tomcat跨域请求过滤器CorsFilter使用的预检preFlight及其他过滤器
前言
之前我很肤浅的以为为了实现某种请求过滤功能(比如图片转换、文件上传、安全认证等),都需要自己去实现javax.servlet.Filter。之后在web.xml中配置即可。
但事实上,Tomcat已经提供了部分相关的过滤器(本文只介绍常用的7个过滤器),只需要简单配置就可以使用。最近通过系统学习Tomcat架构之后,结合部分源码记录总结最常用的几种过滤器。
参考资料《Tomcat架构解析》(有需要PFD电子书的朋友可以评论或者私信),Tomcat官方Filter配置(Tomcat 8为例)
一、跨域过滤器CorsFilter
一. 为什么要发预检请求
我们都知道浏览器的同源策略,就是出于安全考虑,浏览器会限制从脚本发起的跨域HTTP请求,像XMLHttpRequest和Fetch都遵循同源策略。
浏览器限制跨域请求一般有两种方式:
- 浏览器限制发起跨域请求
- 跨域请求可以正常发起,但是返回的结果被浏览器拦截了
一般浏览器都是第二种方式限制跨域请求,那就是说请求已到达服务器,并有可能对数据库里的数据进行了操作,但是返回的结果被浏览器拦截了,那么我们就获取不到返回结果,这是一次失败的请求,但是可能对数据库里的数据产生了影响。
为了防止这种情况的发生,规范要求,对这种可能对服务器数据产生副作用的HTTP请求方法,浏览器必须先使用OPTIONS
方法发起一个预检请求,从而获知服务器是否允许该跨域请求:如果允许,就发送带数据的真实请求;如果不允许,则阻止发送带数据的真实请求。
二. 什么时候发预检请求
HTTP请求包括: 简单请求 和 需预检的请求
1. 简单请求
简单请求不会触发CORS预检请求,“简属于
单请求”术语并不属于Fetch(其中定义了CORS)规范。
若满足所有下述条件,则该请求可视为“简单请求”:
- 使用下列方法之一:
GET
HEAD
-
POST
-
Content-Type
: (仅当POST方法的Content-Type值等于下列之一才算做简单需求)text/plain
multipart/form-data
application/x-www-form-urlencoded
-
注意: WebKit Nightly 和 Safari Technology Preview 为Accept
, Accept-Language
, 和 Content-Language
首部字段的值添加了额外的限制。如果这些首部字段的值是“非标准”的,WebKit/Safari 就不会将这些请求视为“简单请求”。WebKit/Safari 并没有在文档中列出哪些值是“非标准”的,不过我们可以在这里找到相关讨论:Require preflight for non-standard CORS-safelisted request headers Accept, Accept-Language, and Content-Language, Allow commas in Accept, Accept-Language, and Content-Language request headers for simple CORS, and Switch to a blacklist model for restricted Accept headers in simple CORS requests。其它浏览器并不支持这些额外的限制,因为它们不属于规范的一部分。
2.需预检的请求
“需预检的请求”要求必须首先使用OPTIONS
方法发起一个预检请求到服务区,以获知服务器是否允许该实际请求。“预检请求”的使用,可以避免跨域请求对服务器的用户数据产生未预期的影响。
当请求满足下述任一条件时,即应首先发送预检请求:
- 使用了下面任一 HTTP 方法:
PUT
DELETE
CONNECT
OPTIONS
TRACE
PATCH
- 人为设置了对 CORS 安全的首部字段集合之外的其他首部字段。该集合为:
Accept
Accept-Language
Content-Language
Content-Type
DPR
Downlink
Save-Data
Viewport-Width
Width
-
Content-Type
的值不属于下列之一:application/x-www-form-urlencoded
multipart/form-data
text/plain
如下是一个需要执行预检请求的HTTP请求:
var invocation = new XMLHttpRequest();
var url = 'http://bar.other/resources/post-here/';
var body = '<?xml version="1.0"?><person><name>Arun</name></person>';
function callOtherDomain(){
if(invocation)
{
invocation.open('POST', url, true);
invocation.setRequestHeader('X-PRODUCT', 'H5');
invocation.setRequestHeader('Content-Type', 'application/xml');
invocation.onreadystatechange = handler;
invocation.send(body);
}
}
......
