　　《安全攻防技能30讲》是极客时间上的一个关于Web安全的专栏，在学习之后特在此做记录和总结。

一、安全基础概念

　　先和你聊聊安全本身，以帮你建立整体的大局观。安全的本质就是保护数据被合法地使用。

1）安全原则

　　CIA 三元组原则，是安全领域内最基础也最重要的原则。

　　（1）机密性（Confidentiality）用一句话来说就是，确保数据只被授权的主体访问，不被任何未授权的主体访问。简单用一个词总结就是“不可见”。

　　（2）完整性（Integrity）就是确保数据只被授权的主体进行授权的修改，简单来说，就是“不可改”。

　　（3）可用性（Availability）就是确保数据能够被授权的主体访问到，简单来说，就是“可读”。

2）黄金法则

　　黄金法则主要包含三部分：认证（Authentication）、授权（Authorization）、审计（Audit）。这三部分其实是一种串联的关系，它描述的其实是用户在使用应用过程中的生命周期：先进行登录、再进行操作、最后留下记录。

　　（1）认证其实包括两个部分：身份识别和认证。身份识别强调的是主体如何声明自己的身份，而身份认证强调的是，主体如何证明自己所声明的身份是合法的。比如说，当你在使用用户名和密码登录的过程中，用户名起到身份识别的作用，而密码起到身份认证的作用。

　　（2）除了对“你能做什么”进行限制，授权机制还会对“你能做多少”进行限制。比如，手机流量授权了你能够使用多少的移动网络数据。最原始和最安全的授权机制，一定是你的每一次操作，都经过了管理人员的审批和确认。

　　（3）当你在授权下完成操作后，安全需要检查一下“你做了什么”，这个检查的过程就是审计。当发现你做了某些异常操作时，安全还会提供你做了这些操作的“证据”，让你无法抵赖，这个过程就是问责。

　　大部分情况下，事前防御属于认证，事中防御属于授权，事后防御属于审计。

3）密码学

　　（1）对称加密，代表加密和解密使用的是同一个密钥。经典的对称加密算法有 DES、IDEA、AES、国密 SM1 和 SM4。

　　（2）非对称加密代表加密和解密使用不同的密钥。具体的加解密过程就是，发送方使用公钥对信息进行加密，接收方收到密文后，使用私钥进行解密。经典的非对称加密算法包括：RSA、ECC 和国密 SM2。

　　（3）散列算法应该是最常见到的密码学算法了。大量的应用都在使用 MD5 或者 SHA 算法计算一个唯一的 id。

4）身份认证

　　身份认证可以分为两个部分：对外认证和对内认证。对外认证，其实就是应用的登录注册模块，它面向用户进行认证。

　　除了应用本身需要有登录注册的模块，应用的各种内部系统同样需要涉及登录认证的功能，比如：服务器的登录、数据库的登录、Git 的登录、各种内部管理后台的登录等等。这也就是我所说的对内认证。

　　对外认证是单一场景下的认证，对内认证是多场景下的认证。

　　当账号体系变得越来越复杂时，如何对这些账号进行统一的管理，是解决身份认证问题的关键。而单点登录（Single Sign On，SSO）就是一个非常有效的解决方案。

　　单点登录的概念很简单：用户只需要进行一次认证，就可以访问所有的网页、应用和其他产品了。CAS 是一个开源的单点登录框架，它不属于某一种单点登录的实现方式，而是提供了一整套完整的落地方案。

