瀏覽器同源政策及其規避方法
瀏覽器安全的基石是”同源政策”（same-origin policy）。很多開發者都知道這一點，但了解得不全面。
本文詳細介紹”同源政策”的各個方面，以及如何規避它。
一、概述
1.1 含義
1995年，同源政策由 Netscape 公司引入瀏覽器。目前，所有瀏覽器都實行這個政策。
最初，它的含義是指，A網頁設置的 Cookie，B網頁不能打開，除非這兩個網頁”同源”。所謂”同源”指的是”三個相同”。
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協議相同
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域名相同
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端口相同
舉例來說，http://www.example.com/dir/page.html這個網址，協議是http://，域名是www.example.com，端口是80（默認端口可以省略）。它的同源情況如下。
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http://www.example.com/dir2/other.html：同源
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http://example.com/dir/other.html：不同源（域名不同）
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http://v2.www.example.com/dir/other.html：不同源（域名不同）
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http://www.example.com:81/dir/other.html：不同源（端口不同）
1.2 目的
同源政策的目的，是為了保證用戶信息的安全，防止惡意的網站竊取數據。
設想這樣一種情況：A網站是一家銀行，用戶登錄以後，又去瀏覽其他網站。如果其他網站可以讀取A網站的 Cookie，會發生什麽？
很顯然，如果 Cookie 包含隱私（比如存款總額），這些信息就會泄漏。更可怕的是，Cookie 往往用來保存用戶的登錄狀態，如果用戶沒有退出登錄，其他網站就可以冒充用戶，為所欲為。因為瀏覽器同時還規定，提交表單不受同源政策的限制。
由此可見，”同源政策”是必需的，否則 Cookie 可以共享，互聯網就毫無安全可言了。
1.3 限制範圍
隨著互聯網的發展，”同源政策”越來越嚴格。目前，如果非同源，共有三種行為受到限制。
（1） Cookie、LocalStorage 和 IndexDB 無法讀取。
（2） DOM 無法獲得。
（3） AJAX 請求不能發送。
雖然這些限制是必要的，但是有時很不方便，合理的用途也受到影響。下面，我將詳細介紹，如何規避上面三種限制。
二、Cookie
Cookie 是服務器寫入瀏覽器的一小段信息，只有同源的網頁才能共享。但是，兩個網頁一級域名相同，只是二級域名不同，瀏覽器允許通過設置document.domain共享 Cookie。
舉例來說，A網頁是http://w1.example.com/a.html，B網頁是http://w2.example.com/b.html，那麽只要設置相同的document.domain，兩個網頁就可以共享Cookie。
document.domain = ‘example.com‘;
現在，A網頁通過腳本設置一個 Cookie。
document.cookie = "test1=hello";
B網頁就可以讀到這個 Cookie。
var allCookie = document.cookie;
註意，這種方法只適用於 Cookie 和 iframe 窗口，LocalStorage 和 IndexDB 無法通過這種方法，規避同源政策，而要使用下文介紹的PostMessage API。
另外，服務器也可以在設置Cookie的時候，指定Cookie的所屬域名為一級域名，比如.example.com。
Set-Cookie: key=value; domain=.example.com; path=/
這樣的話，二級域名和三級域名不用做任何設置，都可以讀取這個Cookie。
三、iframe
如果兩個網頁不同源，就無法拿到對方的DOM。典型的例子是iframe窗口和window.open方法打開的窗口，它們與父窗口無法通信。
比如，父窗口運行下面的命令，如果iframe窗口不是同源，就會報錯。
document.getElementById("myIFrame").contentWindow.document
// Uncaught DOMException: Blocked a frame from accessing a cross-origin frame.
上面命令中，父窗口想獲取子窗口的DOM，因為跨源導致報錯。
反之亦然，子窗口獲取主窗口的DOM也會報錯。
window.parent.document.body
// 報錯
如果兩個窗口一級域名相同，只是二級域名不同，那麽設置上一節介紹的document.domain屬性，就可以規避同源政策，拿到DOM。
對於完全不同源的網站，目前有三種方法，可以解決跨域窗口的通信問題。
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片段識別符（fragment identifier）
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window.name
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跨文檔通信API（Cross-document messaging）
3.1 片段識別符
片段標識符（fragment identifier）指的是，URL的#號後面的部分，比如http://example.com/x.html#fragment的#fragment。如果只是改變片段標識符，頁面不會重新刷新。
父窗口可以把信息，寫入子窗口的片段標識符。
var src = originURL + ‘#‘ + data;
document.getElementById(‘myIFrame‘).src = src;
子窗口通過監聽hashchange事件得到通知。
window.onhashchange = checkMessage;
function checkMessage() {
var message = window.location.hash;
// ...
