[面試專題]前端需要知道的web安全知識

逺方小鎭發表於2019-02-16
面試前端Web

前端需要知道的web安全知識

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安全

  • [Doc] Crypto (加密)

  • [Doc] TLS/SSL

  • [Doc] HTTPS

  • [Point] XSS

  • [Point] CSRF

  • [Point] 中間人攻擊

  • [Point] Sql/Nosql 注入攻擊

Crypto

Node.js 的 crypto 模組封裝了諸多的加密功能, 包括 OpenSSL 的雜湊、HMAC、加密、解密、簽名和驗證函式等.

加密是如何保證使用者密碼的安全性?

在客戶端加密, 是增加傳輸的過程中被第三方嗅探到密碼後破解的成本. 對於遊戲, 在客戶端加密是防止外掛/破解等. 在服務端加密 (如 md5) 是避免管理資料庫的 DBA 或者攻擊者攻擊資料庫之後直接拿到明文密碼, 從而提高安全性.

TLS/SSL

早期的網路傳輸協議由於只在大學內使用, 所以是預設互相信任的. 所以傳統的網路通訊可以說是沒有考慮網路安全的. 早年的瀏覽器大廠網景公司為了應對這個情況設計了 SSL (Secure Socket Layer), SSL 的主要用途是:

  1. 認證使用者和伺服器, 確保資料傳送到正確的客戶機和伺服器;

  2. 加密資料以防止資料中途被竊取;

  3. 維護資料的完整性, 確保資料在傳輸過程中不被改變.

存在三個特性:

  • 機密性：SSL協議使用金鑰加密通訊資料

  • 可靠性：伺服器和客戶都會被認證, 客戶的認證是可選的

  • 完整性：SSL協議會對傳送的資料進行完整性檢查

1999年, SSL 因為應用廣泛, 已經成為網際網路上的事實標準. IETF 就在那年把 SSL 標準化/強化. 標準化之後的名稱改為傳輸層安全協議 (Transport Layer Security, TLS). 很多相關的文章都把這兩者並列稱呼 (TLS/SSL), 因為這兩者可以視作同一個東西的不同階段.

HTTPS

在網路上, 每個網站都在各自的伺服器上, 想要確保你訪問的是一個正確的網站, 並且訪問到這個網站正確的資料 (沒有被劫持/篡改), 除了需要傳輸安全之外, 還需要安全的認證, 認證不能由目標網站進行, 否則惡意/釣魚網站也可以自己說自己是對的, 所以為了能在網路上維護網路之間的基本信任, 早期的大廠們合力推動了一項名為 PKI 的基礎設施, 通過第三方來認證網站.

公鑰基礎設施 (Public Key Infrastructure, PKI) 是一種遵循標準的, 利用公鑰加密技術為電子商務的開展提供一套安全基礎平臺的技術和規範. 其基礎建置包含認證中心 (Certification Authority, CA) 、註冊中心 (Register Authority, RA) 、目錄服務 (Directory Service, DS) 伺服器.

由 RA 統籌、稽核使用者的證照申請, 將證照申請送至 CA 處理後發出證照, 並將證照公告至 DS 中. 在使用證照的過程中, 除了對證照的信任關係與證照本身的正確性做檢查外, 並透過產生和釋出證照廢止列表 (Certificate Revocation List, CRL) 對證照的狀態做確認檢查, 瞭解證照是否因某種原因而遭廢棄. 證照就像是個人的身分證, 其內容包括證照序號、使用者名稱稱、公開金鑰 (Public Key) 、證照有效期限等.

在 TLS/SLL 中你可以使用 OpenSSL 來生成 TLS/SSL 傳輸時用來認證的 public/private key. 不過這個 public/private key 是自己生成的, 而通過 PKI 基礎設施可以獲得權威的第三方證照 (key) 從而加密 HTTP 傳輸安全. 目前部落格圈子裡比較流行的是 Let`s Encrypt 簽發免費的 HTTPS 證照.

需要注意的是, 如果 PKI 受到攻擊, 那麼 HTTPS 也一樣不安全. 可以參見 HTTPS 劫持 – 知乎討論 中的情況, 證照由 CA 機構簽發, 一般瀏覽器遇到非權威的 CA 機構是會告警的 (參見 12306), 但是如果你在某些特殊的情況下信任了某個未知機構/證照, 那麼也可能被劫持.

此外有的 CA 機構以郵件方式認證, 那麼當某個網站的郵件服務收到攻擊/滲透, 那麼攻擊者也可能以此從 CA 機構獲取權威的正確的證照.

