CSRF攻击与防护原理

CSRF是什么？

（Cross Site Request Forgery, 跨站域请求伪造）是一种网络的攻击方式，它在 2007 年曾被列为互联网 20 大安全隐患之一,也被称为“One Click Attack”或者Session Riding，一般缩写为CSRF或者XSRF，是一种对网站的恶意利用也就是人们所知道的钓鱼网站。尽管听起来像跨站脚本（XSS），但它与XSS很是不一样，而且攻击方式几乎相左。XSS利用站点内的信任用户，而CSRF则经过假装来自受信任用户的请求来利用受信任的网站。与XSS攻击相比，CSRF攻击每每不大流行（所以对其进行防范的资源也至关稀少）和难以防范，因此被认为比XSS更具危险性。

CSRF能够作什么？

你这能够这么理解 CSRF 攻击：攻击者盗用了你的身份，假装成你发送恶意请求。CSRF可以作的事情包括：以你名义发送邮件，发消息，盗取你的帐号，甚至于购买商品，虚拟货币转帐......形成的问题包括：我的隐私泄露以及财产安全。

它这么厉害，那它的原理是什么？

经过下图来简述原理

登陆受信任网站A，并在本地生成Cookie。
在不登出A的状况下，访问危险网站B。
看到这里，你也许会说：“若是我不知足以上两个条件中的一个，我就不会受到CSRF的攻击”。是的，确实如此，但你不能保证如下状况不会发生：
1.你不能保证你登陆了一个网站后，再也不打开一个tab页面并访问另外的网站。
2.你不能保证你关闭浏览器了后，你本地的Cookie马上过时，你上次的会话已经结束。（事实上，关闭浏览器不能结束一个会话，但大多数人都会错误的认为关闭浏览器就等于退出登陆/结束会话了......）
3.上图中所谓的攻击网站，多是一个存在其余漏洞的可信任的常常被人访问的网站。

详细的原理介绍

几种常见的攻击类型

GET类型的CSRF

这种类型的CSRF通常是因为程序员安全意识不强形成的。GET类型的CSRF利用很是简单，只须要一个HTTP请求，因此，通常会这样利用：

<img src=http://wooyun.org/csrf?xx=11 />

在访问含有这个img的页面后，成功向http://wooyun.org/csrf?xx=11 发出了一次HTTP请求。因此，若是将该网址替换为存在GET型CSRF的地址，就能完成攻击了。

乌云案例

POST类型的CSRF

这种类型的CSRF危害没有GET型的大，利用起来一般使用的是一个自动提交的表单，如：

<form action=http://wooyun.org/csrf.php method=POST>
    <input type="text" name="xx" value="11" />
</form>
<script> document.forms[0].submit(); </script>

访问该页面后，表单会自动提交，至关于模拟用户完成了一次POST操做。

乌云案例

其余其余猥琐流CSRF

过基础认证的CSRF(经常使用于路由器):

POC:

<img src=http://admin:admin@192.168.1.1 />

加载该图片后，路由器会给用户一个合法的SESSION，就能够进行下一步操做了。
乌云案例

防护CSRF的策略

在业界目前防护 CSRF 攻击主要有三种策略：验证 HTTP Referer 字段；在请求地址中添加 token 并验证；在 HTTP 头中自定义属性并验证。下面就分别对这三种策略进行详细介绍。

验证 HTTP Referer 字段

根据 HTTP 协议，在 HTTP 头中有一个字段叫 Referer，它记录了该 HTTP 请求的来源地址。在一般状况下，访问一个安全受限页面的请求来自于同一个网站，好比须要访问 http://bank.example/withdraw?account=bob&amount=1000000&for=Mallory，用户必须先登录 bank.example，而后经过点击页面上的按钮来触发转帐事件。所以，要防护 CSRF 攻击，网站只须要对于每个转帐请求验证其 Referer 值，若是是以 bank.example 开头的域名，则说明该请求是来自银行网站本身的请求，是合法的。若是 Referer 是其余网站的话，则有多是黑客的 CSRF 攻击，拒绝该请求。
这种方法的显而易见的好处就是简单易行，网站的普通开发人员不须要操心 CSRF 的漏洞，只须要在最后给全部安全敏感的请求统一增长一个拦截器来检查 Referer 的值就能够。
然而，这种方法并不是万无一失。Referer 的值是由浏览器提供的，虽然 HTTP 协议上有明确的要求，可是每一个浏览器对于 Referer 的具体实现可能有差异，并不能保证浏览器自身没有安全漏洞。使用验证 Referer 值的方法，就是把安全性都依赖于第三方（即浏览器）来保障，从理论上来说，这样并不安全。事实上，对于某些浏览器，好比IE6 或 FF2，目前已经有一些方法能够篡改 Referer 值。若是 网站支持IE6 浏览器，黑客彻底能够把用户浏览器的 Referer 值设为以 bank.example 域名开头的地址，这样就能够经过验证，从而进行 CSRF 攻击。
即使是使用最新的浏览器，黑客没法篡改 Referer 值，这种方法仍然有问题。由于 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本身的隐私权，特别是有些组织担忧 Referer 值会把组织内网中的某些信息泄露到外网中。所以，用户本身能够设置浏览器使其在发送请求时再也不提供 Referer。当他们正常访问银行网站时，网站会由于请求没有 Referer 值而认为是 CSRF 攻击，拒绝合法用户的访问。