5）访问控制

　　“授权”和“访问控制”其实是同一个概念，都是允许或者禁止某个用户做某件事情。

　　一个主体请求一个客体，这个请求的授权由访问控制来完成。例如在用户去读取文件的过程中，用户是主体，读取这个操作是请求，文件是客体。

　　（1）主体：请求的发起者。主体可以是用户，也可以是进程、应用、设备等任何发起访问请求的来源。

　　（2）客体：请求的接收方，一般是某种资源。比如某个文件、数据库，也可以是进程、设备等接受指令的实体。

　　（3）请求：主体对客体进行的操作。常规的是读、写和执行，也可以进一步细分为删除、追加等粒度更细的操作。

　　常见的访问控制机制有 4 种：DAC、role-BAC、rule-BAC、MAC。

　　（1）DAC（Discretionary Access Control，自主访问控制）。DAC 就是让客体的所有者来定义访问控制规则。

　　你想要从图书馆中拿走一本书。这个时候，管理员说，“你经过这本书的所有人同意了吗？”这个过程就是 DAC。

　　（2）role-BAC（role Based Access Control，基于角色的访问控制）。role-BAC 就是将主体划分为不同的角色，然后对每个角色的权限进行定义。

　　当你想借书的时候，管理员说，“你是学生吗？”这个过程就是 role-BAC。

　　（3）rule-BAC（rule Based Access Control，基于规则的访问控制）。rule-BAC 就是制定某种规则，将主体、请求和客体的信息结合起来进行判定。

　　有一点需要我们注意，需要定义是“默认通过”还是“默认拒绝”。即当某次请求没有命中任何一条规则时，我们是应该让它“通过”还是“拒绝”呢？

　　如果你想要在图书馆借书，管理员会说，“根据规定，持有阅览证就可以借书。”

　　（4）MAC（Mandatory Access Control，强制访问控制）。MAC 是一种基于安全级别标签的访问控制策略。

　　在互联网中，主体和客体被划分为“秘密、私人、敏感、公开”这四个级别。MAC 要求对所有的主体和客体都打上对应的标签，然后根据标签来制定访问控制规则。

　　当你在图书馆排队借书的时候，听到管理员说：“初中生不能借阅高中生的书籍。”这就是一种强制访问控制。

　　相比较来说，DAC 是所有者对客体制定的访问控制策略，role-BAC 是管理员对主体制定的访问控制策略，而 rule-BAC 可以说是针对请求本身制定的访问控制策略。

二、Web安全

　　在 Web 安全这个模块中，我们所谈论的 Web，是指所有基于 HTTP 或者其他超文本传输协议（RPC 等）开发的应用，包括：网页、App、API 接口等等。这类应用的共同点是：通过 HTTP 等文本协议，在客户端和服务端之间进行数据交换。客户端需要将服务端传出的数据展示渲染出来，服务端需要将客户端传入的数据进行对应的处理。而 Web 安全所涉及的正是这些应用中存在的各类安全问题。

　　“Web 安全”涉及的主要内容梳理成了一张表格，你可以利用它来及时回顾。

1）XSS

　　通过给定异常的输入，黑客可以在你的浏览器中，插入一段恶意的 JavaScript 脚本，从而窃取你的隐私信息或者仿冒你进行操作。这就是 XSS 攻击（Cross-Site Scripting，跨站脚本攻击）的原理。

2）SQL注入

　　黑客会通过构造一些恶意的输入参数，在应用拼接 SQL 语句的时候，去篡改正常的 SQL 语意，从而执行黑客所控制的 SQL 查询功能。这个过程，就相当于黑客“注入”了一段 SQL 代码到应用中。这就是我们常说的 SQL 注入。

3）CSRF/SSRF

　　黑客编写带有恶意 JavaScript 脚本的网页，通过“钓鱼”的方式诱导你访问。然后，黑客会通过这些 JavaScript 脚本窃取你保存在网页中的身份信息，通过仿冒你，让你的浏览器发起伪造的请求，最终执行黑客定义的操作。而这一切对于你自己而言都是无感知的。这就是 CSRF（Cross-Site Request Forgery，跨站请求伪造）攻击。

　　用户在浏览器中输入一个 URL（比如某个图片资源），然后服务端会向这个 URL 发起请求，通过访问其他的服务端资源来完成正常的页面展示。这个时候，只要黑客在输入中提交一个内网 URL，就能让服务端发起一个黑客定义的内网请求，从而获取到内网数据。这就是 SSRF（Server Side Request Forgery，服务端请求伪造）的原理。

