ASP.NET MVC 防止跨站请求伪造（CSRF）攻击的方法

在HTTP POST请求中，我们多次在View和Controller中看下如下代码：

View中调用了Html.AntiForgeryToken()。
Controller中的方法添加了[ValidateAntiForgeryToken]注解。

这样看似一对的写法其实是为了避免引入跨站请求伪造（CSRF）攻击。

这种攻击形式大概在2001年才为人们所认知，2006年美国在线影片租赁网站Netflix爆出多个CSRF漏洞，2008年流行的视频网址YouTube受到CSRF攻击，同年墨西哥一家银行客户受到CSRF攻击，杀毒厂商McAfee也曾爆出CSRF攻击（引自wikipedia）。

之所以很多大型网址也遭遇CSRF攻击，是因为CSRF攻击本身的流程就比较长，很多开发人员可能在几年的时间都没遇到CSRF攻击，因此对CSRF的认知比较模糊，没有引起足够的重视。

CSRF攻击的模拟示例

我们这里将通过一个模拟的示例，讲解CSRF的攻击原理，然后再回过头来看下MVC提供的安全策略。

看似安全的银行转账页面

假设我们是银行的Web开发人员，现在需要编写一个转账页面，客户登录后在此输入对方的账号和转出的金额，即可实现转账：

[Authorize]

public ActionResult TransferMoney()

{

       return View();

}

[HttpPost]

[Authorize]

public ActionResult TransferMoney(string ToAccount, int Money)

{

       // 这里放置转账业务代码

       ViewBag.ToAccount = ToAccount;

       ViewBag.Money = Money;

       return View();

}

由于这个过程需要身份验证，所以我们为TransferMoney的两个操作方法都加上了注解[Authorize]，以阻止匿名用户的访问。

如果直接访问http://localhost:55654/Home/TransferMoney，会跳转到登录页面：

登录后，来到转账页面，我们看下转账的视图代码：

@{

    ViewBag.Title = "Transfer Money";

}

<h2>Transfer Money</h2>

@if (ViewBag.ToAccount == null)

{

    using (Html.BeginForm())

    {

        <input type="text" name="ToAccount" />

        <input type="text" name="Money" />

        <input type="submit" value="转账" />

    }

}

else

{

    @:您已经向账号 [@ViewBag.ToAccount] 转入 [@ViewBag.Money] 元！

}

视图代码中有一个逻辑判断，根据ViewBag.ToAccount是否为空来显示不同内容：

ViewBag.ToAccount为空，则表明是页面访问。
ViewBag.ToAccount不为空，则为转账成功，需要显示转账成功的提示信息。

来看下页面运行效果：

功能完成！看起来没有任何问题，但是这里却又一个CSRF漏洞，隐蔽而难于发现。

我是黑客，Show me the money

这里就有两个角色，银行的某个客户A，黑客B。

黑客B发现了银行的这个漏洞，就写了两个简单的页面，页面一（click_me_please.html）：

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;charset=utf-8" />

</head>

<body>

       哈哈，逗你玩的！

       <iframe frameborder="0"

style="display:none;" src="./click_me_please_iframe.html"></iframe>

</body>

</html>

第一个页面仅包含了一个隐藏的iframe标签，指向第二个页面（click_me_please_iframe.html）：

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;charset=utf-8" />

</head>

<body onload="document.getElementById('myform1').submit();">

       <form method="POST" id="myform1"

action="http://localhost:55654/Home/TransferMoney">

              <input type="hidden" name="ToAccount" value="999999999">

              <input type="hidden" name="Money" value="3000">

       </form>

</body>

</html>

第二个页面放置了一个form标签，并在里面放置了黑客自己的银行账号和转账金额，在页面打开时提交表单（body的onload属性）。

现在黑客把这两个页面放到公网：

http://fineui.com/demo_mvc/csrf/click_me_please.html

然后批量向用户发送带有攻击链接的邮件，而银行的客户A刚好登录了银行系统，并且手贱点击了这个链接：

然后你将看到这个页面：

你可能会在心里想，谁这么无聊，然后郁闷的关闭了这个页面。之后客户A会更加郁闷，因为黑客B的银行账号[999999999]已经成功多了3000块钱！

到底怎么转账的，不是有身份验证吗

是的。转账的确是需要身份验证，现在的问题是你登录了银行系统，已经完成了身份验证，并且在浏览器新的Tab中打开了黑客的链接，我们来看下到底发生了什么：

这里有三个HTTP请求，第一个就是[逗你玩]页面，第二个是里面的IFrame页面，第三个是IFrame加载完毕后发起的POST请求，也就是具体的转账页面。因为IFrame是隐藏的，所以用户并不知道发生了什么。

