对象存储OSS 客户端签名直传的安全风险和解决方法

1. 前言

阿里云对象存储OSS（Object Storage Service）是一款海量、安全、低成本、高可靠的云存储服务，可提供99.9999999999%（12个9）的数据持久性，99.995%的数据可用性。多种存储类型供选择，全面优化存储成本。

OSS具有与平台无关的RESTful API接口，您可以在任何应用、任何时间、任何地点存储和访问任意类型的数据。

2.OSS与文件系统的对比

下表为OSS与文件系统在数据模型、数据获取、优势以及劣势的差异对比。

从上述表格得知，不建议将OSS映射为文件系统。如果结合您的业务场景需要将OSS挂载为文件系统，建议只执行写入文件、删除文件、读取文件操作。使用OSS应该充分发挥其优点，即海量数据处理能力，优先用来存储海量的非结构化数据，例如图片、视频、文档等。

下表为OSS与文件系统的概念对应说明。

3. OSS客户端签名直传的安全风险

3.1 为什么使用客户端直传而非服务端代理上传

在典型的服务端和客户端架构下，常见的文件上传方式是服务端代理上传：客户端将文件上传到业务服务器，然后业务服务器将文件上传到OSS。在这个过程中，一份数据需要在网络上传输两次，会造成网络资源的浪费，增加服务端的资源开销。为了解决这一问题，可以在客户端直连OSS来完成文件上传，无需经过业务服务器中转。

3.2 客户端签名直传方式的风险

客户端签名直传是指在客户端生成签名，使用签名上传文件到OSS。客户端可以直接将文件上传至OSS，减少了中间环节，因此可以加快上传速度。

上传文件到OSS需要使用RAM用户的访问密钥（AccessKey）来完成签名认证，但是在客户端中使用长期有效的访问密钥，可能会导致访问密钥泄露，进而引起安全问题。

4. 客户端签名直传方式风险解决方法

4.1 解决方法1: 服务端生成STS临时访问凭证

对于大部分上传文件的场景，建议您在服务端使用STS SDK获取STS临时访问凭证，然后在客户端使用STS临时凭证和OSS SDK直接上传文件。客户端能重复使用服务端生成的STS临时访问凭证生成签名，因此适用于基于分片上传大文件、基于分片断点续传的场景。需要注意的是，频繁地调用STS服务会引起限流，因此建议您对STS临时凭证做缓存处理，并在有效期前刷新。为了确保STS临时访问凭证不被客户端滥用，建议您为STS临时访问凭证添加额外的权限策略，以进一步限制其权限。

服务端通过STS临时访问凭证授权客户端上传文件到OSS的过程如下

4.2 解决方法2 服务端生成PostObject所需的签名和Post Policy

对于需要限制上传文件属性的场景，您可以在服务端生成PostObject所需的Post签名、PostPolicy等信息，然后客户端可以凭借这些信息，在一定的限制下不依赖OSS SDK直接上传文件。您可以借助服务端生成的PostPolicy限制客户端上传的文件，例如限制文件大小、文件类型。此方案适用于通过HTML表单上传的方式上传文件。需要注意的是，此方案不支持基于分片上传大文件、基于分片断点续传的场景。

关于服务端签名直传是对断点续传的影响，我询问了阿里云的“AI客服”：

“采用服务端签名直传并不直接影响断点续传功能的使用，但需确保客户端实现支持断点续传逻辑。OSS本身支持断点续传上传，关键在于客户端需正确处理checkpointDir以记录上传进度。服务端签名直传主要涉及为客户端生成一次性上传凭证，并不影响客户端实现断点续传机制。同时，设置上传回调功能与断点续传是两个独立特性，可以同时应用，互不影响。确保客户端在实现时兼容这两个功能即可。”

