Web安全之常见攻防
前言：
在当下，数据安全与个人隐私受到了前所未有的挑战。如何才能更好地保护我们的数据？接下来分析几种常见的攻击的类型以及防御的方法。
一、XSS（Cross Site Script）
首先了解最常见的 XSS 漏洞，XSS (Cross Site Script)，跨站脚本攻击，因为缩写和 CSS (Cascading Style Sheets) 重叠，所以叫 XSS。
XSS 的原理是恶意攻击者往 Web 页面里插入恶意可执行网页脚本代码，当用户浏览该页之时，嵌入其中 Web 里面的脚本代码会被执行，从而可以达到攻击者盗取用户信息或其他侵犯用户安全隐私的目的。
XSS的影响：
1. 利用虚假输入表单骗取用户个人信息。
2. 利用脚本窃取用户的Cookie值，被害者在不知情的情况下，帮助攻击者发送恶意请求。
3. 显示伪造的文章或图片。
XSS 的攻击方式千变万化，但还是可以大致细分为几种类型。
- 非持久化XSS（反射型XSS）
非持久型 XSS 漏洞，一般是通过给别人发送带有恶意脚本代码参数的 URL，当 URL 地址被打开时，特有的恶意代码参数被 HTML 解析、执行。
例如：
Select your language: <select> <script> document.write('' + '<option value=1>' + location.href.substring(location.href.indexOf('default=') + 8) + '</option>' ); document.write('<option value=2>English</option>'); </script> </select>
攻击者可以直接通过 URL (类似：https://xx.com/xx?default=<script>alert(document.cookie)</script>) 注入可执行的脚本代码。
非持久化XSS攻击的特点：
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- 即时性，不经过服务器存储，直接通过 HTTP 的 GET 和 POST 请求就能完成一次攻击，拿到用户隐私数据。
- 攻击者需要诱骗点击
- 反馈率低，所以较难发现和响应修复
- 盗取用户敏感保密信息
预防方法：
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- Web 页面渲染的所有内容或者渲染的数据都必须来自于服务端。
- 尽量不要从 URL，
document.referrer，document.forms等这种 DOM API 中获取数据直接渲染。 - 尽量不要使用
eval,new Function()，document.write()，document.writeln()，window.setInterval()，window.setTimeout()，innerHTML，document.creteElement()等可执行字符串的方法。 - 如果做不到以上几点，也必须对涉及 DOM 渲染的方法传入的字符串参数做 escape 转义。
- 前端渲染的时候对任何的字段都需要做 escape 转义编码。（escape 转义的目的是将一些构成 HTML 标签的元素转义，比如
<，>，空格 等，转义成<，>， 等显示转义字符。有很多开源的工具可以协助我们做 escape 转义）
- 持久化XSS（存储型 XSS）
持久型 XSS 漏洞，一般存在于 Form 表单提交等交互功能，如文章留言，提交文本信息等，黑客利用的 XSS 漏洞，将内容经正常功能提交进入数据库持久保存，当前端页面获得后端从数据库中读出的注入代码时，恰好将其渲染执行。
例如：评论功能就得防范持久型 XSS 攻击，因为我可以在评论中输入以下内容
主要注入页面方式和非持久型 XSS 漏洞类似，只不过持久型的不是来源于 URL，referer，forms 等，而是来源于后端从数据库中读出来的数据 。持久型 XSS 攻击不需要诱骗点击，黑客只需要在提交表单的地方完成注入即可，但是这种 XSS 攻击的成本相对还是很高。
攻击成功需要同时满足以下几个条件：
-
- POST 请求提交表单后端没做转义直接入库。
- 后端从数据库中取出数据没做转义直接输出给前端。
- 前端拿到后端数据没做转义直接渲染成 DOM。
持久型 XSS 有以下几个特点：
-
- 持久性，植入在数据库中
- 盗取用户敏感私密信息
- 危害面广
防御方式：
1) CSP
CSP 本质上就是建立白名单，开发者明确告诉浏览器哪些外部资源可以加载和执行。我们只需要配置规则，如何拦截是由浏览器自己实现的。我们可以通过这种方式来尽量减少 XSS 攻击。
通常可以通过两种方式来开启 CSP：
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- 设置 HTTP Header 中的 Content-Security-Policy
- 设置 meta 标签的方式
这里以设置 HTTP Header 来举例：
-