}
同樣的，子窗口也可以改變父窗口的片段標識符。
parent.location.href= target + "#" + hash;
3.2 window.name
瀏覽器窗口有window.name屬性。這個屬性的最大特點是，無論是否同源，只要在同一個窗口裏，前一個網頁設置了這個屬性，後一個網頁可以讀取它。
父窗口先打開一個子窗口，載入一個不同源的網頁，該網頁將信息寫入window.name屬性。
window.name = data;
接著，子窗口跳回一個與主窗口同域的網址。
location = ‘http://parent.url.com/xxx.html‘;
然後，主窗口就可以讀取子窗口的window.name了。
var data = document.getElementById(‘myFrame‘).contentWindow.name;
這種方法的優點是，window.name容量很大，可以放置非常長的字符串；缺點是必須監聽子窗口window.name屬性的變化，影響網頁性能。
3.3 window.postMessage
上面兩種方法都屬於破解，HTML5為了解決這個問題，引入了一個全新的API：跨文檔通信 API（Cross-document messaging）。
這個API為window對象新增了一個window.postMessage方法，允許跨窗口通信，不論這兩個窗口是否同源。
舉例來說，父窗口http://aaa.com向子窗口http://bbb.com發消息，調用postMessage方法就可以了。
var popup = window.open(‘http://aaa.com‘, ‘title‘);
popup.postMessage(‘Hello World!‘, ‘http://aaa.com‘);
postMessage方法的第一個參數是具體的信息內容，第二個參數是接收消息的窗口的源（origin），即”協議 + 域名 + 端口”。也可以設為*，表示不限制域名，向所有窗口發送。
子窗口向父窗口發送消息的寫法類似。
window.opener.postMessage(‘Nice to see you‘, ‘http://bbb.com‘);
父窗口和子窗口都可以通過message事件，監聽對方的消息。
window.addEventListener(‘message‘, function(e) {
console.log(e.data);
},false);
message事件的事件對象event，提供以下三個屬性。
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event.source：發送消息的窗口
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event.origin: 消息發向的網址
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event.data: 消息內容
下面的例子是，子窗口通過event.source屬性引用父窗口，然後發送消息。
window.addEventListener(‘message‘, receiveMessage);
function receiveMessage(event) {
event.source.postMessage(‘Nice to see you!‘, ‘*‘);
}
event.origin屬性可以過濾不是發給本窗口的消息。
window.addEventListener(‘message‘, receiveMessage);
function receiveMessage(event) {
if (event.origin !== ‘http://bbb.com‘) return;
if (event.data === ‘Hello World‘) {
event.source.postMessage(‘Hello‘, event.origin);
} else {
console.log(event.data);
}
}
3.4 LocalStorage
通過window.postMessage，讀寫其他窗口的 LocalStorage 也成為了可能。
下面是一個例子，主窗口寫入iframe子窗口的localStorage。
window.onmessage = function(e) {
if (e.origin !== ‘http://bbb.com‘) {
return;
}
var payload = JSON.parse(e.data);
localStorage.setItem(payload.key, JSON.stringify(payload.data));
};
上面代碼中，子窗口將父窗口發來的消息，寫入自己的LocalStorage。
父窗口發送消息的代碼如下。
var win = document.getElementsByTagName(‘iframe‘)[0].contentWindow;
var obj = { name: ‘Jack‘ };
win.postMessage(JSON.stringify({key: ‘storage‘, data: obj}), ‘http://bbb.com‘);
加強版的子窗口接收消息的代碼如下。
window.onmessage = function(e) {
if (e.origin !== ‘http://bbb.com‘) return;
var payload = JSON.parse(e.data);
switch (payload.method) {
case ‘set‘:
localStorage.setItem(payload.key, JSON.stringify(payload.data));
break;
case ‘get‘:
var parent = window.parent;
var data = localStorage.getItem(payload.key);
parent.postMessage(data, ‘http://aaa.com‘);
break;
case ‘remove‘:
localStorage.removeItem(payload.key);
break;
}
};
加強版的父窗口發送消息代碼如下。
var win = document.getElementsByTagName(‘iframe‘)[0].contentWindow;
var obj = { name: ‘Jack‘ };