服务端通过Post签名和Post Policy授权客户端上传文件到OSS的过程如下

“服务端签名直传并设置上传回调”在工程实践中是比较好的方法。

请阅读

如何基于PostPolicy的使用规则服务端签名直传并设置上传回调_对象存储(OSS)-阿里云帮助中心

4.3 服务端生成PutObject所需的签名URL

对于简单上传文件的场景，您可以在服务端使用OSS SDK生成PutObject所需的签名URL，客户端可以凭借签名URL，不依赖OSS SDK直接上传文件。需要注意的是，此方案不适用于基于分片上传大文件、基于分片断点续传的场景。在服务端对每个分片生成签名URL，并将签名URL返回给客户端，会增加与服务端的交互次数和网络请求的复杂性。另外，客户端可能会修改分片的内容或顺序，导致最终合并的文件不正确。

服务端通过签名URL授权客户端上传文件到OSS的过程如下

这里的“此方案不适用场景”，我起初比较怀疑，后来做了一些研究，以下是结论：

服务端生成PutObject签名URL的方案主要适用于简单的文件上传场景。对于大文件的分片上传和断点续传，确实会增加复杂性，因为每个分片都需要单独生成签名URL，并且需要处理分片的顺序和内容一致性问题。

在分片上传的场景中，每个分片都需要服务端生成签名URL并返回给客户端，这会增加与服务端的交互次数和网络请求的复杂性。这不仅增加了系统的负载，还可能导致性能问题。

虽然客户端确实有可能修改分片的内容或顺序，但这并不是签名URL方案特有的问题，而是所有分片上传方案都需要考虑的问题。OSS提供的分片上传机制本身就包含了对分片顺序和内容一致性的校验，客户端需要正确实现这些逻辑。

总体来说，资料中提到的“此方案不适用于基于分片上传大文件、基于分片断点续传的场景”是正确的。具体原因包括：

• 增加交互次数和复杂性：每个分片都需要单独生成签名URL，增加了与服务端的交互次数和网络请求的复杂性。
• 内容和顺序一致性：虽然OSS本身提供了分片上传的机制来确保内容和顺序的一致性，但客户端需要正确实现这些逻辑，否则可能会导致最终合并的文件不正确。

生成的分片上传签名URL格式如下所示：

https://example-bucket.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/example.txt?partNumber=1&uploadId=0004B9956DB1A8B8B8A1E8E8E8E8E8E8&OSSAccessKeyId=LTAI4G1pEXAMPLE&Expires=1622548800&Signature=abc123EXAMPLE

参数解释：

Bucket 名称：example-bucket
Endpoint：oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com
Object 名称：example.txt
Access Key ID：LTAI4G1pEXAMPLE
过期时间：1622548800（Unix时间戳）
签名：abc123EXAMPLE

分片编号：1
上传ID：0004B9956DB1A8B8B8A1E8E8E8E8E8E8

以上URL并无access_key_secret，因为服务端使用access_key_id和access_key_secret生成签名URL，并将其返回给客户端。生成签名URL的过程在服务端进行，客户端无法获取access_key_secret。

参考资料：

在客户端直接上传文件到OSS_对象存储(OSS)-阿里云帮助中心

5.以A企业举例

5.1 A企业原方案

为了减少A企业的业务服务器负担并提高效率，该Web应用被设计为在用户的网页浏览器中直接与<云产品名称>交互，而非所有请求都通过企业的业务服务器中转。

企业A计划采取以下方案搭建Web应用文件直传服务：

由于网页浏览器运行环境完全处于用户端且不受企业A直接控制，企业A面临以下挑战：

密钥泄露的重大风险：网页浏览器归用户所有，并且被视为不可信的环境。若在浏览器中存储RAM用户的访问密钥等敏感信息，则可能会面临密钥意外泄露的显著风险。一旦密钥落入不法分子之手，他们就可能利用这些密钥非法访问企业在云端的敏感数据，导致核心商业机密、客户隐私信息、知识产权及其他关键资产的泄漏，给企业造成不可估量的经济损失和信誉损害。

