对于在页面加载之后动态生成的 html 代码，这种方法就没有作用，还需要程序员在编码时手动添加 token。另外还有一个问题就是怎么保障token本身的存储安全，不要被黑客截获。

验证token方式总结

• 安全程度比Referer的方式要高；
• 实现方式上稍微复杂；
• 需要保证token存储的安全性。

3. 在 HTTP 头中自定义属性并验证
这种方法也是使用 token 并进行验证，和上一种方法不同的是，这里并不是把 token 以参数的形式置于 HTTP 请求之中，而是把它放到 HTTP 头中自定义的属性里。通过 XMLHttpRequest 这个类，可以一次性给所有该类请求加上 csrftoken 这个 HTTP 头属性，并把 token 值放入其中。这样解决了上种方法在请求中加入 token 的不便，同时，通过 XMLHttpRequest 请求的地址不会被记录到浏览器的地址栏，也不用担心 token 会透过 Referer 泄露到其他网站中去。

然而这种方法的局限性非常大。XMLHttpRequest 请求通常用于 Ajax 方法中对于页面局部的异步刷新，并非所有的请求都适合用这个类来发起，而且通过该类请求得到的页面不能被浏览器所记录下，从而进行前进，后退，刷新，收藏等操作，给用户带来不便。另外，对于没有进行 CSRF防护的遗留系统来说，要采用这种方法来进行防护，要把所有请求都改为 XMLHttpRequest 请求，这样几乎是要重写整个网站，这代价无疑是不能接受的。

验证Head属性方式总结

• 使用方式较简单，而且token不容易泄露
• 使用场合较少，局限性较大。

参考

• https://blog.csdn.net/sinat_41898105/article/details/80783551
• https://blog.csdn.net/xiaoxinshuaiga/article/details/80766369