瀏覽器同源政策及其規避方法

阮一峰發表於2016-04-08
瀏覽器

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網頁設定的 Cookie，B網頁不能開啟，除非這兩個網頁"同源"。所謂"同源"指的是"三個相同"。

  • 協議相同
  • 域名相同
  • 埠相同

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，埠是80（預設埠可以省略）。它的同源情況如下。

  • http://www.example.com/dir2/other.html：同源
  • http://example.com/dir/other.html：不同源（域名不同）
  • http://v2.www.example.com/dir/other.html：不同源（域名不同）
  • http://www.example.com:81/dir/other.html：不同源（埠不同）

1.2 目的

同源政策的目的，是為了保證使用者資訊的安全，防止惡意的網站竊取資料。

設想這樣一種情況：A網站是一家銀行，使用者登入以後，又去瀏覽其他網站。如果其他網站可以讀取A網站的 Cookie，會發生什麼？

很顯然，如果 Cookie 包含隱私（比如存款總額），這些資訊就會洩漏。更可怕的是，Cookie 往往用來儲存使用者的登入狀態，如果使用者沒有退出登入，其他網站就可以冒充使用者，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，網際網路就毫無安全可言了。

1.3 限制範圍

隨著網際網路的發展，"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。

（2） DOM 無法獲得。

（3） AJAX 請求不能傳送。

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 是伺服器寫入瀏覽器的一小段資訊，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，瀏覽器允許透過設定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，那麼只要設定相同的document.domain，兩個網頁就可以共享Cookie。


document.domain = 'example.com';

現在，A網頁透過指令碼設定一個 Cookie。


document.cookie = "test1=hello";

B網頁就可以讀到這個 Cookie。


var allCookie = document.cookie;

注意，這種方法只適用於 Cookie 和 iframe 視窗，LocalStorage 和 IndexDB 無法透過這種方法，規避同源政策，而要使用下文介紹的PostMessage API。

另外，伺服器也可以在設定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定，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視窗和window.open方法開啟的視窗，它們與父視窗無法通訊。

比如，父視窗執行下面的命令，如果iframe視窗不是同源，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，父視窗想獲取子視窗的DOM，因為跨源導致報錯。

反之亦然，子視窗獲取主視窗的DOM也會報錯。


window.parent.document.body
// 報錯

如果兩個視窗一級域名相同，只是二級域名不同，那麼設定上一節介紹的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，可以解決跨域視窗的通訊問題。

  • 片段識別符（fragment identifier）
  • window.name
  • 跨文件通訊API（Cross-document messaging）

3.1 片段識別符

片段識別符號（fragment identifier）指的是，URL的#號後面的部分，比如http://example.com/x.html#fragment的#fragment。如果只是改變片段識別符號，頁面不會重新重新整理。

父視窗可以把資訊，寫入子視窗的片段識別符號。


var src = originURL + '#' + data;
document.getElementById('myIFrame').src = src;

子視窗透過監聽hashchange事件得到通知。


window.onhashchange = checkMessage;

function checkMessage() {
  var message = window.location.hash;
  // ...
}

同樣的，子視窗也可以改變父視窗的片段識別符號。


parent.location.href= target + "#" + hash;

3.2 window.name

瀏覽器視窗有window.name屬性。這個屬性的最大特點是，無論是否同源，只要在同一個視窗裡，前一個網頁設定了這個屬性，後一個網頁可以讀取它。

父視窗先開啟一個子視窗，載入一個不同源的網頁，該網頁將資訊寫入window.name屬性。


window.name = data;

接著，子視窗跳回一個與主視窗同域的網址。


location = 'http://parent.url.com/xxx.html';

然後，主視窗就可以讀取子視窗的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串；缺點是必須監聽子視窗window.name屬性的變化，影響網頁效能。

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：跨文件通訊 API（Cross-document messaging）。