在请求地址中添加 token 并验证

CSRF 攻击之因此可以成功，是由于黑客能够彻底伪造用户的请求，该请求中全部的用户验证信息都是存在于 cookie 中，所以黑客能够在不知道这些验证信息的状况下直接利用用户本身的 cookie 来经过安全验证。要抵御 CSRF，关键在于在请求中放入黑客所不能伪造的信息，而且该信息不存在于 cookie 之中。能够在 HTTP 请求中以参数的形式加入一个随机产生的 token，并在服务器端创建一个拦截器来验证这个 token，若是请求中没有 token 或者 token 内容不正确，则认为多是 CSRF 攻击而拒绝该请求。
这种方法要比检查 Referer 要安全一些，token 能够在用户登录后产生并放于 session 之中，而后在每次请求时把 token 从 session 中拿出，与请求中的 token 进行比对，但这种方法的难点在于如何把 token 以参数的形式加入请求。对于 GET 请求，token 将附在请求地址以后，这样 URL 就变成 http://url?csrftoken=tokenvalue。 而对于 POST 请求来讲，要在 form 的最后加上 <input type=”hidden” name=”csrftoken” value=”tokenvalue”/>，这样就把 token 以参数的形式加入请求了。可是，在一个网站中，能够接受请求的地方很是多，要对于每个请求都加上 token 是很麻烦的，而且很容易漏掉，一般使用的方法就是在每次页面加载时，使用 javascript 遍历整个 dom 树，对于 dom 中全部的 a 和 form 标签后加入 token。这样能够解决大部分的请求，可是对于在页面加载以后动态生成的 html 代码，这种方法就没有做用，还须要程序员在编码时手动添加 token。
该方法还有一个缺点是难以保证 token 自己的安全。特别是在一些论坛之类支持用户本身发表内容的网站，黑客能够在上面发布本身我的网站的地址。因为系统也会在这个地址后面加上 token，黑客能够在本身的网站上获得这个 token，并立刻就能够发动 CSRF 攻击。为了不这一点，系统能够在添加 token 的时候增长一个判断，若是这个连接是链到本身本站的，就在后面添加 token，若是是通向外网则不加。不过，即便这个 csrftoken 不以参数的形式附加在请求之中，黑客的网站也一样能够经过 Referer 来获得这个 token 值以发动 CSRF 攻击。这也是一些用户喜欢手动关闭浏览器 Referer 功能的缘由。

在 HTTP 头中自定义属性并验证

这种方法也是使用 token 并进行验证，和上一种方法不一样的是，这里并非把 token 以参数的形式置于 HTTP 请求之中，而是把它放到 HTTP 头中自定义的属性里。经过 XMLHttpRequest 这个类，能够一次性给全部该类请求加上 csrftoken 这个 HTTP 头属性，并把 token 值放入其中。这样解决了上种方法在请求中加入 token 的不便，同时，经过 XMLHttpRequest 请求的地址不会被记录到浏览器的地址栏，也不用担忧 token 会透过 Referer 泄露到其余网站中去。
然而这种方法的局限性很是大。XMLHttpRequest 请求一般用于 Ajax 方法中对于页面局部的异步刷新，并不是全部的请求都适合用这个类来发起，并且经过该类请求获得的页面不能被浏览器所记录下，从而进行前进，后退，刷新，收藏等操做，给用户带来不便。另外，对于没有进行 CSRF 防御的遗留系统来讲，要采用这种方法来进行防御，要把全部请求都改成 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。

防护实例

Sailajs框架中的JavaScript 代码示例

下面将以 JavaScript 为例，对上述三种方法分别用代码进行示例。

1.验证 Referer

// 从 HTTP 头中取得 Referer 值
 var referer=req.headers.Referer; 
 // 判断 Referer 是否以 test.example 开头
 if((referer!=null) && (_.startsWith(referer, “test.example ”)){ 
    // 验证经过
 }else{ 
    // 验证失败，返回错误
 }

2.验证请求中的 token

var session = req.session;

 // 从 session 中获得 csrftoken 属性
 var  token = session.csrftoken; 
 if(token == null){ 

    // 产生新的 token 放入 session 中
    token = generateToken(); 
    token.csrftoken = token ; 
   return ....
 } else{ 

    // 从 HTTP 头中取得 csrftoken 
    var  token = req.headers.csrftoken; 

    // 从请求参数中取得 csrftoken 
    var  xhrToken = req.param('csrftoken'); 
    if(token != null && xhrToken != null && token.equals(xhrToken)){ 
       return ...
    }else{ 
        return ...  // ERROR
    } 
 }
HTTP 头中自定义属性(网上例子)
var plainXhr = dojo.xhr; 

 // 重写 dojo.xhr 方法
 dojo.xhr = function(method,args,hasBody) { 
    // 确保 header 对象存在
    args.headers = args.header || {}; 
        
    tokenValue = '<%=request.getSession(false).getAttribute("csrftoken")%>'; 
    var token = dojo.getObject("tokenValue"); 
    
    // 把 csrftoken 属性放到头中
    args.headers["csrftoken"] = (token) ? token : "  "; 
    return plainXhr(method,args,hasBody); 
 };

总结

CSRF 是一种危害很是大的攻击，又很难以防范。目前几种防护策略虽然能够很大程度上抵御 CSRF 的攻击，但并无一种完美的解决方案。一些新的方案正在研究之中，好比对于每次请求都使用不一样的动态口令，把 Referer 和 token 方案结合起来，甚至尝试修改 HTTP 规范，可是这些新的方案尚不成熟，要正式投入使用并被业界广为接受还需时日。在这以前，咱们只有充分重视 CSRF，根据系统的实际状况选择最合适的策略，这样才能把 CSRF 的危害降到最低