过度权限的安全漏洞：在为企业的业务服务器应用程序创建RAM用户时，往往需要赋予该用户较高的权限，以便于它可以访问和管理其他云服务。然而，如果用户的访问密钥被存储在浏览器中而后又意外泄露，这将可能导致拥有过多权限的密钥落入恶意攻击者之手。此举不仅增加了企业资源被滥用的概率，还可能带来更严重的问题。黑客可能会使用盗取的密钥在企业的云资源上部署病毒或恶意软件，比如植入后门、植入密码窃取木马程序、以企业资源进行加密货币挖矿等，严重破坏企业的正常业务运营，并对企业的财务和声誉构成严重威胁。

5.2 A企业调整后的方案

 为了应对上述风险，企业A可以在原有方案的基础上增加临时授权。通过这种方式，企业A能够在确保数据直传效率的同时，实现以下效果：

增强的身份验证和授权：通过STS生成的具有时间限制的令牌，即便在短时间内泄露，也极大降低了安全风险。因为这些凭证很快就会失效，降低了被不当利用的可能性。

精细化权限控制：STS允许根据最小权限原则配置权限，仅授权Web应用必需的访问权限。这种精细化的权限控制方法限制了潜在泄露的影响范围，防止了过度权限的风险。

企业A最终采取以下方案搭建Web应用文件直传服务：

6. OSS安全的其他一些考虑

6.1 降低因账号密码泄露带来的未授权访问风险

安全问题：

如果因个人或者企业账号密码泄露引发了未经授权的访问，可能会出现非法用户对OSS资源进行违法操作，或者合法用户以未授权的方式对OSS资源进行各类操作，这将给数据安全带来极大的威胁。为此，OSS提供了在实施数据安全保护时需要考虑的多种安全最佳实践。

最佳实践1：修改ACL为私有访问权限

除非您明确要求包括匿名访问者在内的任何人都能读写您的OSS资源，包括存储空间（Bucket）以及文件（Object），否则请勿将Bucket或者Object的读写权限ACL设置为公共读（public-read）或者公共读写（public-read-write）。

鉴于公共读或者公共读写权限对OSS资源带来的数据安全风险考虑，强烈建议您将Bucket或者Object的读写权限设置为私有（private）。设置为私有权限后，只有该Bucket拥有者可以对该Bucket以及Bucket内的Object进行读写操作，其他人均无访问权限。

最佳实践2：避免代码明文使用AccessKey或本地加密存储AccessKey

代码中明文使用AccessKey会由于各种原因的代码泄露导致AccessKey泄露。而本地加密存储AccessKey也并不安全，原因是数据的加解密内容会存放在内存中，而内存中的数据可以被转储。尤其是移动App和PC桌面应用极易出现此类问题，攻击者只需要使用某些注入、API HOOK、动态调试等技术，就可以获取到加解密后的数据。

服务端可以通过阿里云SDK托管凭据插件的方式规避代码明文使用AccessKey，解决因源码或编译产物泄露而导致的AccessKey泄露问题。

最佳实践3：以RAM用户的方式访问OSS

阿里云账号AccessKey拥有所有API的访问权限，风险很高。强烈建议您创建并使用RAM用户进行API访问或日常运维。

创建RAM用户后，您可以控制这些RAM用户对资源的操作权限。当您的企业存在多用户协同操作资源的场景时，可以让您避免与其他用户共享阿里云账号密钥，按需为用户分配最小权限，从而降低企业的信息安全风险。

RAM用户创建完成后，您可以通过RAM Policy为RAM用户授权的方式来集中管理您的用户（例如员工、系统或应用程序），以及控制用户可以访问您名下哪些资源的权限。例如，您可以通过以下RAM Policy阻止指定RAM用户访问目标存储空间examplebucket及examplebucket内的文件或目录。

{
    "Version": "1",
    "Statement": [
        {
            "Effect": "Deny",
            "Action": "oss:*",
            "Resource": [
                "acs:oss:*:*:examplebucket",
                "acs:oss:*:*:examplebucket/*"
            ]
        }
    ]
}

