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web安全之XSS实例解析

作者：小小林熬夜学编程 | 2024-02-27 05:00:20

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console.log触发xss

XSS

跨站脚本攻击（Cross Site Script）,本来缩写是 CSS, 但是为了和层叠样式表（Cascading Style Sheet, CSS）有所区分，所以安全领域叫做 “XSS”；

XSS攻击，通常是指攻击者通过 “HTML注入”篡改了网页，插入了恶意的脚本，从而在用户浏览网页时，对用户的浏览器进行控制或者获取用户的敏感信息（Cookie, SessionID等）的一种攻击方式。

页面被注入了恶意JavaScript脚本，浏览器无法判断区分这些脚本是被恶意注入的，还是正常的页面内容，所以恶意注入Javascript脚本也拥有了所有的脚本权限。如果页面被注入了恶意 JavaScript脚本，它可以做哪些事情呢？

  1. 可以窃取 cookie信息。恶意 JavaScript可以通过 ”doccument.cookie“获取cookie信息，然后通过 XMLHttpRequest或者Fetch加上CORS功能将数据发送给恶意服务器；恶意服务器拿到用户的cookie信息之后，就可以在其他电脑上模拟用户的登陆，然后进行转账操作。

  2. 可以监听用户行为。恶意JavaScript可以使用 "addEventListener"接口来监听键盘事件，比如可以获取用户输入的银行卡等信息，又可以做很多违法的事情。

  3. 可以修改DOM 伪造假的登陆窗口，用来欺骗用户输入用户名和密码等信息。

  4. 还可以在页面内生成浮窗广告，这些广告会严重影响用户体验。

XSS攻击可以分为三类：反射型，存储型，基于DOM型(DOM based XSS)

反射型

恶意脚本作为网络请求的一部分。

  1. const Koa = require("koa");
  2. const app = new Koa();
  3.  
  4. app.use(async ctx => {
  5.     // ctx.body 即服务端响应的数据
  6.     ctx.body = '<script>alert("反射型 XSS 攻击")</script>';
  7. })
  8.  
  9. app.listen(3000, () => {
  10.     console.log('启动成功');
  11. });
  12.

访问 http://127.0.0.1:3000/ 可以看到 alert执行

反射型XSS1

举一个常见的场景，我们通过页面的url的一个参数来控制页面的展示内容，比如我们把上面的一部分代码改成下面这样

  1. app.use(async ctx => {
  2.     // ctx.body 即服务端响应的数据
  3.     ctx.body = ctx.query.userName;
  4. })

此时访问 http://127.0.0.1:3000?userName=xiaoming 可以看到页面上展示了xiaoming，此时我们访问 http://127.0.0.1:3000?userName=<script>alert("反射型 XSS 攻击")</script>, 可以看到页面弹出 alert。

反射型XSS2

通过这个操作，我们会发现用户将一段含有恶意代码的请求提交给服务器，服务器在接收到请求时，又将恶意代码反射给浏览器端，这就是反射型XSS攻击。另外一点需要注意的是，Web 服务器不会存储反射型 XSS 攻击的恶意脚本，这是和存储型 XSS 攻击不同的地方。

在实际的开发过程中，我们会碰到这样的场景，在页面A中点击某个操作，这个按钮操作是需要登录权限的，所以需要跳转到登录页面，登录完成之后再跳转会A页面，我们是这么处理的，跳转登录页面的时候，会加一个参数 returnUrl，表示登录完成之后需要跳转到哪个页面，即这个地址是这样的 http://xxx.com/login?returnUrl=http://xxx.com/A，假如这个时候把returnUrl改成一个script脚本，而你在登录完成之后，如果没有对returnUrl进行合法性判断，而直接通过window.location.href=returnUrl，这个时候这个恶意脚本就会执行。

存储型

存储型会把用户输入的数据“存储”在服务器。

比较常见的一个场景就是，攻击者在社区或论坛写下一篇包含恶意 JavaScript代码的博客文章或评论，文章或评论发表后，所有访问该博客文章或评论的用户，都会在他们的浏览器中执行这段恶意的JavaScript代码。

