对于跨站伪造请求(CSRF)的理解和总结

CSRF攻击是什么

CSRF是跨站请求伪造的缩写,也被称为XSRF, 是一种挟制用户在当前已登录的Web应用程序上执行非本意的操作的攻击方法。
跟跨网站脚本(XSS)相比,XSS利用的是用户对指定网站的信任,CSRF利用的是网站对用户网页浏览器的信任。
因为CSRF攻击利用的是冲着浏览器分不清发起请求是不是真正的用户本人。,也就是说,简单的身份验证只能保证请求发自某个用户的浏览器,却不能保证请求本身是用户自愿发出的。

CSRF攻击基本原理

最简单的CSRF攻击

  1. 用户Alice登录和访问某银行网站A,保留cookie
  2. Alice被某些信息诱导访问危险网站B。
  3. 危险网站B上有一个<img>标签:<img src="http://www.examplebank.com/account=Alice&amount=1000&payfor=Badman" >
  4. 这个标签的src不指向一张图片,而是一个http请求,这个请求向银行要求将Alice的1000元转给Badman,由于Alice的浏览器上有cookie,这样浏览器发出的这个请求就能得到响应执行。
  5. 这样Alice的钱就被偷了。

进阶攻击

危险网站可以伪造一个表单并隐藏,并在自己网站的onload事件中,触发这个表单的提交事件,就可以改GET攻击为POST攻击

CSRF攻击的对象与防范思路

我们要防范它,先要知道它的目标,然后设法保护这些目标。
我们要明白,仅仅靠发起CSRF攻击的话,黑客只能借助受害者的cookie骗取服务器的信任,但是黑客并不能凭借拿到cookie,也看不到 cookie的内容。另外,对于服务器返回的结果,由于浏览器同源策略的限制,黑客也无法进行解析。
这就告诉我们,我们要保护的对象是那些可以直接产生数据改变的服务,而对于读取数据的服务,则不需要进行CSRF的保护。
而保护的关键,是 在请求中放入黑客所不能伪造的信息

防范手段

最基本的手段:涉及敏感操作的请求改为POST请求

这个方法的确可以防范一些CSRF攻击,但是对于进阶攻击就无能为力了——POST请求一样可以伪造。
所以这个方法不够安全。只能提高攻击的门槛。

一般手段

用户操作限制——验证码机制

方法:添加验证码来识别是不是用户主动去发起这个请求,由于一定强度的验证码机器无法识别,因此危险网站不能伪造一个完整的请求。
优点:简单粗暴,低成本,可靠,能防范99.99%的攻击者。
缺点:对用户不友好。

请求来源限制——验证 HTTP Referer 字段

方法:在HTTP请求头中有一个字段叫Referer,它记录了请求的来源地址。 服务器需要做的是验证这个来源地址是否合法,如果是来自一些不受信任的网站,则拒绝响应。
优点:零成本,简单易实现。
缺点:由于这个方法严重依赖浏览器自身,因此安全性全看浏览器。

  1. 兼容性不好:每个浏览器对于Referer的具体实现可能有差别。
  2. 并不一定可靠:在一些古老的垃圾浏览器中,Referer可以被篡改。
  3. 对用户不友好:Referer值会记录下用户的访问来源,有些用户认为这样会侵犯到他们自己的隐私权。因此有些用户可能会开启浏览器防止跟踪功能,不提供Referer,从而导致正常用户请求被拒绝。

额外验证机制——token的使用

方法:使用token来代替验证码验证。由于黑客并不能拿到和看到cookie里的内容,所以无法伪造一个完整的请求。基本思路如下:

  1. 服务器随机产生token(比如把cookiehash化生成),存在session中,放在cookie中或者以ajax的形式交给前端。
  2. 前端发请求的时候,解析cookie中的token,放到请求url里或者请求头中。
  3. 服务器验证token,由于黑客无法得到或者伪造token,所以能防范csrf

更进一步的加强手段(不需要session):

  1. 服务器随机产生token,然后以token为密钥散列生成一段密文
  2. token和密文都随cookie交给前端
  3. 前端发起请求时把密文和token都交给后端
  4. 后端对token和密文进行正向散列验证,看token能不能生成同样的密文
  5. 这样即使黑客拿到了token也无法拿到密文。

优点:

  1. 安全性:极大地提高了破解成本(当然还是有办法破解),但是99%的攻击者看到散列的时候就已经望而生畏了。
  2. 易用性:非常容易实现。
  3. 友好性:对用户来说十分友好。

缺点:

  1. 性能担忧:需要hash计算,增加性能上的成本
  2. cookie臃肿:更加依赖网络的情况
  3. 并不绝对安全:
    1. 一些论坛之类支持用户自己发表内容,由于系统也会在这个地址后面加上token,这样黑客可以在自己的网站上得到这个token,并马上就可以发动CSRF攻击。(进一步加强法可以防范,或者验证链接是否是链到自己本站,是的就在后面添加token,如果是通向外网则不加
    2. 其他攻击方式如XSS攻击能拿到cookietoken,当然这不在本文的讨论范围之内。

4.对于POST请求,难以将token附在请求中。(可以通过框架和库解决)

曲线救国——在HTTP头中自定义属性并验证

方法:这种方法也是使用token并进行验证,和上一种方法不同的是把它放到HTTP头中自定义的属性里。

优点:

  1. 这样解决了上种方法在请求中加入 token 的不便
  2. 通过 XMLHttpRequest 请求的地址不会被记录到浏览器的地址栏,安全性较高

缺点:

  1. 局限性非常大:XMLHttpRequest请求通常用于Ajax,并非所有的请求都适合用这个类来发起,而且通过该类请求得到的页面不能被浏览器所记录下,造成不便。
  2. 对于旧网站,要把所有请求都改为XMLHttpRequest请求,这样几乎是要重写整个网站,这代价无疑是不能接受的。

总结

因为CSRF攻击利用的是冲着浏览器分不清发起请求是不是真正的用户本人,所以防范的关键在于在请求中放入黑客所不能伪造的信息。从而防止黑客伪造一个完整的请求欺骗服务器。

始发于知乎专栏:前面有条河

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