- 只允许加载本站资源：Content-Security-Policy: default-src 'self'
- 只允许加载 HTTPS 协议图片：Content-Security-Policy: img-src https://*
- 允许加载任何来源框架：Content-Security-Policy: child-src 'none'
如需了解更多属性，请查看Content-Security-Policy文档
对于这种方式来说，只要开发者配置了正确的规则，那么即使网站存在漏洞，攻击者也不能执行它的攻击代码，并且 CSP 的兼容性也不错。
2) 转义字符
用户的输入永远不可信任的，最普遍的做法就是转义输入输出的内容，对于引号、尖括号、斜杠进行转义
function escape(str) {
str = str.replace(/&/g, '&')
str = str.replace(/</g, '<')
str = str.replace(/>/g, '>')
str = str.replace(/"/g, '&quto;')
str = str.replace(/'/g, ''')
str = str.replace(/`/g, '`')
str = str.replace(/\//g, '/')
return str
}
但是对于显示富文本来说，显然不能通过上面的办法来转义所有字符，因为这样会把需要的格式也过滤掉。对于这种情况，通常采用白名单过滤的办法，当然也可以通过黑名单过滤，但是考虑到需要过滤的标签和标签属性实在太多，更加推荐使用白名单的方式。
const xss = require('xss')
let html = xss('<h1 id="title">XSS Demo</h1><script>alert("xss");</script>')
// -> <h1>XSS Demo</h1><script>alert("xss");</script>
console.log(html)
以上示例使用了 js-xss 来实现，可以看到在输出中保留了 h1 标签且过滤了 script 标签。 3) HttpOnly Cookie。
这是预防XSS攻击窃取用户cookie最有效的防御手段。Web应用程序在设置cookie时，将其属性设为HttpOnly，就可以避免该网页的cookie被客户端恶意JavaScript窃取，保护用户cookie信息。
二、CSRF
CSRF（Cross-Site Request Forgery），中文名称：跨站请求伪造攻击;一种常见的Web攻击，它利用用户已登录的身份，在用户毫不知情的情况下，以用户的名义完成非法操作。
CSRF原理：
CSRF 攻击必须要条件：
- 用户已经登录了站点 A，并在本地记录了 cookie
- 在用户没有登出站点 A 的情况下（也就是 cookie 生效的情况下），访问了恶意攻击者提供的引诱危险站点 B (B 站点要求访问站点A)。
- 站点 A 没有做任何 CSRF 防御
防御方式：
防范 CSRF 攻击可以遵循以下几种规则：
-
- Get 请求不对数据进行修改
- 不让第三方网站访问到用户 Cookie
- 阻止第三方网站请求接口
- 请求时附带验证信息，比如验证码或者 Token
1) SameSite
可以对 Cookie 设置 SameSite 属性。该属性表示 Cookie 不随着跨域请求发送，可以很大程度减少 CSRF 的攻击，但是该属性目前并不是所有浏览器都兼容。
2) Referer Check
HTTP Referer是header的一部分，当浏览器向web服务器发送请求时，一般会带上Referer信息告诉服务器是从哪个页面链接过来的，服务器籍此可以获得一些信息用于处理。可以通过检查请求的来源来防御CSRF攻击。正常请求的referer具有一定规律，如在提交表单的referer必定是在该页面发起的请求。所以通过检查http包头referer的值是不是这个页面，来判断是不是CSRF攻击。
但在某些情况下如从https跳转到http，浏览器处于安全考虑，不会发送referer，服务器就无法进行check了。若与该网站同域的其他网站有XSS漏洞，那么攻击者可以在其他网站注入恶意脚本，受害者进入了此类同域的网址，也会遭受攻击。出于以上原因，无法完全依赖Referer Check作为防御CSRF的主要手段。但是可以通过Referer Check来监控CSRF攻击的发生。
3) Anti CSRF Token
目前比较完善的解决方案是加入Anti-CSRF-Token。即发送请求时在HTTP 请求中以参数的形式加入一个随机产生的token，并在服务器建立一个拦截器来验证这个token。服务器读取浏览器当前域cookie中这个token值，会进行校验该请求当中的token和cookie当中的token值是否都存在且相等，才认为这是合法的请求。否则认为这次请求是违法的，拒绝该次服务。