存储型攻击大致需要经历以下几个步骤

  1. 首先攻击者利用站点漏洞将一段恶意JavaScript代码提交到网站数据库中

  2. 然后用户向网站请求包含了恶意 JavaScript脚本的页面

  3. 当用户浏览该页面的时候，恶意脚本就会将用户的cookie信息等数据上传到服务器

存储型XSS

举一个简单的例子，一个登陆页面，点击登陆的时候，把数据存储在后端，登陆完成之后跳转到首页，首页请求一个接口将当前的用户名显示到页面

客户端代码

  1. <!DOCTYPE html>
  2. <html lang="en">
  3.  
  4. <head>
  5.     <meta charset="UTF-8">
  6.     <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  7.     <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
  8.     <title>XSS-demo</title>
  9.     <style>
  10.         .login-wrap {
  11.             height: 180px;
  12.             width: 300px;
  13.             border: 1px solid #ccc;
  14.             padding: 20px;
  15.             margin-bottom: 20px;
  16.         }
  17.         input {
  18.             width: 300px;
  19.         }
  20.     </style>
  21. </head>
  22.  
  23. <body>
  24.     <div class="login-wrap">
  25.         <input type="text" placeholder="用户名" class="userName">
  26.         <br>
  27.         <input type="password" placeholder="密码" class="password">
  28.         <br>
  29.         <br>
  30.         <button class="btn">登陆</button>
  31.     </div>
  32. </body>
  33. <script>
  34.     var btn = document.querySelector('.btn');
  35.     
  36.     btn.onclick = function () {
  37.         var userName = document.querySelector('.userName').value;
  38.         var password = document.querySelector('.password').value;
  39.         
  40.         fetch('http://localhost:3200/login', {
  41.             method: 'POST', 
  42.             body: JSON.stringify({
  43.                 userName,
  44.                 password
  45.             }),
  46.             headers:{
  47.                 'Content-Type': 'application/json'
  48.             },
  49.             mode: 'cors'
  50.         })
  51.             .then(function (response) {
  52.                 return response.json();
  53.             })
  54.             .then(function (res) {
  55.                 alert(res.msg);
  56.                 window.location.href= "http://localhost:3200/home";
  57.             })
  58.             .catch(err => {
  59.                 message.error(`本地测试错误 ${err.message}`);
  60.                 console.error('本地测试错误', err);
  61.             });
  62.     }
  63. </script>
  64.  
  65. </html>

服务端代码

  1. const Koa = require("koa");
  2. const app = new Koa();
  3. const route = require('koa-route');
  4. var bodyParser = require('koa-bodyparser');
  5. const cors = require('@koa/cors');
  6.  
  7. // 临时用一个变量来存储，实际应该存在数据库中
  8. let currentUserName = '';
  9.  
  10. app.use(bodyParser()); // 处理post请求的参数
  11.  
  12. const login = ctx => {
  13.     const req = ctx.request.body;
  14.     const userName = req.userName;
  15.     currentUserName = userName;
  16.  
  17.     ctx.response.body = {
  18.         msg: '登陆成功'
  19.     };
  20. }
  21.  
  22. const home = ctx => {
  23.     ctx.body = currentUserName;
  24. }
  25. app.use(cors());
  26. app.use(route.post('/login', login));
  27. app.use(route.get('/home', home));
  28. app.listen(3200, () => {
  29.     console.log('启动成功');
  30. });
  31.

点击登陆将输入信息提交到服务端，服务端使用变量  currentUserName来存储当前的输入内容，登陆成功后，跳转到 首页， 服务端会返回当前的用户名。如果用户输入了恶意脚本内容，则恶意脚本就会在浏览器端执行。

在用户名的输入框输入 <script>alert('存储型 XSS 攻击')</script>，执行结果如下

存储型XSS

基于DOM(DOM based XSS)

通过恶意脚本修改页面的DOM节点，是发生在前端的攻击

基于DOM攻击大致需要经历以下几个步骤

  1. 攻击者构造出特殊的URL，其中包含恶意代码

  2. 用户打开带有恶意代码的URL

  3. 用户浏览器接受到响应后执行解析，前端JavaScript取出URL中的恶意代码并执行

  4. 恶意代码窃取用户数据并发送到攻击者的网站，冒充用户行为，调用目标网站接口执行攻击者指定的操作。

举个例子：

  1. <body>
  2.     <div class="login-wrap">
  3.         <input type="text" placeholder="输入url" class="url">
  4.         <br>
  5.         <br>
  6.         <button class="btn">提交</button>
  7.         <div class="content"></div>
  8.     </div>
  9. </body>
  10. <script>
  11.     var btn = document.querySelector('.btn');
  12.     var content = document.querySelector('.content');
  13.     
  14.     btn.onclick = function () {
  15.         var url = document.querySelector('.url').value;
  16.         content.innerHTML = `<a href=${url}>跳转到输入的url</a>`
  17.     }
  18. </script>

点击提交按钮，会在当前页面插入一个超链接，其地址为文本框的内容。

在输入框输入 如下内容

'' onclick=alert('哈哈，你被攻击了')

执行结果如下

基于DOM型XSS

首先用两个单引号闭合掉href属性，然后插入一个onclick事件。点击这个新生成的链接，脚本将被执行。

上面的代码是通过执行 执行 alert来演示的攻击类型，同样你可以把上面的脚本代码修改为任何你想执行的代码，比如获取 用户的 cookie等信息，<script>alert(document.cookie)</script>，同样也是可以的.

