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Web安全相关(二):跨站请求伪造(CSRF/XSRF)

作者:编程玩家  发布日期:2016-05-16 20:47:24

简介

  CSRF(Cross-site request forgery跨站请求伪造,也被称为“One Click Attack”或者Session Riding,通常缩写为CSRF或者XSRF,是一种对网站的恶意利用。尽管听起来像跨站脚本(XSS),但它与XSS非常不同,并且攻击方式几乎相左。XSS利用站点内的信任用户,而CSRF则通过伪装来自受信任用户的请求来利用受信任的网站。与XSS攻击相比,CSRF攻击往往不大流行(因此对其进行防范的资源也相当稀少)和难以防范,所以被认为比XSS更具危险性。  

场景

      某程序员大神God在某在线银行Online Bank给他的朋友Friend转账。

 

  

  转账后,出于好奇,大神God查看了网站的源文件,以及捕获到转账的请求。

 

 

  大神God发现,这个网站没有做防止CSRF的措施,而且他自己也有一个有一定访问量的网站,于是,他计划在自己的网站上内嵌一个隐藏的Iframe伪造请求(每10s发送一次),来等待鱼儿Fish上钩,给自己转账。

  网站源码:

<html>
<head>
    <meta http-equiv='Content-Type' content='text/html; charset=gb2312' /> 
    <title></title>
</head>
<body>
<div>
    我是一个内容丰富的网站,你不会关闭我!
</div>

<iframe name='frame' src='invalid.html' sandbox='allow-same-origin allow-scripts allow-forms'  style='display: none; width: 800px; height: 1000px;'> </iframe> 
<script type='text/javascript'>
    setTimeout('self.location.reload();', 10000);
</script>
</body>
</html>

    伪造请求源码:

<html>
<head>
    <title></title>
</head>
<body>
<form id='theForm' action='http://localhost:22699/Home/Transfer' method='post'>
    <input class='form-control' id='TargetUser' name='TargetUser' placeholder='用户名' type='text' value='God' />
    <input class='form-control' id='Amount' name='Amount' placeholder='转账金额' type='text' value='100' />
</form>

<script type='text/javascript'>
    document.getElementById('theForm').submit();
</script>
</body>
</html>

 

  鱼儿Fish打开了大神God的网站,在上面浏览丰富多彩的内容。此时伪造请求的结果是这样的(为了演示效果,去掉了隐藏):

  

  因为鱼儿Fish没有登陆,所以,伪造请求一直无法执行,一直跳转回登录页面。

  然后鱼儿Fish想起了要登录在线银行Online Bank查询内容,于是他登录了Online Bank。

  此时伪造请求的结果是这样的(为了演示效果,去掉了隐藏):

 

  鱼儿Fish每10秒会给大神God转账100元。

  

  

防止CSRF

  CSRF能成功是因为同一个浏览器会共享Cookies,也就是说,通过权限认证和验证是无法防止CSRF的。那么应该怎样防止CSRF呢?其实防止CSRF的方法很简单,只要确保请求是自己的站点发出的就可以了。那怎么确保请求是发自于自己的站点呢?ASP.NET以Token的形式来判断请求。

  我们需要在我们的页面生成一个Token,发请求的时候把Token带上。处理请求的时候需要验证Cookies+Token。

  

 

  此时伪造请求的结果是这样的(为了演示效果,去掉了隐藏):

$.ajax

  如果我的请求不是通过Form提交,而是通过Ajax来提交,会怎样呢?结果是验证不通过。

  为什么会这样子?我们回头看看加了@Html.AntiForgeryToken()后页面和请求的变化。

  1. 页面多了一个隐藏域,name为__RequestVerificationToken。

  2. 请求中也多了一个字段__RequestVerificationToken。

  

  原来要加这么个字段,我也加一个不就可以了!

  啊!为什么还是不行...逼我放大招,研究源码去!

  

  噢!原来token要从Form里面取。但是ajax中,Form里面并没有东西。那token怎么办呢?我把token放到碗里,不对,是放到header里。

  js代码:

$(function () {
            var token = $('@Html.AntiForgeryToken()').val();

            $('#btnSubmit').click(function () {
                var targetUser = $('#TargetUser').val();
                var amount = $('#Amount').val();
                var data = { 'targetUser': targetUser, 'amount': amount };
                return $.ajax({
                    url: '@Url.Action('Transfer2', 'Home')',
                    type: 'POST',
                    data: JSON.stringify(data),
                    contentType: 'application/json',
                    dataType: 'json',
                    traditional: 'true',
                    beforeSend: function (xhr) {
                        xhr.setRequestHeader('__RequestVerificationToken', token);
                    },
                    success:function() {
                        window.location = '@Url.Action('Index', 'Home')';
                    }
                });
            });
        });