4）反序列化漏洞

　　应用在输出某个数据的时候，将对象转化成字符串或者字节流，这就是序列化操作。反序列化操作也就是应用将字符串或者字节流变成对象。

　　在数据转换成对象的过程中，应用需要根据数据的内容，去调用特定的方法。而黑客正是利用这个逻辑，在数据中嵌入自定义的代码（比如执行某个系统命令）。应用对数据进行反序列化的时候，会执行这段代码，从而使得黑客能够控制整个应用及服务器。这就是反序列化漏洞攻击的过程。

5）信息泄露

　　避免错误信息泄露代码逻辑，一方面是要通过正确地配置文件，避免错误信息被展示到前端；另一方面是要对错误信息进行检测，这里就需要用到“黑盒”检测了。

　　所谓“黑盒（Black Box Testing，功能测试）”，就是在不获取代码的情况下，直接运行应用，然后对应用的请求和响应进行扫描。比如，在错误信息泄露的场景中，“黑盒”检测可以向应用发起一些必然会导致错误的请求（比如上述例子中的单引号），然后观察应用是返回完整的错误日志，还是返回某些经过处理的页面。

　　除了错误信息之外，间接的信息泄露方式还有两种：返回信息泄露和注释信息泄露。

　　使用一种叫作“白盒”的代码检测方法，来避免关键的注释信息出现在线上的代码中。

　　所谓“白盒（White Box Testing，结构测试）”，即直接获取到线上的源代码，然后对它进行扫描。“白盒”扫描注释信息的原理比较简单，因为每一种语言的注释都会带有特殊的标记（比如 Java 和 PHP 中的 /* 等），可以比较准确地被识别出来。

　　返回信息过于明确不算是代码层面的漏洞，更多的是产品层面的漏洞。因此，理论上没有任何技术手段能够对这种漏洞进行检测，只能依靠人为的分析审计来避免。解决方案也比较简单，直接将返回信息模糊化、统一化即可。比如在登录的场景中，我们可以将两种登录失败的返回信息，统一修改为“用户名不存在或密码错误”。

　　信息泄露最普遍的方式还是直接泄露。这里我会讲两种常见的直接泄露方式。

　　（1）第一种泄露方式与版本管理工具中的隐藏文件有关。通过版本管理工具（比如 SVN 和 Git），你能够很方便地进行代码回滚、备份等操作。

　　（2）除此之外，还有一种最常见、也最不容易注意的泄露方式，那就是上传代码到 GitHub 上。

　　我们可以从以下几个方面进行防护：

　　（1）屏蔽信息：通过技术手段，将不该被访问的资源进行屏蔽，从而避免信息泄露的产生；

　　（2）代码检测：从“白盒”和“黑盒”两个方向，对代码、应用等进行检测，对可能的泄露进行预警；

　　（3）人工审计：对于非技术原因造成的泄露，加强人工审计的工作。同时从公司制度上，去提高员工的安全意识。

6）插件漏洞

　　我准备了几个问题，你可以看看自己是否对所用的插件了如指掌。

　　（1）你所使用的所有插件的版本是什么？（包括前端和后端，直接引用和间接引用）

　　（2）你所使用的这些插件，是否存在漏洞，是否不被维护了，是否被废弃了？

　　（3）你所使用的这些插件，会在哪些地方发布更新信息和漏洞信息？

　　（4）你所使用的这些插件，是否会定期更新？

　　（5）你是否会对更新插件进行完整的测试？

　　（6）你所使用的这些插件，在安全方面，有哪些配置需要关注?