最佳实践4：启用多因素认证

多因素认证MFA（Multi Factor Authentication）是一种简单有效的最佳安全实践。启用MFA后，登录阿里云控制台时需要输入账号密码和MFA设备实时生成的动态验证码，在账号密码泄露时也可以阻止未授权访问，提高账号安全性。

最佳实践5：STS临时授权访问OSS

您可以通过STS服务给其他用户颁发一个临时访问凭证。该用户可使用临时访问凭证在规定时间内访问您的OSS资源。临时访问凭证无需透露您的长期密钥，使您的OSS资源访问更加安全。

最佳实践6：Bucket Policy

Bucket Policy是阿里云OSS推出的针对Bucket的授权策略，您可以通过Bucket Policy授权其他用户访问您指定的OSS资源。通过Bucket Policy，您可以授权另一个账号访问或管理整个Bucket或Bucket内的部分资源，或者对同账号下的不同RAM用户授予访问或管理Bucket资源的不同权限。

配置Bucket Policy时，请遵循以下权限最小化原则，从而降低数据安全风险。

• 避免授权整个Bucket

  资源授权过大容易导致其他用户数据被非法访问，所以在实际生产业务中请限制指定资源途径，避免授权整个Bucket。

• 不授权匿名访问

  允许匿名访问意味着用户只需要知道Endpoint和Bucket名称就可以正常访问OSS，而EndPoint是可以枚举的，Bucket名称也可以从已授权的访问文件URL中提取。由此可见，授权允许匿名访问会带来极大的安全风险。

• 设置合理的Action

  通过控制台的图形化配置Bucket Policy时，简单设置中的四类授权操作（Action）仅为用户提供了一种便捷的Policy设置方法，每类Action并不一定完全符合您的业务需求，建议您结合业务需求并通过高级设置的方式给予授权用户最小的权限。例如，生成只读权限往往会包含oss:ListObjects、oss:GetObject等。但是一般场景下的文件下载只需要oss:GetObject权限即可。

• 启用HTTPS访问

  启用HTTPS访问可以解决网络中间人攻击以及域名劫持等问题。另外Chrome浏览器也对HTTP协议进行干预，例如HTTPS站点默认无法加载HTTP资源。基于以上原因，请务必开启HTTPS，以最低成本解决多种风险问题。

• 限定来源的IP地址

  如果访问OSS资源的IP地址是固定可枚举的，强烈建议配置IP地址。

参考：如何降低因账号密码泄露带来的未授权访问风险_对象存储(OSS)-阿里云帮助中心

6.2 降低因恶意访问流量导致大额资金损失的风险

安全问题：

当您的存储空间（Bucket）被恶意攻击、流量被恶意盗刷时，会出现高带宽或者大流量突发的情况，进而产生高于日常消费金额的账单。

最佳实践1：修改ACL为私有访问权限

除非您明确要求包括匿名访问者在内的任何人都能读写您的OSS资源，包括存储空间（Bucket）以及文件（Object），否则请勿将Bucket或者Object的读写权限ACL设置为公共读（public-read）或者公共读写（public-read-write）。

鉴于公共读或者公共读写权限对OSS资源带来的数据安全风险考虑，强烈建议您将Bucket或者Object的读写权限设置为私有（private）。设置为私有权限后，只有该Bucket拥有者可以对该Bucket以及Bucket内的Object进行读写操作，其他人均无访问权限。

最佳实践2：通过云监控配置报警规则

当您需要监控OSS资源的使用和运行情况时，可以通过云监控创建阈值报警规则，实现监控指标超过静态阈值或动态阈值后自动发送报警通知的功能，帮助您及时了解监控数据异常并快速进行处理。

例如，您可以为目标存储空间examplebucket配置报警规则，并在报警规则中指定当连续一个周期（1周期=1分钟）出现公网流入流量、公网流出流量、CDN流入流量、CDN流出流量等在其大于或等于100 Mbytes，将告警信息写入日志服务指定的Logstore中。

