防止XSS攻击的方法 - 前端安全系列（一）

最编程 2024-08-12 11:48:07

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前文提示：本文内容基于美团技术团队分享的前端安全系列（一）：如何防止XSS攻击？总结而来，更多详细内容请点击网址。

一、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。

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。

二、XSS注入方法

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。

三、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。

3.1 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。

3.2 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。

3.3 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。

四、XSS攻击的预防

通过前面的介绍可以得知，XSS 攻击有两大要素：

攻击者提交恶意代码。
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？答案是不可行的。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：

防止 HTML 中出现注入。
防止 JavaScript 执行时，执行恶意代码。

4.1 纯前端渲染

纯前端渲染的过程：

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。
然后浏览器执行 HTML 中的 JavaScript。
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 型 XSS 漏洞（例如 onload 事件和 href 中的 javascript:xxx 等，请参考下文”预防 DOM 型 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。

4.2 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.js、ejs、FreeMarker 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 | 有|
|HTML 属性值 | 有|
|CSS 内联样式 | 无|
|内联 JavaScript | 无|
|内联 JSON | 无|
|跳转链接 | 无|

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

4.3 Content Security Policy

严格的 CSP 在 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。

4.4 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。

4.5 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。

4.6 验证码

防止脚本冒充用户提交危险操作。

五、XSS的检测

使用通用 XSS 攻击字符串手动检测 XSS 漏洞。
使用扫描工具自动检测 XSS 漏洞。

除了手动检测之外，还可以使用自动扫描工具寻找 XSS 漏洞，例如 Arachni**、Mozilla HTTP Observatory**、w3af** 等。

总结

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：在 ejs 中，尽量使用 <%= data %> 而不是 <%- data %>；在 doT.js 中，尽量使用 {{! data } 而不是 {{= data }；在 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 createElement、setAttribute 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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