這個API為window物件新增了一個window.postMessage方法，允許跨視窗通訊，不論這兩個視窗是否同源。

舉例來說，父視窗http://aaa.com向子視窗http://bbb.com發訊息，呼叫postMessage方法就可以了。


var popup = window.open('http://bbb.com', 'title');
popup.postMessage('Hello World!', 'http://bbb.com');

postMessage方法的第一個引數是具體的資訊內容，第二個引數是接收訊息的視窗的源（origin），即"協議 + 域名 + 埠"。也可以設為*，表示不限制域名，向所有視窗傳送。

子視窗向父視窗傳送訊息的寫法類似。


window.opener.postMessage('Nice to see you', 'http://aaa.com');

父視窗和子視窗都可以透過message事件，監聽對方的訊息。


window.addEventListener('message', function(e) {
  console.log(e.data);
},false);

message事件的事件物件event，提供以下三個屬性。

  • event.source：傳送訊息的視窗
  • event.origin: 訊息發向的網址
  • event.data: 訊息內容

下面的例子是，子視窗透過event.source屬性引用父視窗，然後傳送訊息。


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視窗的訊息。


window.addEventListener('message', receiveMessage);
function receiveMessage(event) {
  if (event.origin !== 'http://aaa.com') return;
  if (event.data === 'Hello World') {
      event.source.postMessage('Hello', event.origin);
  } else {
    console.log(event.data);
  }
}

3.4 LocalStorage

透過window.postMessage，讀寫其他視窗的 LocalStorage 也成為了可能。

下面是一個例子，主視窗寫入iframe子視窗的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));
};

上面程式碼中，子視窗將父視窗發來的訊息，寫入自己的LocalStorage。

父視窗傳送訊息的程式碼如下。


var win = document.getElementsByTagName('iframe')[0].contentWindow;
var obj = { name: 'Jack' };
win.postMessage(JSON.stringify({key: 'storage', data: obj}), 'http://bbb.com');

加強版的子視窗接收訊息的程式碼如下。


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;
  }
};

加強版的父視窗傳送訊息程式碼如下。


var win = document.getElementsByTagName('iframe')[0].contentWindow;
var obj = { name: 'Jack' };
// 存入物件
win.postMessage(JSON.stringify({key: 'storage', method: 'set', data: obj}), 'http://bbb.com');
// 讀取物件
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。

除了架設伺服器代理（瀏覽器請求同源伺服器，再由後者請求外部服務），有三種方法規避這個限制。

  • JSONP
  • WebSocket
  • CORS

4.1 JSONP

JSONP是伺服器與客戶端跨源通訊的常用方法。最大特點就是簡單適用，老式瀏覽器全部支援，伺服器改造非常小。

它的基本思想是，網頁透過新增一個<script>元素，向伺服器請求JSON資料，這種做法不受同源政策限制；伺服器收到請求後，將資料放在一個指定名字的回撥函式里傳回來。

首先，網頁動態插入<script>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);
};

上面程式碼透過動態新增<script>元素，向伺服器example.com發出請求。注意，該請求的查詢字串有一個callback引數，用來指定回撥函式的名字，這對於JSONP是必需的。

伺服器收到這個請求以後，會將資料放在回撥函式的引數位置返回。


foo({
  "ip": "8.8.8.8"
});

由於<script>元素請求的指令碼，直接作為程式碼執行。這時，只要瀏覽器定義了foo函式，該函式就會立即呼叫。作為引數的JSON資料被視為JavaScript物件，而不是字串，因此避免了使用JSON.parse的步驟。

4.2 WebSocket

WebSocket是一種通訊協議，使用ws://（非加密）和wss://（加密）作為協議字首。該協議不實行同源政策，只要伺服器支援，就可以透過它進行跨源通訊。

下面是一個例子，瀏覽器發出的WebSocket請求的頭資訊（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

上面程式碼中，有一個欄位是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這個欄位，所以WebSocket才沒有實行同源政策。因為伺服器可以根據這個欄位，判斷是否許可本次通訊。如果該域名在白名單內，伺服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允許任何型別的請求。

下一篇文章，我會詳細介紹，如何透過CORS完成跨源AJAX請求。

（完）

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