这种方法相比Referer检查要安全很多，token可以在用户登陆后产生并放于session或cookie中，然后在每次请求时服务器把token从session或cookie中拿出，与本次请求中的token 进行比对。由于token的存在，攻击者无法再构造出一个完整的URL实施CSRF攻击。但在处理多个页面共存问题时，当某个页面消耗掉token后，其他页面的表单保存的还是被消耗掉的那个token，其他页面的表单提交时会出现token错误。
4) 验证码
应用程序和用户进行交互过程中，特别是账户交易这种核心步骤，强制用户输入验证码，才能完成最终请求。在通常情况下，验证码够很好地遏制CSRF攻击。但增加验证码降低了用户的体验，网站不能给所有的操作都加上验证码。所以只能将验证码作为一种辅助手段，在关键业务点设置验证码。
三、SQL注入
SQL注入是一种常见的Web安全漏洞，攻击者利用这个漏洞，可以访问或修改数据，或者利用潜在的数据库漏洞进行攻击。
示例：
前端：
<form action="/login" method="POST"> <p>Username: <input type="text" name="username" /></p> <p>Password: <input type="password" name="password" /></p> <p><input type="submit" value="登陆" /></p> </form>
后端SQL：
string querySQL = $"SELECT sername FROM user WHERE sername='{username}' AND psw='{password}'";
SQL注入的必备条件：
1.可以控制输入的数据
2.服务器要执行的代码拼接了控制的数据。
危害
- 获取数据库信息
- 管理员后台用户名和密码
- 获取其他数据库敏感信息：用户名、密码、手机号码、身份证、银行卡信息……
- 整个数据库：脱裤
- 获取服务器权限
- 植入Webshell，获取服务器后门
- 读取服务器敏感文件
预防 SQL 注入
防止 SQL 注入主要是不能允许用户输入的内容影响正常的 SQL 语句的逻辑，当用户的输入的信息将要用来拼接 SQL 语句的话，我们应该永远选择不相信，任何内容都必须进行转义过滤，当然做到这个还是不够的，下面列出防御 SQL 注入的几点注意事项：
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严格限制Web应用的数据库的操作权限，给此用户提供仅仅能够满足其工作的最低权限，从而最大限度的减少注入攻击对数据库的危害
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后端代码检查输入的数据是否符合预期，严格限制变量的类型，例如使用正则表达式进行一些匹配处理。
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对进入数据库的特殊字符（
'，"，\，<，>，&，*，;等）进行转义处理，或编码转换。基本上所有的后端语言都有对字符串进行转义处理的方法，比如 lodash 的lodash._escapehtmlchar库。 -
所有的查询语句建议使用数据库提供的参数化查询接口，参数化的语句使用参数而不是将用户输入变量嵌入到 SQL 语句中，即不要直接拼接 SQL 语句。例如 Node.js 中的 mysqljs 库的
query方法中的?占位参数。
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在应用发布之前建议使用专业的 SQL 注入检测工具进行检测，以及时修补被发现的 SQL 注入漏洞。网上有很多这方面的开源工具，例如 sqlmap、SQLninja 等。
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避免网站打印出 SQL 错误信息，比如类型错误、字段不匹配等，把代码里的 SQL 语句暴露出来，以防止攻击者利用这些错误信息进行 SQL 注入。
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不要过于细化返回的错误信息，如果目的是方便调试，就去使用后端日志，不要在接口上过多的暴露出错信息，毕竟真正的用户不关心太多的技术细节，只要话术合理就行。
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四、DDoS攻击
DDoS 又叫分布式拒绝服务，全称 Distributed Denial of Service，其原理就是利用大量的请求造成资源过载，导致服务不可用
DDos 攻击从层次上可分为网络层攻击与应用层攻击，从攻击手法上可分为快型流量攻击与慢型流量攻击，但其原理都是造成资源过载，导致服务不可用。
- 网络层DDoS
网络层 DDos 攻击包括 SYN Flood、ACK Flood、UDP Flood、ICMP Flood 等。
SYN Flood 攻击
SYN flood 攻击主要利用了 TCP 三次握手过程中的 Bug，我们都知道 TCP 三次握手过程是要建立连接的双方发送 SYN，SYN + ACK，ACK 数据包，而当攻击方随意构造源 IP 去发送 SYN 包时，服务器返回的 SYN + ACK 就不能得到应答（因为 IP 是随意构造的），此时服务器就会尝试重新发送，并且会有至少 30s 的等待时间，导致资源饱和服务不可用，此攻击属于慢型 DDoS 攻击。