上面的代码使用POST请求发送一个XML文档,该请求包含了一个自定义的首部字段(X-PRODUCT:H5)。另外,该请求的Content-Type
为application/xml
。因此,该请求需要首先发起“预检请求”。
如果是一个简单请求,那就直接发起请求,只需在请求中加入Origin字段表明自己来源,在响应中检查
Access-Control-Allow-Origin,如果不符合要求就报错,不需要再单独询问了。服务器响应字段中还有一个Access-Control-Max-Age,它表明了这个询问结果的有效期,后面浏览器在有效期内也可以不必再次询问。
在OPTIONS请求里新增了几个字段:
- Origin:发起请求原来的域
- Access-Control-Request-Method:将要发起的跨域请求方式(GET/PUT/POST/DELETE/······)
- Access-Control-Request-Headers:将要发起的跨域请求中包含的请求头字段
服务器在响应字段中来表明是否允许这个跨域请求,浏览器收到后检查如果不符合要求,就拒绝后面的请求
- Access-Control-Allow-Origin:允许哪些域来访问(*表示允许所有域的请求)
- Access-Control-Allow-Methods:允许哪些请求方式
- Access-Control-Allow-Headers:允许哪些请求头字段
- Access-Control-Allow-Credentials:是否允许携带Cookie
而org.apcache.catalina.filters.CorsFilter是跨域资源共享规范的一个实现,常常用于前后端分离,静态资源与后端分离等情况。它主要在HttpServletResponse中增加Access-Control-*头,同时保护HTTP响应避免拆分,如果请求无效或者禁止访问,则返回403响应码。
配置示例
<filter> <filter-name>CorsFilter</filter-name> <filter-class>org.apache.catalina.filters.CorsFilter</filter-class> <init-param> <param-name>cors.allowed.origins</param-name> <param-value>*</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>cors.allowed.methods</param-name> <param-value>GET,POST,HEAD,OPTIONS,PUT</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>cors.allowed.headers</param-name> <param-value>Content-Type,X-Requested-With,accept,Origin,Access-Control-Request-Method,Access-Control-Request-Headers</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>cors.exposed.headers</param-name> <param-value>Access-Control-Allow-Origin,Access-Control-Allow-Credentials</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>cors.support.credentials</param-name> <param-value>true</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>cors.preflight.maxage</param-name> <param-value>10</param-value> </init-param> </filter> <filter-mapping> <filter-name>CorsFilter</filter-name> <url-pattern>/*</url-pattern> </filter-mapping>
参数说明
1、cors.allowed.origins
允许访问的跨域资源列表,"*"表示允许访问来自任何域的资源,多个域用逗号分隔,默认为"*"
2、cors.allowed.methods
可以用于访问资源的HTTP方法列表,","分隔,用于跨域请求。这些方法将出现在Prefligh(预检请求)响应头Access-Control-Allow-Methods的一部分,t默认为"GET, POST, HEAD, OPTIONS"
3、cors.allowed.headers
构造请求时可以使用的请求头,以","分隔,这些方法将出现在Prefligh(预检请求)响应头Access-Control-Allow-Headers的一部分,默认为Origin, Accept, X-Requested-With, Content-Type, Access-Control-Request-Method, Access-Control-Request-Headers
4、cors.exposed.headers
浏览器允许访问的头部信息列表,","分隔。这些方法将出现在Prefligh(预检请求)响应头Access-Control-Allow-Headers的一部分,默认为空。
5、cors.preflight.maxage
浏览器允许缓存的Preflght请求结果的时间,单位为秒。如果为负数,则表示CorsFilter不会添加头到Preflight响应,这些方法将出现在Prefligh(预检请求)响应头Access-Control-Max-Age的一部分,默认为1800.
