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同源策略和CSRF

本文主要涉及三個關鍵詞:

  • 同源策略(Same-origin policy,簡稱 SOP)
  • 跨站請求偽造(Cross-site request forgery,簡稱 CSRF)
  • 跨域資源共享(Cross-Origin Resource Sharing,簡稱 CORS)

同源策略 SOP

同源

先解釋何為同源:協議、域名、埠都一樣,就是同源。

url同源
https://niconico.com 基準
https://niconico.com/spirit o
https://sub.niconico.com/spirit x
http://niconico.com/spirit x
https://niconico.com:8080/spirit x

限制

你之所以會遇到跨域問題,正是因為 SOP 的各種限制。但是具體來說限制了什麼呢?

如果你說 SOP 就是“限制非同源資源的獲取”,這不對,最簡單的例子是引用圖片、css、js檔案等資源的時候就允許跨域。

如果你說 SOP 就是“禁止跨域請求”,這也不對,本質上 SOP 並不是禁止跨域請求,而是在請求後攔截了請求的迴應。這就就會引起後面說到的 CSRF

其實SOP 不是單一的定義,而是在不同情況下有不同的解釋:

  • 限制 cookies、DOM 和JavaScript的命名區域
  • 限制 iframe、圖片等各種資源的內容操作
  • 限制 ajax 請求,準確來說是限制操作 ajax 響應結果
    ,本質上跟上一條是一樣的

下面是 3 個在實際應用中會遇到的例子:

  • 使用 ajax 請求其他跨域 API,最常見的情況,前端新手噩夢
  • iframe 與父頁面交流,出現率比較低,而且解決方法也好懂
  • 對跨域圖片(例如來源於<img>)進行操作,在 canvas 操作圖片的時候會遇到這個問題

如果沒有了 SOP:

  • 一個瀏覽器開啟幾個 tab,資料就洩露了
  • 你用 iframe 開啟一個銀行網站,你可以肆意讀取網站的內容,就能獲取使用者輸入的內容
  • 更加肆意地進行 CSRF

繞過跨域

SOP 帶來安全,同時也會帶來一定程度的麻煩,因為有時候就是有跨域的需求。繞過跨域的方案由於篇幅所限,並且網上也很多相關文章,所以不在這裡展開解決跨域的方案,只給出幾個關鍵詞:

對於 ajax

  • 使用jsONP
  • 後端進行 CORS 配置
  • 後端反向代理

對於 iframe

  • 使用 location.hash 或 window.name 進行資訊交流
  • 使用 postMessage

跨站請求偽造 CSRF

簡述

CSRF(Cross-site request forgery)跨站請求偽造,是一種常見的攻擊方式。是指 A 網站正常登陸後,cookie 正常儲存,其他網站 B 通過某種方式呼叫 A 網站介面進行操作,A 的介面在請求時會自動帶上 cookie。

上面說了,SOP 可以通過htmltag 載入資源,而且 SOP 不阻止介面請求而是攔截請求結果,CSRF 恰恰佔了這兩個便宜。

所以 SOP 不能作為防範 CSRF 的方法

對於 GET 請求,直接放到<img>就能神不知鬼不覺地請求跨域介面。

對於 POST 請求,很多例子都使用 form 提交:

<form action="<nowiki>http://bank.com/transfer.do</nowiki>" method="POST">
  <input type="hidden" name="acct" value="MARIA" />
  <input type="hidden" name="amount" value="100000" />
  <input type="submit" value="View my pictures" />
</form>

歸根到底,這兩個方法不報跨域是因為請求由html控制,你無法用 js 直接操作獲得的結果。

SOP 與 ajax

對於 ajax 請求,在獲得資料之後你能肆意進行 js 操作。這時候雖然同源策略會阻止響應,但依然會發出請求。因為執行響應攔截的是瀏覽器而不是後端程式。事實上你的請求已經發到伺服器並返回了結果,但是迫於安全策略,瀏覽器不允許你繼續進行 js 操作,所以報出你熟悉的blocked by CORS policy: No 'Access-Control-Allow-Origin' header is present on the requested resource.。

所以再強調一次,同源策略不能作為防範 CSRF 的方法

不過可以防範 CSRF 的例外還是有的,瀏覽器並不是讓所有請求都發送成功,上述情況僅限於簡單請求,相關知識會在下面 CORS 一節詳細解釋。

CSRF 對策

SOP 被 CSRF 佔了便宜,那真的是一無是處嗎?