以公网流入流量大于或者等于100 Mbytes时触发报警为例，其报警规则配置如下：

最佳实践3：配置防盗链

OSS支持对Bucket设置防盗链，即通过对访问来源设置白名单的机制，避免OSS资源被其他人盗用。

防盗链通过请求Header中的Referer地址判断访问来源。当浏览器向Web服务器发送请求的时候，请求Header中将包含Referer，用于告知Web服务器该请求的页面链接来源。OSS根据浏览器附带的Referer与用户配置的Referer规则来判断允许或拒绝此请求，如果Referer一致，则OSS将允许该请求的访问；如果Referer不一致，则OSS将拒绝该请求的访问。

如果防盗链Referer设置为 “https://www.example.com，且不允许空Referer”。

那么如果用户A在https://www.example.com嵌入了exampleobject.png图片，当浏览器请求访问此图片时会带上https://www.example.com的Referer，此场景下OSS将允许该请求的访问。

此时，如果用户B盗用了exampleobject.png的图片并将其嵌入https://example.org，当浏览器请求访问此图片时会带上https://example.org的Referer，此场景下OSS将拒绝该请求的访问。

最佳实践4：设置跨域资源共享

跨域资源共享CORS（Cross-Origin Resource Sharing）简称跨域访问，是HTML5提供的标准跨域解决方案，允许Web应用服务器进行跨域访问控制，确保跨域数据传输的安全性。跨域访问是浏览器出于安全考虑而设置的限制，是一种用于隔离潜在恶意文件的关键安全机制。当A、B两个网站属于不同域时，来自于A网站页面中的JavaScript代码访问B网站时，浏览器会拒绝该访问。

OSS支持根据需求灵活配置CORS规则，实现允许或者拒绝相应的跨域请求。例如，您希望仅允许来源为www.aliyun.com、跨域请求方法为GET的请求，则CORS规则配置如下：

防盗链和跨域资源共享（CORS）都是阿里云OSS提供的安全机制，用于控制对OSS资源的访问，确保资源不被未经授权的访问或滥用。两者都可以通过OSS控制台或API进行灵活配置，设置访问规则以满足不同的安全需求。

他们的区别是防盗链通过检查HTTP Referer头来限制哪些域名可以访问资源，主要用于防止未经授权的第三方网站直接引用和使用您的资源，如图片和视频。CORS通过设置和检查HTTP头（如Access-Control-Allow-Origin）来控制跨域访问，主要用于允许合法的跨域资源共享，解决Web应用程序跨域访问的问题，如前后端分离的架构。

最佳实践5：避免使用顺序前缀的方式命名文件

当您上传大量文件时，如果使用顺序前缀（如时间戳或字母顺序）、日期、数字ID等可以被遍历的方式来命名文件，攻击者可通过总结规律以及编写脚本的方式获取全部的文件，最终造成数据泄露。强烈建议您通过向文件名添加十六进制哈希前缀或以反转文件名的方式命名文件，从而有效降低文件名被遍历的风险。

参考资料：
如何降低因恶意访问流量带来的资金损失风险_对象存储(OSS)-阿里云帮助中心

6.3 降低因操作失误等原因导致数据丢失的风险

安全问题：

不小心的误操作导致本不该删除的数据被误删除，从而导致业务无法正常运转。

最佳实践1：为Bucket开启版本控制

版本控制是针对存储空间（Bucket）级别的数据保护功能。开启版本控制后，针对数据的覆盖和删除操作将会以历史版本的形式保存下来。在对象（Object）被错误覆盖或者误删除后，您能够将Bucket中存储的Object恢复至任意时刻的历史版本。

最佳实践2：为Bucket开启跨区域复制

跨区域复制（Cross-Region Replication）是跨不同OSS数据中心（地域）的Bucket自动、异步（近实时）复制文件（Object），它会将Object的创建、更新等操作从源Bucket复制到不同区域的目标Bucket。