ACK Flood 攻击
ACK Flood 攻击是在 TCP 连接建立之后，所有的数据传输 TCP 报文都是带有 ACK 标志位的，主机在接收到一个带有 ACK 标志位的数据包的时候，需要检查该数据包所表示的连接四元组是否存在，如果存在则检查该数据包所表示的状态是否合法，然后再向应用层传递该数据包。如果在检查中发现该数据包不合法，例如该数据包所指向的目的端口在本机并未开放，则主机操作系统协议栈会回应 RST 包告诉对方此端口不存在。
UDP Flood 攻击
UDP flood 攻击是由于 UDP 是一种无连接的协议，因此攻击者可以伪造大量的源 IP 地址去发送 UDP 包，此种攻击属于大流量攻击。正常应用情况下，UDP 包双向流量会基本相等，因此发起这种攻击的攻击者在消耗对方资源的时候也在消耗自己的资源。
ICMP Flood 攻击
ICMP Flood 攻击属于大流量攻击，其原理就是不断发送不正常的 ICMP 包（所谓不正常就是 ICMP 包内容很大），导致目标带宽被占用，但其本身资源也会被消耗。目前很多服务器都是禁 ping 的（在防火墙在可以屏蔽 ICMP 包），因此这种攻击方式已经落伍。
网络层DDoS防御
网络层的 DDoS 攻击究其本质其实是无法防御的，我们能做得就是不断优化服务本身部署的网络架构，以及提升网络带宽。当然，还是做好以下几件事也是有助于缓解网络层 DDoS 攻击的冲击：
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- 网络架构上做好优化，采用负载均衡分流。
- 确保服务器的系统文件是最新的版本，并及时更新系统补丁。
- 添加抗 DDos 设备，进行流量清洗。
- 限制同时打开的 SYN 半连接数目，缩短 SYN 半连接的 Timeout 时间。
- 限制单 IP 请求频率。
- 防火墙等防护设置禁止 ICMP 包等。
- 严格限制对外开放的服务器的向外访问。
- 运行端口映射程序或端口扫描程序，要认真检查特权端口和非特权端口。
- 关闭不必要的服务。
- 认真检查网络设备和主机/服务器系统的日志。只要日志出现漏洞或是时间变更,那这台机器就可能遭到了攻击。
- 限制在防火墙外与网络文件共享。这样会给黑客截取系统文件的机会，主机的信息暴露给黑客，无疑是给了对方入侵的机会。
- 增加服务器资源
- 应用层DDoS
应用层 DDoS 攻击不是发生在网络层，是发生在 TCP 建立握手成功之后，应用程序处理请求的时候，现在很多常见的 DDoS 攻击都是应用层攻击。应用层攻击千变万化，目的就是在网络应用层耗尽你的带宽，下面列出集中典型的攻击类型。
CC 攻击
当时绿盟为了防御 DDoS 攻击研发了一款叫做 Collapasar 的产品，能够有效的防御 SYN Flood 攻击。黑客为了挑衅，研发了一款 Challenge Collapasar 攻击工具（简称 CC）。
CC 攻击的原理，就是针对消耗资源比较大的页面不断发起不正常的请求，导致资源耗尽。因此在发送 CC 攻击前，我们需要寻找加载比较慢，消耗资源比较多的网页，比如需要查询数据库的页面、读写硬盘文件的等。通过 CC 攻击，使用爬虫对某些加载需要消耗大量资源的页面发起 HTTP 请求。
DNS Flood
DNS Flood 攻击采用的方法是向被攻击的服务器发送大量的域名解析请求，通常请求解析的域名是随机生成或者是网络世界上根本不存在的域名，被攻击的DNS 服务器在接收到域名解析请求的时候首先会在服务器上查找是否有对应的缓存，如果查找不到并且该域名无法直接由服务器解析的时候，DNS 服务器会向其上层 DNS 服务器递归查询域名信息。域名解析的过程给服务器带来了很大的负载，每秒钟域名解析请求超过一定的数量就会造成 DNS 服务器解析域名超时。
根据微软的统计数据，一台 DNS 服务器所能承受的动态域名查询的上限是每秒钟 9000 个请求。而我们知道，在一台 P3 的 PC 机上可以轻易地构造出每秒钟几万个域名解析请求，足以使一台硬件配置极高的 DNS 服务器瘫痪，由此可见 DNS 服务器的脆弱性。
HTTP 慢速连接攻击
针对 HTTP 协议，先建立起 HTTP 连接，设置一个较大的 Conetnt-Length，每次只发送很少的字节，让服务器一直以为 HTTP 头部没有传输完成，这样连接一多就很快会出现连接耗尽。
应用层DDoS防御：
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- 判断 User-Agent 字段（不可靠，因为可以随意构造）
- 针对 IP + cookie，限制访问频率（由于 cookie 可以更改，IP 可以使用代理，或者肉鸡，也不可靠)
- 关闭服务器最大连接数等，合理配置中间件，缓解 DDoS 攻击。
- 请求中添加验证码，比如请求中有数据库操作的时候。
- 编写代码时，尽量实现优化，并合理使用缓存技术，减少数据库的读取操作。
- 增加服务器资源