// 存入對象
win.postMessage(JSON.stringify({key: ‘storage‘, method: ‘set‘, data: obj}), ‘http://bbb.com‘);
// 讀取對象
win.postMessage(JSON.stringify({key: ‘storage‘, method: "get"}), "*");
window.onmessage = function(e) {
if (e.origin != ‘http://aaa.com‘) return;
// "Jack"
console.log(JSON.parse(e.data).name);
};
四、AJAX
同源政策規定，AJAX請求只能發給同源的網址，否則就報錯。
除了架設服務器代理（瀏覽器請求同源服務器，再由後者請求外部服務），有三種方法規避這個限制。
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JSONP
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WebSocket
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CORS
4.1 JSONP
JSONP是服務器與客戶端跨源通信的常用方法。最大特點就是簡單適用，老式瀏覽器全部支持，服務器改造非常小。
它的基本思想是，網頁通過添加一個<script>元素，向服務器請求JSON數據，這種做法不受同源政策限制；服務器收到請求後，將數據放在一個指定名字的回調函數裏傳回來。
首先，網頁動態插入<scirpt>元素，由它向跨源網址發出請求。
function addScriptTag(src) {
var script = document.createElement(‘script‘);
script.setAttribute("type","text/javascript");
script.src = src;
document.body.appendChild(script);
}
window.onload = function () {
addScriptTag(‘http://example.com/ip?callback=foo‘);
}
function foo(data) {
console.log(‘Your public IP address is: ‘ + data.ip);
};
上面代碼通過動態添加<scirpt>元素，向服務器example.com發出請求。註意，該請求的查詢字符串有一個callback參數，用來指定回調函數的名字，這對於JSONP是必需的。
服務器收到這個請求以後，會將數據放在回調函數的參數位置返回。
foo({
"ip": "8.8.8.8"
});
由於元素請求的腳本，直接作為代碼運行。這時，只要瀏覽器定義了foo函數，該函數就會立即調用。作為參數的JSON數據被視為JavaScript對象，而不是字符串，因此避免了使用JSON.parse的步驟。
4.2 WebSocket
WebSocket是一種通信協議，使用ws://（非加密）和wss://（加密）作為協議前綴。該協議不實行同源政策，只要服務器支持，就可以通過它進行跨源通信。
下面是一個例子，瀏覽器發出的WebSocket請求的頭信息（摘自維基百科）。
GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13
Origin: http://example.com
上面代碼中，有一個字段是Origin，表示該請求的請求源（origin），即發自哪個域名。
正是因為有了Origin這個字段，所以WebSocket才沒有實行同源政策。因為服務器可以根據這個字段，判斷是否許可本次通信。如果該域名在白名單內，服務器就會做出如下回應。
HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=
Sec-WebSocket-Protocol: chat
4.3 CORS
CORS是跨源資源分享（Cross-Origin Resource Sharing）的縮寫。它是W3C標準，是跨源AJAX請求的根本解決方法。相比JSONP只能發GET請求，CORS允許任何類型的請求。
CORS是一個W3C標準，全稱是"跨域資源共享"（Cross-origin resource sharing）。
它允許瀏覽器向跨源服務器，發出XMLHttpRequest請求，從而克服了AJAX只能同源使用的限制。
本文詳細介紹CORS的內部機制。
一、簡介
CORS需要瀏覽器和服務器同時支持。目前，所有瀏覽器都支持該功能，IE瀏覽器不能低於IE10。
整個CORS通信過程，都是瀏覽器自動完成，不需要用戶參與。對於開發者來說，CORS通信與同源的AJAX通信沒有差別，代碼完全一樣。瀏覽器一旦發現AJAX請求跨源，就會自動添加一些附加的頭信息，有時還會多出一次附加的請求，但用戶不會有感覺。
因此，實現CORS通信的關鍵是服務器。只要服務器實現了CORS接口，就可以跨源通信。
二、兩種請求
瀏覽器將CORS請求分成兩類：簡單請求（simple request）和非簡單請求（not-so-simple request）。
只要同時滿足以下兩大條件，就屬於簡單請求。
（1) 請求方法是以下三種方法之一：
- HEAD
- GET
- POST
（2）HTTP的頭信息不超出以下幾種字段：
- Accept
- Accept-Language
- Content-Language
- Last-Event-ID
- Content-Type：只限於三個值
application/x-www-form-urlencoded、multipart/form-data、text/plain
凡是不同時滿足上面兩個條件，就屬於非簡單請求。
瀏覽器對這兩種請求的處理，是不一樣的。
三、簡單請求
3.1 基本流程
對於簡單請求，瀏覽器直接發出CORS請求。具體來說，就是在頭信息之中，增加一個Origin字段。
下面是一個例子，瀏覽器發現這次跨源AJAX請求是簡單請求，就自動在頭信息之中，添加一個Origin字段。
GET /cors HTTP/1.1 Origin: http://api.bob.com Host: api.alice.com Accept-Language: en-US Connection: keep-alive User-Agent: Mozilla/5.0...