XSS

跨站指令碼 (Cross-Site Scripting, XSS) 是一種程式碼注入方式, 為了與 CSS 區分所以被稱作 XSS. 早期常見於網路論壇, 起因是網站沒有對使用者的輸入進行嚴格的限制, 使得攻擊者可以將指令碼上傳到帖子讓其他人瀏覽到有惡意指令碼的頁面, 其注入方式很簡單包括但不限於 JavaScript / VBScript / CSS / Flash 等.

當其他使用者瀏覽到這些網頁時, 就會執行這些惡意指令碼, 對使用者進行 Cookie 竊取/會話劫持/釣魚欺騙等各種攻擊. 其原理, 如使用 js 指令碼收集當前使用者環境的資訊 (Cookie 等), 然後通過 img.src, Ajax, onclick/onload/onerror 事件等方式將使用者資料傳遞到攻擊者的伺服器上. 釣魚欺騙則常見於使用指令碼進行視覺欺騙, 構建假的惡意的 Button 覆蓋/替換真實的場景等情況 (該情況在使用者上傳 CSS 的時候也可能出現, 如早起淘寶網店裝修, 使用 CSS 拼接假的評分資料等覆蓋在真的評分資料上誤導使用者).

  • 反射型XSS:非持久化，欺騙使用者去點選連結,攻擊程式碼包含在url中,被使用者點選之後執行攻擊程式碼.

  • 儲存型XSS:持久型,攻擊提交惡意程式碼到伺服器，伺服器儲存該段程式碼,這樣當其他使用者請求後，伺服器返回gai`go`n併發給使用者，使用者瀏覽此類頁面時就可能受到攻擊。例如:惡意使用者的HTML或JS輸入伺服器->進入資料庫->伺服器響應時查詢資料庫->使用者瀏覽器。

  • 防範與過濾

    • 輸入編碼過濾:對於每一個輸入，在客戶端和伺服器端驗證是否合法字元，長度是否合法，格式是否正確,對字元進行轉義.非法字元過濾.

    • 輸出編碼過濾:對所有要動態輸出到頁面的內容，進行相關的編碼和轉義.主要有HTML字元過濾和轉義,JS指令碼轉義過濾.url轉義過濾.

    • 設定http-only,避免攻擊指令碼讀取cookie.

CPS 策略

在百般無奈, 沒有統一解決方案的情況下, 廠商們推出了 CPS 策略.

以 Node.js 為例, 計算指令碼的 hashes 值:

const crypto = require(`crypto`);

function getHashByCode(code, algorithm = `sha256`) {
  return algorithm + `-` + crypto.createHash(algorithm).update(code, `utf8`).digest("base64");
}

getHashByCode(`console.log("hello world");`); // `sha256-wxWy1+9LmiuOeDwtQyZNmWpT0jqCUikqaqVlJdtdh/0=`

設定 CSP 頭:

content-security-policy: script-src `sha256-wxWy1+9LmiuOeDwtQyZNmWpT0jqCUikqaqVlJdtdh/0=`
<script>console.log(`hello geemo`)</script> <!-- 不執行 -->
<script>console.log(`hello world`);</script> <!-- 執行 -->

策略指令可以參見 CSP Policy Directives以及阮一峰的博文, 屈大神的博文

CSRF

跨站請求偽造 (Cross-Site Request Forgery) 是一種偽造跨站請求的攻擊方式. 例如利用你在 A 站 (攻擊目標) 的 cookie / 許可權等, 在 B 站 (惡意/釣魚網站) 拼裝 A 站的請求.

已知某站點 A 刪除的介面是 get 到某個地址, 並指定一個帖子的 id. 在網站 B 上組織一個刪除A站某文章的get請求. 然後A站使用者訪問B站,觸發該請求. 就可以不知情的情況下刪除某個帖子.

同源策略是最早用於防止 CSRF 的一種方式, 即關於跨站請求 (Cross-Site Request) 只有在同源/信任的情況下才可以請求. 但是如果一個網站群, 在互相信任的情況下, 某個網站出現了問題:

a.public.com
b.public.com
c.public.com
...

以上情況下, 如果 c.public.com 上沒有預防 xss 等情況, 使得攻擊者可以基於此站對其他信任的網站發起 CSRF 攻擊.

另外同源策略主要是瀏覽器來進行驗證的, 並且不同瀏覽器的實現又各自不同, 所以在某些瀏覽器上可以直接繞過, 而且也可以直接通過簡訊等方式直接繞過瀏覽器.