我们来具体看下第三个请求：

明显这次转账是成功的，并且Cookie中带上了用户身份验证信息，所有后台根本不知道这次请求是来自黑客的页面，转账成功的返回内容：

如何阻止CSRF攻击

从上面的实例我们可以看出，CSRF源于表单身份验证的实现机制。

由于HTTP本身是无状态的，也就是说每一次请求对于Web服务器来说都是全新的，服务器不知道之前请求的任何状态，而身份验证需要我们在第二次访问时知道是否登录的状态（不可能每次请求都验证账号密码），这本身就是一种矛盾！

解决这个矛盾的办法就是Cookie，Cookie可以在浏览器中保存少量信息，所以Forms Authentication就用Cookie来保存加密过的身份信息。而Cookie中保存的全部值在每次HTTP请求中（不管是GET还是POST，也不管是静态资源还是动态资源）都会被发送到服务器，这也就给CSRF以可乘之机。

所以，CSRF的根源在于服务器可以从Cookie中获知身份验证信息，而无法得知本次HTTP请求是否真的是用户发起的。

Referer验证

Referer是HTTP请求头信息中的一部分，每当浏览器向服务器发送请求时，都会附带上Referer信息，表明当前发起请求的页面地址。

一个正常的转账请求，我们可以看到Referer和浏览器地址栏是一致的：

我们再来看下刚才的黑客页面：

可以看到Referer的内容和当前发起请求的页面地址一样，注意对比：

浏览器网址：click_me_please.html
HTTP请求地址：Home/TransferMoney
Referer：click_me_please_iframe.html，注意这个是发起请求的页面，而不一定就是浏览器地址栏显示的网址。

基于这个原理，我们可以简单的对转账的POST请求进行Referer验证：

[HttpPost]

[Authorize]

public ActionResult TransferMoney(string ToAccount, int Money)

{

       if(Request.Url.Host != Request.UrlReferrer.Host)

       {

              throw new Exception("Referrer validate fail!");

       }

       // 这里放置转账业务代码

       ViewBag.ToAccount = ToAccount;

       ViewBag.Money = Money;

       return View();

}

此时访问http://fineui.com/demo_mvc/csrf/click_me_please.html，恶意转账失败：

MVC默认支持的CSRF验证

MVC默认提供的CSRF验证方式更加彻底，它通过验证当前请求是否真的来自用户的操作。

在视图页面，表单内部增加对Html.AntiForgeryToken函数的调用：

@if (ViewBag.ToAccount == null)

{

    using (Html.BeginForm())

    {

        @Html.AntiForgeryToken()

        <input type="text" name="ToAccount" />

        <input type="text" name="Money" />

        <input type="submit" value="转账" />

    }

}

else

{

    @:您已经向账号 [@ViewBag.ToAccount] 转入 [@ViewBag.Money] 元！

}

这会在表单标签里面和Cookie中分别生成一个名为__RequestVerificationToken 的Token：

然后添加[ValidateAntiForgeryToken]注解到控制器方法中：

[HttpPost]

[Authorize]

[ValidateAntiForgeryToken]

public ActionResult TransferMoney(string ToAccount, int Money)

{

       // 这里放置转账业务代码

       ViewBag.ToAccount = ToAccount;

       ViewBag.Money = Money;

       return View();

}

在服务器端，会验证这两个Token是否一致（不是相等），如果不一致就会报错。

下面手工修改表单中这个隐藏字段的值，来看下错误提示：

类似的道理，运行黑客页面http://fineui.com/demo_mvc/csrf/click_me_please.html，恶意转账失败：

此时，虽然Cookie中的__RequestVerificationToken提交到了后台，但是黑客无法得知表单字段中的__RequestVerificationToken值，所以转账失败。