上面的頭信息中，Origin字段用來說明，本次請求來自哪個源（協議 + 域名 + 端口）。服務器根據這個值，決定是否同意這次請求。
如果Origin指定的源，不在許可範圍內，服務器會返回一個正常的HTTP回應。瀏覽器發現，這個回應的頭信息沒有包含Access-Control-Allow-Origin字段（詳見下文），就知道出錯了，從而拋出一個錯誤，被XMLHttpRequest的onerror回調函數捕獲。註意，這種錯誤無法通過狀態碼識別，因為HTTP回應的狀態碼有可能是200。
如果Origin指定的域名在許可範圍內，服務器返回的響應，會多出幾個頭信息字段。
Access-Control-Allow-Origin: http://api.bob.com Access-Control-Allow-Credentials: true Access-Control-Expose-Headers: FooBar Content-Type: text/html; charset=utf-8
上面的頭信息之中，有三個與CORS請求相關的字段，都以Access-Control-開頭。
（1）Access-Control-Allow-Origin
該字段是必須的。它的值要麽是請求時Origin字段的值，要麽是一個*，表示接受任意域名的請求。
（2）Access-Control-Allow-Credentials
該字段可選。它的值是一個布爾值，表示是否允許發送Cookie。默認情況下，Cookie不包括在CORS請求之中。設為true，即表示服務器明確許可，Cookie可以包含在請求中，一起發給服務器。這個值也只能設為true，如果服務器不要瀏覽器發送Cookie，刪除該字段即可。
（3）Access-Control-Expose-Headers
該字段可選。CORS請求時，XMLHttpRequest對象的getResponseHeader()方法只能拿到6個基本字段：Cache-Control、Content-Language、Content-Type、Expires、Last-Modified、Pragma。如果想拿到其他字段，就必須在Access-Control-Expose-Headers裏面指定。上面的例子指定，getResponseHeader(‘FooBar‘)可以返回FooBar字段的值。
3.2 withCredentials 屬性
上面說到，CORS請求默認不發送Cookie和HTTP認證信息。如果要把Cookie發到服務器，一方面要服務器同意，指定Access-Control-Allow-Credentials字段。
Access-Control-Allow-Credentials: true
另一方面，開發者必須在AJAX請求中打開withCredentials屬性。
var xhr = new XMLHttpRequest(); xhr.withCredentials = true;
否則，即使服務器同意發送Cookie，瀏覽器也不會發送。或者，服務器要求設置Cookie，瀏覽器也不會處理。
但是，如果省略withCredentials設置，有的瀏覽器還是會一起發送Cookie。這時，可以顯式關閉withCredentials。
xhr.withCredentials = false;
需要註意的是，如果要發送Cookie，Access-Control-Allow-Origin就不能設為星號，必須指定明確的、與請求網頁一致的域名。同時，Cookie依然遵循同源政策，只有用服務器域名設置的Cookie才會上傳，其他域名的Cookie並不會上傳，且（跨源）原網頁代碼中的document.cookie也無法讀取服務器域名下的Cookie。
四、非簡單請求
4.1 預檢請求
非簡單請求是那種對服務器有特殊要求的請求，比如請求方法是PUT或DELETE，或者Content-Type字段的類型是application/json。
非簡單請求的CORS請求，會在正式通信之前，增加一次HTTP查詢請求，稱為"預檢"請求（preflight）。
瀏覽器先詢問服務器，當前網頁所在的域名是否在服務器的許可名單之中，以及可以使用哪些HTTP動詞和頭信息字段。只有得到肯定答復，瀏覽器才會發出正式的XMLHttpRequest請求，否則就報錯。
下面是一段瀏覽器的JavaScript腳本。
var url = ‘http://api.alice.com/cors‘; var xhr = new XMLHttpRequest(); xhr.open(‘PUT‘, url, true); xhr.setRequestHeader(‘X-Custom-Header‘, ‘value‘); xhr.send();
上面代碼中，HTTP請求的方法是PUT，並且發送一個自定義頭信息X-Custom-Header。
瀏覽器發現，這是一個非簡單請求，就自動發出一個"預檢"請求，要求服務器確認可以這樣請求。下面是這個"預檢"請求的HTTP頭信息。
OPTIONS /cors HTTP/1.1 Origin: http://api.bob.com Access-Control-Request-Method: PUT Access-Control-Request-Headers: X-Custom-Header Host: api.alice.com Accept-Language: en-US Connection: keep-alive User-Agent: Mozilla/5.0...