　　“0 day”，即在插件发布修复漏洞的安全补丁之前，黑客就已经知道漏洞细节的漏洞。换一句话说，“0 day”就是只有黑客知晓的未公开漏洞。

　　因为只有黑客知道这个漏洞，而我们连这个漏洞是什么都不知道，所以“0 day”几乎无法防御。除此之外，“0 day”还具备极高的攻击有效性，可以说只要应用使用了对应的插件，黑客几乎“战无不胜”。

　　建立插件漏洞的防护体系。

　　（1）第一步：整理插件，剔除无用插件。

　　（2）第二步：管理插件补丁更新。

　　（3）第三步：使用公开漏洞库。

三、业务安全

1）业务安全体系

　　黑产是基于正常的业务产品逻辑，采取非正常或者批量的操作，来获取利益的行为。业务安全就是通过各类产品策略，来对黑产进行识别和拦截，从而保障业务的正常运行。

　　在业务安全中，业内普遍将攻击者称为“黑产”。之所以会改换一个名称，我认为主要有两点原因。

　　（1）第一，“黑产”强调的是“产业化”。

　　（2）第二，黑客强调的是技术对抗，而“黑产”更看重资源对抗。

　　在基础安全中，我们说过应用的本质是数据，安全的本质是数据的 CIA，我们可以通过黄金法则来保护数据。而业务安全的本质就是保障用户价值不受黑产的恶意影响。保障的方法就是提高黑产的资源成本，使得黑产无法获利。

　　一般来说，黑产会从四个方面进行资源投入，分别是：用户资源、IP 资源、设备资源和操作资源。

　　（1）对于用户资源的对抗，目前主要的方式就是黑名单。

　　（2）黑产会利用“秒拨 IP”来获取大量 IP 资源。所谓“秒拨”，就是指每一次拨号上网，都会分配一个新的 IP 给我们。

　　（3）很多黑产案件中都会出现由大量手机设备组成的“手机墙”。除此之外，也有上游团队将手机做成云控模式，下游黑产可以直接花钱购入可远程操控的真实手机设备。

　　（4）黑产会尝试使用一些自动化的工具，比如按键精灵，让机器来完成游戏的过程。我们和操作资源的对抗，就是在和黑产的自动化工具进行对抗。

2）产品安全方案

　　我对业务安全中 IPDRR 内容的重点讲解。

　　（1）Identify（识别）：和基础安全一样，业务安全的识别阶段主要是进行威胁评估的工作。我们需要找到黑产可能获取到的业务逻辑中的投入成本，比如，应用发放的红包、优惠券等。

　　（2）Protect（保护）：在业务安全中，我们是通过产品方案来实施认证和授权过程的。比如，对于登录过程增加双因子认证和验证码等，就是加强认证的安全性。

　　（3）Detect（检测）：检测阶段主要是风控系统发挥作用。

　　（4）Respond（响应）：发现黑产的攻击后，我们可以通过封禁账号、拦截操作、拒绝提现等方式，来阻止黑产获取利益。

　　（5）Recover（恢复）：最后就是对整个系统进行恢复了。在业务安全中，黑产可能已经盗取了某些账号，或者已经领取了部分红包。这时，我们就需要通过合适的运营机制，将账号返回给原用户，把红包退回到奖金池中。

　　提升应用安全性的产品方案还有很多。例如：

　　（1）在邀约活动中，我们可以适当增加用户任务的难度，如必须连续活跃三天用户才能得到收益；

　　（2）在抽奖活动中，我们可以增加参与抽奖的门槛，如必须是注册一个月以上的老用户才能参加；

　　（3）在排行榜活动中，我们可以将排行榜的计算规则隐藏，让黑产摸不清刷的方式。

3）风控系统

　　风控系统就是从业务数据中挖掘出黑产行为的数据分析系统。

　　产品方案属于事前的防控，是从根本上提高黑产操作的成本；风控系统属于事中的防控，是在检测到黑产行为时才进行拦截。

　　一个完整的风控流程还需要人工进行数据分析、处理用户投诉、监控舆情，并采取应急响应机制。

　　（1）前端 SDK 可以采集各类前端数据，如手机型号、硬件类型等。除此之外，前端 SDK 还会计算出一个唯一的设备指纹，通过这个设备指纹，我们就能够实现对设备行为的追踪。