跨区域复制功能满足Bucket跨区域容灾或用户数据复制的需求。您可以通过该功能达到数据的跨区域容灾效果，也可以通过将数据保护策略配置为增/改同步来实现误删数据的保护。

当您将源存储空间的所有数据同步到目标存储空间后，如果您误删除了源存储空间中的某个Object，此时您仍然可以从目标存储空间中找回误删除的Object。

最佳实践3：为Bucket设置定时备份

您可以使用OSS的定时备份功能将Bucket内的Object定期备份到云备份（Cloud Backup）中，当Object意外丢失或受损时，可通过云备份（Cloud Backup）及时恢复。

当您为examplebucket配置定时备份后，云备份（Cloud Backup）将按照指定的起始时间备份examplebucket内的所有Object，并按照设置的保留时间策略将备份版本保存在目标备份库中。

在云备份（Cloud Backup）完成一次全量备份后，如果您误删除了examplebucket内的任意Object，可通过云备份（Cloud Backup）控制台创建恢复任务的方式，将examplebucket内的Object恢复至被删除前的版本。

参考资料：

降低因操作失误等原因导致数据丢失的风险_对象存储(OSS)-阿里云帮助中心

6.4 敏感数据安全防护

阿里云对象存储OSS与阿里云数据安全中心DSC（Data Security Center）结合，对敏感数据进行识别、分类、分级和保护。

背景

敏感数据主要包括个人隐私信息、密码/密钥、敏感图片等高价值数据，这些数据通常会以不同的格式存储在您的各类存储系统中。如何更好地发现、定位、保护这些数据，对您的企业非常重要。OSS本身提供了细粒度的权限管理和数据加密等数据安全选项，创建同城冗余存储Bucket、跨区域复制、版本控制等数据保护机制，日志转存和实时日志查询等记录监控与审计能力。若您希望更好的针对敏感数据进行识别、分类、分级和保护，可使用OSS+DSC的方案。

DSC与OSS结合使用，在您完成数据源识别授权后，从您的海量数据中快速发现和定位敏感数据，对敏感数据分类分级并统一展示，同时追踪敏感数据的使用情况，并根据预先定义的安全策略，对数据进行保护和审计，以便您随时了解数据资产的安全状态。

应用场景

​

• 敏感数据识别

  企业拥有大量数据，但无法准确获知这些数据中是否包含敏感信息，以及敏感数据所在的位置。您可以使用OSS结合DSC的方案，利用DSC内置算法规则或根据行业特点自定义规则，对存储在OSS中的数据进行整体扫描、分类、分级，并根据结果做进一步的安全防护。例如利用OSS的访问控制和加密等功能，对数据进行保护。

• 数据脱敏

  数据进行对外交换供他人分析或使用时，未进行脱敏处理会导致敏感信息的意外泄漏。OSS与DSC结合的方案，可以支持灵活多样的内置或自定义脱敏算法，可实现生产类敏感数据脱敏后，供开发、测试等非生产环境使用的场景，并确保脱敏后的数据保真可用。

• 异常检测和审计

  DSC可通过智能化的检测模型，对访问OSS中敏感数据的行为进行检测和审计。为数据安全管理团队提供相关告警，并基于检测结果完善风险预判和规避方案。参考资料

• 参考资料

• 对象存储OSS敏感数据安全防护方案_对象存储(OSS)-阿里云帮助中心

7. 最后

本文探讨了OSS客户端签名直传的安全风险及解决方法。我们对比了OSS与文件系统，分析了客户端直传的风险，并提出了多种解决方案，如服务端生成STS临时访问凭证和签名URL。通过A企业案例展示了实际应用效果，并提供了多种OSS安全最佳实践。希望本文能帮助读者更好地理解和应对OSS的安全挑战，保护数据安全。

参考资料：

对象存储(OSS)-阿里云帮助中心