"預檢"請求用的請求方法是OPTIONS，表示這個請求是用來詢問的。頭信息裏面，關鍵字段是Origin，表示請求來自哪個源。
除了Origin字段，"預檢"請求的頭信息包括兩個特殊字段。
（1）Access-Control-Request-Method
該字段是必須的，用來列出瀏覽器的CORS請求會用到哪些HTTP方法，上例是PUT。
（2）Access-Control-Request-Headers
該字段是一個逗號分隔的字符串，指定瀏覽器CORS請求會額外發送的頭信息字段，上例是X-Custom-Header。
4.2 預檢請求的回應
服務器收到"預檢"請求以後，檢查了Origin、Access-Control-Request-Method和Access-Control-Request-Headers字段以後，確認允許跨源請求，就可以做出回應。
HTTP/1.1 200 OK Date: Mon, 01 Dec 2008 01:15:39 GMT Server: Apache/2.0.61 (Unix) Access-Control-Allow-Origin: http://api.bob.com Access-Control-Allow-Methods: GET, POST, PUT Access-Control-Allow-Headers: X-Custom-Header Content-Type: text/html; charset=utf-8 Content-Encoding: gzip Content-Length: 0 Keep-Alive: timeout=2, max=100 Connection: Keep-Alive Content-Type: text/plain
上面的HTTP回應中，關鍵的是Access-Control-Allow-Origin字段，表示http://api.bob.com可以請求數據。該字段也可以設為星號，表示同意任意跨源請求。
Access-Control-Allow-Origin: *
如果瀏覽器否定了"預檢"請求，會返回一個正常的HTTP回應，但是沒有任何CORS相關的頭信息字段。這時，瀏覽器就會認定，服務器不同意預檢請求，因此觸發一個錯誤，被XMLHttpRequest對象的onerror回調函數捕獲。控制臺會打印出如下的報錯信息。
XMLHttpRequest cannot load http://api.alice.com. Origin http://api.bob.com is not allowed by Access-Control-Allow-Origin.
服務器回應的其他CORS相關字段如下。
Access-Control-Allow-Methods: GET, POST, PUT Access-Control-Allow-Headers: X-Custom-Header Access-Control-Allow-Credentials: true Access-Control-Max-Age: 1728000
（1）Access-Control-Allow-Methods
該字段必需，它的值是逗號分隔的一個字符串，表明服務器支持的所有跨域請求的方法。註意，返回的是所有支持的方法，而不單是瀏覽器請求的那個方法。這是為了避免多次"預檢"請求。
（2）Access-Control-Allow-Headers
如果瀏覽器請求包括Access-Control-Request-Headers字段，則Access-Control-Allow-Headers字段是必需的。它也是一個逗號分隔的字符串，表明服務器支持的所有頭信息字段，不限於瀏覽器在"預檢"中請求的字段。
（3）Access-Control-Allow-Credentials
該字段與簡單請求時的含義相同。
（4）Access-Control-Max-Age
該字段可選，用來指定本次預檢請求的有效期，單位為秒。上面結果中，有效期是20天（1728000秒），即允許緩存該條回應1728000秒（即20天），在此期間，不用發出另一條預檢請求。
4.3 瀏覽器的正常請求和回應
一旦服務器通過了"預檢"請求，以後每次瀏覽器正常的CORS請求，就都跟簡單請求一樣，會有一個Origin頭信息字段。服務器的回應，也都會有一個Access-Control-Allow-Origin頭信息字段。
下面是"預檢"請求之後，瀏覽器的正常CORS請求。
PUT /cors HTTP/1.1 Origin: http://api.bob.com Host: api.alice.com X-Custom-Header: value Accept-Language: en-US Connection: keep-alive User-Agent: Mozilla/5.0...
上面頭信息的Origin字段是瀏覽器自動添加的。
下面是服務器正常的回應。
Access-Control-Allow-Origin: http://api.bob.com Content-Type: text/html; charset=utf-8
上面頭信息中，Access-Control-Allow-Origin字段是每次回應都必定包含的。
五、與JSONP的比較
CORS與JSONP的使用目的相同，但是比JSONP更強大。
JSONP只支持GET請求，CORS支持所有類型的HTTP請求。JSONP的優勢在於支持老式瀏覽器，以及可以向不支持CORS的網站請求數據。
（完）
轉載自：http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/04/same-origin-policy.html
瀏覽器同源政策及其規避方法