防御XSS

HttpOnly

由于很多XSS攻击都是来盗用Cookie的，因此可以通过 使用HttpOnly属性来防止直接通过 document.cookie 来获取 cookie。

一个Cookie的使用过程如下

  1. 浏览器向服务器发起请求，这时候没有 Cookie

  2. 服务器返回时设置 Set-Cookie 头，向客户端浏览器写入Cookie

  3. 在该 Cookie 到期前，浏览器访问该域下的所有页面，都将发送该Cookie

HttpOnly是在 Set-Cookie时标记的：

通常服务器可以将某些 Cookie 设置为 HttpOnly 标志，HttpOnly 是服务器通过 HTTP 响应头来设置的。

  1. const login = ctx => {
  2.     // 简单设置一个cookie
  3.     ctx.cookies.set(
  4.         'cid', 
  5.         'hello world',
  6.         {
  7.           domain: 'localhost',  // 写cookie所在的域名
  8.           path: '/home',       // 写cookie所在的路径
  9.           maxAge: 10 * 60 * 1000, // cookie有效时长
  10.           expires: new Date('2021-02-15'),  // cookie失效时间
  11.           httpOnly: true,  // 是否只用于http请求中获取
  12.           overwrite: false  // 是否允许重写
  13.         }
  14.       )
  15. }
HttpOnly

需要注意的一点是：HttpOnly 并非阻止 XSS 攻击，而是能阻止 XSS 攻击后的 Cookie 劫持攻击。

输入和输出的检查

永远不要相信用户的输入。

输入检查一般是检查用户输入的数据是都包含一些特殊字符，如 <、>, '及"等。如果发现特殊字符，则将这些字符过滤或编码。这种可以称为 “XSS Filter”。

安全的编码函数

针对HTML代码的编码方式是 HtmlEncode（是一种函数实现，将字符串转成 HTMLEntrities）

  1. & --> &amp;
  2. < --> &lt;
  3. > --> &gt;
  4. " --> &quot;

相应的， JavaScript的编码方式可以使用 JavascriptEncode。

假如说用户输入了 <script>alert("你被攻击了")</script>，我们要对用户输入的内容进行过滤（如果包含了 <script> 等敏感字符，就过滤掉）或者对其编码，如果是恶意的脚本，则会变成下面这样

&lt;script&gt;alert("你被攻击了");&lt;/script&gt;

经过转码之后的内容，如 <script>标签被转换为 &lt;script&gt;，即使这段脚本返回给页面，页面也不会指向这段代码。

防御 DOM Based XSS

我们可以回看一下上面的例子

  1. btn.onclick = function () {
  2.     var url = document.querySelector('.url').value;
  3.     content.innerHTML = `<a href=${url}>跳转到输入的url</a>`
  4. }

事实上，DOM Based XSS 是从 JavaScript中输出数据到HTML页面里。

用户输入 '' onclick=alert('哈哈，你被攻击了')，然后通过 innerHTML 修改DOM的内容，就变成了 <a href='' onclick=alert('哈哈，你被攻击了')>跳转到输入的url</a>, XSS因此产生。

那么正确的防御方法是什么呢？从JavaScript输出到HTML页面，相当于一次 XSS输出的过程，需要根据不同场景进行不同的编码处理

  1. 变量输出到 <script>，执行一次 JavascriptEncode

  2. 通过JS输出到HTML页面

  • 输出事件或者脚本，做 JavascriptEncode 处理

  • 输出 HTML内容或者属性，做 HtmlEncode 处理

会触发 DOM Based XSS的地方有很多，比如

  • xxx.interHTML

  • xxx.outerHTML

  • document.write

  • 页面中所有的inputs框

  • XMLHttpRequest返回的数据 ...

项目中如果用到，一定要避免在字符串中拼接不可信的数据。

利用CSP

CSP[1] (Content Security Policy) 即内容安全策略，是一种可信白名单机制，可以在服务端配置浏览器哪些外部资源可以加载和执行。我们只需要配置规则，如何拦截是由浏览器自己实现的。我们可以通过这种方式来尽量减少 XSS 攻击。

通常可以通过两种方式来开启 CSP：

  • 设置 HTTP Header 的 Content-Security-Policy

  1. Content-Security-Policy: default-src 'self'; // 只允许加载本站资源
  2. Content-Security-Policy: img-src https://*  // 只允许加载 HTTPS 协议图片
  3. Content-Security-Policy: child-src 'none'    // 允许加载任何来源框架

  • 设置 meta 标签的方式

<meta http-equiv="Content-Security-Policy" content="default-src 'self'; img-src https://*; child-src 'none';">

更多配置策略可以查看 Content-Security-Policy文档[2]

参考

  • 前端安全系列（一）：如何防止XSS攻击？[3]

  • 前端安全系列之二：如何防止CSRF攻击？[4]

  • 浅说 XSS 和 CSRF [5]

  • 《白帽子讲 Web 安全》[6]

参考资料

[1]

CSP: https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/CSP

[2]

Content-Security-Policy文档: https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Headers/Content-Security-Policy

[3]

前端安全系列（一）：如何防止XSS攻击？: https://juejin.im/post/5bad9140e51d450e935c6d64

[4]

前端安全系列之二：如何防止CSRF攻击？: https://juejin.im/post/5bc009996fb9a05d0a055192

[5]

浅说 XSS 和 CSRF : https://github.com/dwqs/blog/issues/68

[6]

《白帽子讲 Web 安全》: https://book.douban.com/subject/10546925/

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