預防:

  1. 在 HTTP 頭中自定義屬性並驗證

  2. 檢查 CSRF token.

  3. cookie中加入hash隨機數.

  4. 通過檢查來過濾簡單的 CSRF 攻擊, 主要檢查一下兩個 header:

  • Origin Header

  • Referer Header

中間人攻擊

中間人 (Man-in-the-middle attack, MITM) 是指攻擊者與通訊的兩端分別建立獨立的聯絡, 並交換其所收到的資料, 使通訊的兩端認為他們正在通過一個私密的連線與對方直接對話, 但事實上整個會話都被攻擊者完全控制. 在中間人攻擊中, 攻擊者可以攔截通訊雙方的通話並插入新的內容.

目前比較常見的是在公共場所放置精心準備的免費 wifi, 劫持/監控通過該 wifi 的流量. 或者攻擊路由器, 連上你家 wifi 攻破你家 wifi 之後在上面劫持流量等.

對於通訊過程中的 MITM, 常見的方案是通過 PKI / TLS 預防, 及時是通過存在第三方中間人的 wifi 你通過 HTTPS 訪問的頁面依舊是安全的. 而 HTTP 協議是明文傳輸, 則沒有任何防護可言.

不常見的還有強力的互相認證, 你確認他之後, 他也確認你一下; 延遲測試, 統計傳輸時間, 如果通訊延遲過高則認為可能存在第三方中間人; 等等.

SQL/NoSQL 注入

注入攻擊是指當所執行的一些操作中有部分由使用者傳入時, 使用者可以將其惡意邏輯注入到操作中. 當你使用 eval, new Function 等方式執行的字串中有使用者輸入的部分時, 就可能被注入攻擊. 上文中的 XSS 就屬於一種注入攻擊. 前面的章節中也提到過 Node.js 的 child_process.exec 由於呼叫 bash 解析, 如果執行的命令中有部分屬於使用者輸入, 也可能被注入攻擊.

SQL

Sql 注入是網站常見的一種注入攻擊方式. 其原因主要是由於登入時需要驗證使用者名稱/密碼, 其執行 sql 類似:

SELECT * FROM users WHERE usernae = `myName` AND password = `mySecret`;

其中的使用者名稱和密碼屬於使用者輸入的部分, 那麼在未做檢查的情況下, 使用者可能拼接惡意的字串來達到其某種目的, 例如上傳密碼為 `; DROP TABLE users; -- 使得最終執行的內容為:

SELECT * FROM users WHERE usernae = `myName` AND password = ``; DROP TABLE users; --`;

其能實現的功能, 包括但不限於刪除資料 (經濟損失), 篡改資料 (密碼等), 竊取資料 (網站管理許可權, 使用者資料) 等. 防治手段常見於:

  • 給表名/欄位名加字首 (避免被猜到)

  • 報錯隱藏表資訊 (避免被看到, 12306 早起就出現過的問題)

  • 過濾可以拼接 SQL 的關鍵字元

  • 對使用者輸入進行轉義

  • 驗證使用者輸入的型別 (避免 limit, order by 等注入)

  • 等…

NoSQL

看個簡單的情況:

let {user, pass, age} = ctx.query;

db.collection.find({
  user, pass,
  $where: `this.age >= ${age}`
})

那麼這裡的 age 就可以注入了. 另外 GET/POST 還可以傳遞深層結構 (比如 ?name[0]=alan 傳遞上來), 通過 qs 之類的模組解析後導致注入, 如 cnodejs 遭遇 mongodb 注入.

DDOS

DDoS即Distributed Denial of Service，分散式拒絕服務。也就是攻擊者藉助或者利用伺服器技術，將多個計算機（肉雞或殭屍機）聯合起來作為攻擊平臺，對一個或者多個目標伺服器，同一時間傳送大量垃圾資訊，或利用某種干擾資訊的方式，導致目標伺服器無法及時響應正常使用者正常請求，或者直接導致目標伺服器當機，從而無法為正常使用者提供服務的一種攻擊行為。

攻擊方式:

  • 埠掃描攻擊

  • ping洪水（flooding）攻擊

  • SYN洪水（flooding）攻擊

  • FTP跳轉攻擊

防範手段:

  • 保證伺服器系統的安全,確保伺服器軟體沒有任何漏洞，防止攻擊者入侵。

  • 確保伺服器採用最新系統，並打上安全補丁。

  • 在伺服器上刪除未使用的服務，關閉未使用的埠。

  • 對於伺服器上執行的網站，確保其打了最新的補丁，沒有安全漏洞。

  • 隱藏伺服器的真實IP地址

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