6、cors.support.credentials
表示资源是否支持用户证书,这些方法将出现在Prefligh(预检请求)响应头Access-Control-Allow-Credentials的一部分,默认为true
7、cors.request.decorate
Cors规范属性是否已经添加到HttpServletRequest,默认为true。CorsFiter会为HttpServletRequest添加请求相关信息,cors.request.decorate配置为true,那么以下属性将会被添加
1)cors.isCorsRequest: 用于请求是否为Cors请求。
2)cors.request.origin: 源URL,请求源自的页面URL。
3)cors.request.type: Cors的请求类型,如下:
SIMPLE
: 非Preflight请求为先导的请求。
ACTUAL
: 以Preflight请求为先导的请求。
PRE_FLIGHT
: Preflight请求
NOT_CORS
: 正常同域请求
I
NVALID_CORS
: 无效的域请求
4)cors.request.headers: 作为Preflight请求Access-Control-Request-Header头发送的请求头信息。
preFlight踩过的坑
这两天在使用NodeJS Express搭建REST服务器时遇到一个很典型的AJAX跨域包含自定义请求头问题(用于身份验证),在花了大半天时间排查问题后发现自己对CORS真正的理解还很不够,尤其是pre-flight。
需求描述
服务端使用NodeJS Express搭建包含JWT身份验证的REST Full API, 客户端在获取到JWT信息之后的每次API请求头中都附带上JWT信息,完成身份验证后才能执行API操作,否则返回401错误。
代码
服务器端(CORS核心部分):
1
|
------ App -----
|
上面的代码看起来还是那么多清晰,在PostMan 测试中附带jwt也是没有任何的问题,成功返回。
接下来是客户端(jquery ajax):
1
|
------- Core --------
|
永远的401
然后, 问题出现了,尽管参数是如何的对,Chrome console下总是返回让人咬牙切齿的大红色401,甚至断点都没有进入到passport的Jwt middleware下。
无数次的尝试,先是怀疑客户端ajax调用没对,甚至搬用最原生的ajax方法, 也怀疑过是服务端Jwt passport没写对,最后比较http请求头的时候发现了一些问题。
使用Post man在node服务器端得到的request是这样的:
有人给我把请求头信息更改了!Authorization不见了,甚至连req.method都变成了OPTIONS,而不是GET。
罪魁祸首—预检(Pre-flight)
百思不得其解,Google相关关键词后,pre-flight浮出水面,到了这步,突然想起阮一峰的《跨域资源共享 CORS 详解》,当时只是略读,大概了解CORS中有两种请求:简单请求和非简单请求。于是又翻出来看了下,此时的情况正是属于非简单请求,会发送两次的请求,第一次就是preflight,用于请求验证, 第二次才是用户真正需要发送的请求。
对于Pre-flight权威的解读: mozilla.org
回到代码中,不巧,每次服务端捕捉到的就是这个preflight请求,然后做next,其中就包括Jwt 中间件,而因为请求头中没有Authorization这个header,Jwt就返回了401,而这个过程是在passport的JWT中自动检测的,自己写的JWT验证部分甚至都没有执行到!
解决办法
看了express cors源码后,其实把请求类型OPTIONS做个简单的过滤就好啦!!!
1
|
// Enable CORS from client-side
|
总结:
又想了一下为什么之前的项目一直没有这个问题,其实是因为很多框架以及帮我们实现好了,比如说.NET中的WebAPI, 在做验证的时候我们都不用去考虑需要捕捉pre-flight请求,而在express中,甚至如果我当初直接使用三方库express cors 也可以避免,但是幸运的是,因为这种偶然,我们更有机会看得更清楚这些请求的后面到底是什么。
看似简单的问题,却包括了很多需要自己去了解的东西,尤其是http各种请求头的含义,比如Content-type, Accept, 以及对应ajax应该传递的参数,最后,当然还有 Pre-flight!