不是!是否記得 SOP 限制了 cookie 的命名區域,雖然請求會自動帶上 cookies,但是攻擊者無論如何還是無法獲取 cookie 的內容本身。

所以應對 CSRF 有這樣的思路:同時把一個 token 寫到 cookie 裡,在發起請求時再通過 query、body 或者 header 帶上這個 token。請求到達伺服器,核對這個 token,如果正確,那一定是能看到 cookie 的本域傳送的請求,CSRF 則做不到這一點。(這個方法用於前後端分離,後端渲染則可以直接寫入到 dom 中)

示例程式碼如下:

var csrftoken = Cookies.get('csrfToken')

function csrfSafeMethod(method) {
  // these HTTP methods do not require CSRF protection
  return /^(GET|HEAD|OPTIONS|TRACE)$/.test(method)
}
$.ajaxSetup({
  beforeSend: function(xhr, settings) {
    if (!csrfSafeMethod(settings.type) && !this.crossDomain) {
      xhr.setRequestHeader('x-csrf-token', csrftoken)
    }
  },
})

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跨域資源共享 CORS

跨域是瀏覽器限制,但是如果伺服器設定了 CORS 相關配置,在返回伺服器的資訊頭部會加上Access-Control-Allow-Origin,瀏覽器看到這個欄位的值與當前的源匹配,就會解鎖跨域限制。

HTTP/1.1 200 OK
Date: Sun, 24 Apr 2016 12:43:39 GMT
Server: Apache
Access-Control-Allow-Origin: http://www.acceptmeplease.com
Keep-Alive: timeout=2, max=100
Connection: Keep-Alive
Content-Type: application/xml
Content-Length: 423

對於 CORS,請求分兩種。

簡單請求

  • 請求方法使用 GET、POST 或 HEAD
  • Content-Type 設為 application/x-www-form-urlencoded、multipart/form-data 或 text/plain

符合上面兩個條件的都為 CORS 簡單請求。簡單請求都會直接發到伺服器,會造成 CSRF。

預檢請求

不符合簡單請求要求的請求都需要先發送預檢請求(Preflight Request)。瀏覽器會在真正請求前傳送 OPTION 方法的請求向伺服器詢問當前源是否符合 CORS 目標,驗證通過後才會傳送正式請求。

例如使用 application/json 傳參的 POST 請求就是非簡單請求,會在預檢中被攔截。

再例如使用 PUT 方法請求,也會發送預檢請求。

上面提到的可以防範 CSRF 的例外,就是指預檢請求。即使跨域成功請求預檢,但真正請求並不能發出去,這就保證了 CSRF 無法成功。

CORS 與 cookie

與同域不同,用於跨域的 CORS 請求預設不傳送 Cookie 和 HTTP 認證資訊,前後端都要在配置中設定請求時帶上 cookie。

這就是為什麼在進行 CORS 請求時 axios 需要設定withCredentials: true。

下面是 node.js 的後臺 koa框架的 CORS 設定:

/**
 * CORS middleware
 *
 * @param {Object} [options]
 *  - {String|Function(ctx)} origin `Access-Control-Allow-Origin`, default is request Origin header
 *  - {String|Array} allowMethods `Access-Control-Allow-Methods`, default is 'GET,HEAD,PUT,POST,DELETE,PATCH'
 *  - {String|Array} exposeHeaders `Access-Control-Expose-Headers`
 *  - {String|Array} allowHeaders `Access-Control-Allow-Headers`
 *  - {String|Number} maxAge `Access-Control-Max-Age` in seconds
 *  - {Boolean} credentials `Access-Control-Allow-Credentials`
 *  - {Boolean} keepHeadersOnError Add set headers to `err.header` if an error is thrown
 * @return {Function} cors middleware
 * @api public
 */