　　（2）规则引擎会接收到业务提供的原始数据，而想要从中识别出黑产，我们首先需要通过一些统计手段找到其中有用的特征。比如说，我们可以定义，一个设备在 1 分钟内登录 5 次的行为属于异常行为，应当进行拦截。做好一款规则引擎的关键在两个方面：采用正确的工作模式、设计高效的规则管理功能。

4）机器学习

　　机器学习是通过找出未知的规则参数来区分已知的行为。

　　在生活中，我们能够快速地分辨一张图片是猫还是狗。那你有没有思考过，我们是怎么进行识别的？根据五官、颜色还是形状？仔细回想一下，你就会发现，我们往往是根据经验来判断的，很难用文字描述出准确的判断依据。

　　机器学习实际上是对人为经验的一种总结，并不具备创新的能力，所以最终对抗效果的好坏，还是取决于人的对抗能力。

5）设备指纹

　　设备指纹是用来标识手机或者浏览器的唯一 ID，我们能够通过这个 ID 关联到手机或浏览器相关的全部数据。

　　对比于传统的 IP、手机号等 ID，设备指纹具有唯一性高、稳定性强和信息丰富这三个优势。

　　简单来说，唯一性高是指一人一设备，因为使用者不同，每个智能设备上的使用痕迹和特征也具有唯一性。稳定性强也很好理解，就是智能设备的硬件不常更新，它们对应稳定不变的 ID。智能设备能够收集的信息非常丰富，自下而上包括硬件、操作系统、应用信息等。

　　基于这些优势，一方面，设备指纹可以以设备为单位对其相关的行为进行串联，发现诸如使用一个设备进行大规模注册等黑产攻击行为；另一方面，设备指纹可以基于其丰富的设备信息，来识别黑产使用的虚拟设备，帮助风控系统对抗黑产。

　　设备指纹面临的主要挑战。

　　（1）第一，设备重置之后，保持设备指纹不变。

　　（2）第二，设备更新之后，保持设备指纹不变。

　　（3）最后，我们还要保证设备指纹的唯一性，避免两个不同的设备产生相同的设备指纹

　　想要获得准确且稳定的设备指纹，我们必须从多个维度采集不同的信息。这些信息可以大致分为：软件 ID、软件静态特征、硬件静态特征和硬件动态特征。

　　（1）软件 ID 主要包括 iOS 设备的 IDFA、IDFV，Android 设备的 IMEI、MAC 等。这些 ID 本身就是苹果和 Google 为了给 APP 厂商提供追踪能力设计的标识，具备较好的唯一性和稳定性。但是，操作系统为了保障用户隐私，对 APP 的权限做了较多的限制。比如，用户可以自主选择禁止 APP 获取到这些 ID，重置手机也会同时重置这些 ID 等。

　　（2）软件静态特征主要是操作系统和 APP 本身的各类基本信息，比如操作系统版本、手机名称、APP 版本等。这些信息基本都可以通过更新或者手动配置的方式修改，因此在稳定性上表现较差。但是，这些信息能够反映出用户的个人特征，因此，它们能够对设备指纹的唯一性产生较大帮助。

　　（3）硬件静态特征主要是设备的各类硬件信息，比如，主板、CPU、摄像头等相关型号信息。正常用户基本不会去替换设备上的各个硬件，因此硬件静态特征具备较高的稳定性。但同一型号手机的硬件配置是一致的，所以，硬件静态特征在唯一性上相对欠缺。

　　（4）硬件动态特征是目前比较新的研究方向，它的基本原理是基于硬件的一些动态执行层产生的特征（如：加速度传感器的偏差）来识别虚拟设备。

　　设备指纹的 ID 计算其实就是计算两组数据的相似度，相似度越高、差异度越低，就越有可能是同一个设备。

一、安全基础概念

二、Web安全

三、业务安全

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