二、CSRF保护过滤器CsrfPreventionFilter
org.apcache.catalina.filters.CsrfPreventionFilter为Web应用提供了基本的CSRF保护。返回的客户端的所有链接均通过HttpServletResponse.encodeRedirectURL(String)与HttpServletResponse.encodeURL(String)进行编码,该过滤器生成一个随机数并存储到会话session中进行对比,URL使用该随机数进行编码。当接收到下一个请求时,请求中随机数与会话中的进行对比,只有两者相同时,请求才会被允许。
配置示例
<filter> <filter-name>CsrfPreventionFilter</filter-name> <filter-class>org.apache.catalina.filters.CsrfPreventionFilter</filter-class> <init-param> <param-name>denyStatus</param-name> <param-value>403</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>entryPoints</param-name> <param-value>/html,/html/list</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>nonceCacheSize</param-name> <param-value>5</param-value> </init-param> </filter> <filter-mapping> <filter-name>CsrfPreventionFilter</filter-name> <url-pattern>/*</url-pattern> </filter-mapping>
参数说明
1、denyStatus:HTTP响应吗,用于驳回拒绝请求,默认为403
2、entryPoints:以","为分隔的URL列表,这些列表将不会进行随机数检测(主要用于通过导航离开受保护应用,之后再返回)
if ("GET".equals(req.getMethod()) && this.entryPoints.contains(this.getRequestedPath(req))) { skipNonceCheck = true; }
3、nonceCacheSize:随机数缓存大小。先前发布的随机数被缓存到一个LRU缓存中以支持并发请求,有限的用于浏览器刷新等行为(可能导致随机数不是当前的),默认为5
private int nonceCacheSize = 5; .... if (nonceCache == null) { nonceCache = new CsrfPreventionFilter.LruCache(this.nonceCacheSize); if (session == null) { session = req.getSession(true); } session.setAttribute("org.apache.catalina.filters.CSRF_NONCE", nonceCache); }
4、randomClass:用于生成随机数的类,必须是java.util.Random实例,如不设置默认为java.security.SecureRandom
三、防止参数丢失过滤器FailedRequestFilter
org.apcache.catalina.filters.FailedRequestFilter用于触发请求的参数解析,当参数解析失败时,将会拒绝请求,该Filter用于确保客户端提交的参数信息不发生丢失。该过滤器的原理是:先调用ServletRequest.getParameter(首次调用会触发Tomcat服务器的请求参数解析,如果参数解析失败,将结果放到请求属性org.apache.catalina.parameter_parse_failed中),之后判断属性org.apache.catalina.parameter_parse_failed的值,如果不为空则直接返回400。
为了能正确解析参数,需要该Filter之前设置字符集编码过滤器SetCharacterEncodingFilter。此外,该过滤器是不支持r初始化参数的
// 判断是否为有效的请求:org.apache.catalina.parameter_parse_failed为null private boolean isGoodRequest(ServletRequest request) { request.getParameter("none"); return request.getAttribute("org.apache.catalina.parameter_parse_failed") == null; }
四、获取客户端IP过滤器RemoteAddrFilter
org.apcache.catalina.filters.RemoteAddrFiler允许比较提交的客户端IP地址(通过ServletRequest.getRemoteAddr获取)是否符合指定正则表达式。
配置示例
<filter> <filter-name>Remote Address Filter</filter-name> <filter-class>org.apache.catalina.filters.RemoteAddrFilter</filter-class> <init-param> <param-name>allow</param-name> <param-value>127\.\d+\.\d+\.\d+|::1|0:0:0:0:0:0:0:1</param-value> </init-param> </filter> <filter-mapping> <filter-name>Remote Address Filter</filter-name> <url-pattern>/*</url-pattern> </filter-mapping>
参数说明
1、allow:指定允许访问的客户端IP地址
2、deny:拒绝访问的客户端地址
3、denyStatus:拒绝请求时返回的HTTP响应吗。
五、获取客户端Host过滤器RemoteHostFilter
org.apcache.catalina.filters.RemoteHostFiler允许比较提交请求的客户端主机名是否符合指定的正则表达式,以确定是否允许继续处理请求。参数同RemoteAddrFilter
六、获取原始客户端IP过滤器RemoteIpFilter
当客户端通过HTTP代理或者负载均衡访问服务器时,对于服务器来说,请求直接源自前置的代理服务器,此时获取到的远程IP实际为代理服务器的IP地址。
这时候如何获得原始的客户端的IP地址呢?