  在服务端,参考ValidateAntiForgeryTokenAttribute,编写一个AjaxValidateAntiForgeryTokenAttribute:

    [AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Method)]
    public class AjaxValidateAntiForgeryTokenAttribute : FilterAttribute, IAuthorizationFilter
    {     
        public void OnAuthorization(AuthorizationContext filterContext)
        {
            if (filterContext == null)
            {
                throw new ArgumentNullException('filterContext');
            }

            var request = filterContext.HttpContext.Request;

            var antiForgeryCookie = request.Cookies[AntiForgeryConfig.CookieName];
            var cookieValue = antiForgeryCookie != null ? antiForgeryCookie.Value : null;
            var formToken = request.Headers['__RequestVerificationToken'];
            AntiForgery.Validate(cookieValue, formToken);
        }
    }

  然后调用时把ValidateAntiForgeryToken替换成AjaxValidateAntiForgeryToken。

  

  大功告成,好有成就感!

全局处理

  如果所有的操作请求都要加一个ValidateAntiForgeryToken或者AjaxValidateAntiForgeryToken,不是挺麻烦吗?可以在某个地方统一处理吗?答案是阔仪的。

  ValidateAntiForgeryTokenAttribute继承IAuthorizationFilter,那就在AuthorizeAttribute里做统一处理吧。

  ExtendedAuthorizeAttribute:

    public class ExtendedAuthorizeAttribute : AuthorizeAttribute
    {
        public override void OnAuthorization(AuthorizationContext filterContext)
        {
            PreventCsrf(filterContext);
            base.OnAuthorization(filterContext);
            GenerateUserContext(filterContext);
        }

        /// <summary>
        /// http://www.asp.net/mvc/overview/security/xsrfcsrf-prevention-in-aspnet-mvc-and-web-pages
        /// </summary>
        private static void PreventCsrf(AuthorizationContext filterContext)
        {
            var request = filterContext.HttpContext.Request;

            if (request.HttpMethod.ToUpper() != 'POST')
            {
                return;
            }

            var allowAnonymous = HasAttribute(filterContext, typeof(AllowAnonymousAttribute));

            if (allowAnonymous)
            {
                return;
            }

            var bypass = HasAttribute(filterContext, typeof(BypassCsrfValidationAttribute));

            if (bypass)
            {
                return;
            }

            if (filterContext.HttpContext.Request.IsAjaxRequest())
            {
                var antiForgeryCookie = request.Cookies[AntiForgeryConfig.CookieName];
                var cookieValue = antiForgeryCookie != null ? antiForgeryCookie.Value : null;
                var formToken = request.Headers['__RequestVerificationToken'];
                AntiForgery.Validate(cookieValue, formToken);
            }
            else
            {
                AntiForgery.Validate();
            }
        }

        private static bool HasAttribute(AuthorizationContext filterContext, Type attributeType)
        {
            return filterContext.ActionDescriptor.IsDefined(attributeType, true) ||
                   filterContext.ActionDescriptor.ControllerDescriptor.IsDefined(attributeType, true);
        }

        private static void GenerateUserContext(AuthorizationContext filterContext)
        {
            var formsIdentity = filterContext.HttpContext.User.Identity as FormsIdentity;

            if (formsIdentity == null || string.IsNullOrWhiteSpace(formsIdentity.Name))
            {
                UserContext.Current = null;
                return;
            }

            UserContext.Current = new WebUserContext(formsIdentity.Name);
        }
    }

   

  然后在FilterConfig注册一下。

  

  FAQ:

  1. BypassCsrfValidationAttribute是什么鬼?不是有个AllowAnonymousAttribute吗?

  如果有些操作你不需要做CSRF的处理,比如附件上传,你可以在对应的Controller或Action上添加BypassCsrfValidationAttribute。

  AllowAnonymousAttribute不仅会绕过CSRF的处理,还会绕过认证和验证。BypassCsrfValidationAttribute绕过CSRF但不绕过认证和验证,

也就是BypassCsrfValidationAttribute作用于那些登录或授权后的Action。

  2. 为什么只处理POST请求?

  我开发的时候有一个原则,查询都用GET,操作用POST,而对于查询的请求没有必要做CSRF的处理。大家可以按自己的需要去安排!

  

  3. 我做了全局处理,然后还在Controller或Action上加了ValidateAntiForgeryToken或者AjaxValidateAntiForgeryToken,会冲突吗?

  不会冲突,只是验证会做两次。

源码下载

  为了方便使用,我没有使用任何数据库,而是用了一个文件来存储数据。代码下载后可以直接运行,无需配置。

  下载地址:https://github.com/ErikXu/CSRF

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