HTTP协议通过X-Forwarded-For头信息记录了资客户端到应用服务器前置代理的IP地址,RemoteIpFilter通过解析该请求头,将请求中的IP地址与主机名替换为客户端真实的IP地址和主机信息,此外还可以通过X-Forwardred-Proto请求头替换当前的协议名称http/https、服务器端口及request.secure。
X-Forwarded-For的格式如下:
X-Forwarded-For: client, proxy1, proxy2
最左侧client为最原始的客户端IP,如上示例中客户端经过了proxy1、proxy2、proxy3三级代理(最后一层proxy3不显示,通过ServletRquest.getRemoteAddr获取)。在负载均衡的情况下,RemoteAddrFilter和RemoteHostFilter需要与该过滤器配合使用,否则无法正确限制访问客户端。
通常我们获取X-Forwarded-For使用如下Java代码:
public static String getIp(HttpServletRequest request) { String requestAddr = request.getHeader("x-forwarded-for"); if (requestAddr == null || requestAddr.length() == 0 || "unknown".equalsIgnoreCase(requestAddr)) { requestAddr = request.getHeader("Proxy-Client-IP"); } if (requestAddr == null || requestAddr.length() == 0 || "unknown".equalsIgnoreCase(requestAddr)) { requestAddr = request.getHeader("WL-Proxy-Client-IP"); } if (requestAddr == null || requestAddr.length() == 0 || "unknown".equalsIgnoreCase(requestAddr)) { requestAddr = request.getRemoteAddr(); } return requestAddr; }
配置示例
1)基本处理X-Forwarded-For头的配置
<filter> <filter-name>RemoteIpFilter</filter-name> <filter-class>org.apache.catalina.filters.RemoteIpFilter</filter-class> </filter> <filter-mapping> <filter-name>RemoteIpFilter</filter-name> <url-pattern>/*</url-pattern> <dispatcher>REQUEST</dispatcher> </filter-mapping>
2)处理X-Forwarded-For与x-forwarded-proto头部的配置
<filter> <filter-name>RemoteIpFilter</filter-name> <filter-class>org.apache.catalina.filters.RemoteIpFilter</filter-class> <init-param> <param-name>protocolHeader</param-name> <param-value>x-forwarded-proto</param-value> </init-param> </filter> <filter-mapping> <filter-name>RemoteIpFilter</filter-name> <url-pattern>/*</url-pattern> <dispatcher>REQUEST</dispatcher> </filter-mapping>
3)使用内部代理的高级配置
<filter> <filter-name>RemoteIpFilter</filter-name> <filter-class>org.apache.catalina.filters.RemoteIpFilter</filter-class> <init-param> <param-name>allowedInternalProxies</param-name> <param-value>192\.168\.0\.10|192\.168\.0\.11</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>remoteIpHeader</param-name> <param-value>x-forwarded-for</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>remoteIpProxiesHeader</param-name> <param-value>x-forwarded-by</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>protocolHeader</param-name> <param-value>x-forwarded-proto</param-value> </init-param> </filter>
4)使用可信任代理高级配置
<filter> <filter-name>RemoteIpFilter</filter-name> <filter-class>org.apache.catalina.filters.RemoteIpFilter</filter-class> <init-param> <param-name>allowedInternalProxies</param-name> <param-value>192\.168\.0\.10|192\.168\.0\.11</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>remoteIpHeader</param-name> <param-value>x-forwarded-for</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>remoteIpProxiesHeader</param-name> <param-value>x-forwarded-by</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>trustedProxies</param-name> <param-value>proxy1|proxy2</param-value> </init-param> </filter>
七、字符集编码过滤器SetCharacterEncodingFilter
提供了一种设置字符集编码的方式,通常情况下默认ISO-8859-1编码,但实际生产环境推荐使用UTF-8编码,而请求中的编码可以在未指定编码时使用,也可以强制覆盖。
配置示例
<filter> <filter-name>SetCharacterEncodingFilter</filter-name> <filter-class>org.apache.catalina.filters.SetCharacterEncodingFilter</filter-class> <init-param> <param-name>encoding</param-name> <param-value>UTF-8</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>ignore</param-name> <param-value>false</param-value> </init-param> </filter> <filter-mapping> <filter-name>SetCharacterEncodingFilter</filter-name> <url-pattern>/*</url-pattern> </filter-mapping>
参数说明
1、encoding:指定的字符集编码
2、ignore:表示是否忽略客户端请求设置的字符集编码,如果为true那么都会将请求字符集编码覆盖,如果为false,请求没有指定字符集编码时设置。默认为false
转自:https://www.jianshu.com/p/b55086cbd9af
https://www.cnblogs.com/jian0110/p/10512188.html
https://troyyang.com/2017/06/06/Express_Cors_Preflight_Request/