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跨站请求伪造CSRF攻防

高洛峰

Oct 17, 2016 am 10:46 AM

一.CSRF是什么？

　　CSRF（Cross-site request forgery），中文名称：跨站请求伪造，也被称为：one click attack/session riding，缩写为：CSRF/XSRF。

二.CSRF可以做什么？

　　你这可以这么理解CSRF攻击：攻击者盗用了你的身份，以你的名义发送恶意请求。CSRF能够做的事情包括：以你名义发送邮件，发消息，盗取你的账号，甚至于购买商品，虚拟货币转账......造成的问题包括：个人隐私泄露以及财产安全。

三.CSRF漏洞现状

　　CSRF这种攻击方式在2000年已经被国外的安全人员提出，但在国内，直到06年才开始被关注，08年，国内外的多个大型社区和交互网站分别爆出CSRF漏洞，如：NYTimes.com（纽约时报）、Metafilter（一个大型的BLOG网站），YouTube和百度HI......而现在，互联网上的许多站点仍对此毫无防备，以至于安全业界称CSRF为“沉睡的巨人”。

四.CSRF的原理

要完成一次CSRF攻击，受害者必须依次完成两个步骤：

　　1.登录受信任网站A，并在本地生成Cookie。

　　2.在不登出A的情况下，访问危险网站B。

　　看到这里，你也许会说：“如果我不满足以上两个条件中的一个，我就不会受到CSRF的攻击”。是的，确实如此，但你不能保证以下情况不会发生：

　　1.你不能保证你登录了一个网站后，不再打开一个tab页面并访问另外的网站。

　　2.你不能保证你关闭浏览器了后，你本地的Cookie立刻过期，你上次的会话已经结束。（事实上，关闭浏览器不能结束一个会话，但大多数人都会错误的认为关闭浏览器就等于退出登录/结束会话了......）

　　3.上图中所谓的攻击网站，可能是一个存在其他漏洞的可信任的经常被人访问的网站。

　　上面大概地讲了一下CSRF攻击的思想，下面我将用几个例子详细说说具体的CSRF攻击，这里我以一个银行转账的操作作为例子（仅仅是例子，真实的银行网站没这么傻:>）

　　示例1：

　　银行网站A，它以GET请求来完成银行转账的操作，如：http://www.mybank.com/Transfer.php?toBankId=11&money=1000

　　危险网站B，它里面有一段HTML的代码如下：

　　跨站请求伪造CSRF攻防

　　首先，你登录了银行网站A，然后访问危险网站B，噢，这时你会发现你的银行账户少了1000块......

　　为什么会这样呢？原因是银行网站A违反了HTTP规范，使用GET请求更新资源。在访问危险网站B的之前，你已经登录了银行网站A，而B中的以GET的方式请求第三方资源（这里的第三方就是指银行网站了，原本这是一个合法的请求，但这里被不法分子利用了），所以你的浏览器会带上你的银行网站A的Cookie发出Get请求，去获取资源“http://www.mybank.com/Transfer.php?toBankId=11&money=1000”，结果银行网站服务器收到请求后，认为这是一个更新资源操作（转账操作），所以就立刻进行转账操作......

　　示例2：

　　为了杜绝上面的问题，银行决定改用POST请求完成转账操作。

　　银行网站A的WEB表单如下：　　

    <form action="Transfer.php" method="POST">
　　　　<p>ToBankId: <input type="text" name="toBankId" /></p>
　　　　<p>Money: <input type="text" name="money" /></p>
　　　　<p><input type="submit" value="Transfer" /></p>
　　</form>

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　后台处理页面Transfer.php如下：

    <?php
　　　　session_start();
　　　　if (isset($_REQUEST[&#39;toBankId&#39;] &&　isset($_REQUEST[&#39;money&#39;]))
　　　　{
　　　　    buy_stocks($_REQUEST[&#39;toBankId&#39;],　$_REQUEST[&#39;money&#39;]);
　　　　}
　　?>

登录后复制

　　危险网站B，仍然只是包含那句HTML代码：

　　跨站请求伪造CSRF攻防

　　和示例1中的操作一样，你首先登录了银行网站A，然后访问危险网站B，结果.....和示例1一样，你再次没了1000块～T_T，这次事故的原因是：银行后台使用了$_REQUEST去获取请求的数据，而$_REQUEST既可以获取GET请求的数据，也可以获取POST请求的数据，这就造成了在后台处理程序无法区分这到底是GET请求的数据还是POST请求的数据。在PHP中，可以使用$_GET和$_POST分别获取GET请求和POST请求的数据。在JAVA中，用于获取请求数据request一样存在不能区分GET请求数据和POST数据的问题。

　　示例3：

　　经过前面2个惨痛的教训，银行决定把获取请求数据的方法也改了，改用$_POST，只获取POST请求的数据，后台处理页面Transfer.php代码如下：

   <?php
　　　　session_start();
　　　　if (isset($_POST[&#39;toBankId&#39;] &&　isset($_POST[&#39;money&#39;]))
　　　　{
　　　　    buy_stocks($_POST[&#39;toBankId&#39;],　$_POST[&#39;money&#39;]);
　　　　}
　　?>

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　　然而，危险网站B与时俱进，它改了一下代码：

<html>
　　<head>
　　　　<script type="text/javascript">
　　　　　　function steal()
　　　　　　{
          　　　　 iframe = document.frames["steal"];
　　     　　      iframe.document.Submit("transfer");
　　　　　　}
　　　　</script>
　　</head>
　　<body onload="steal()">
　　　　<iframe name="steal" display="none">
　　　　　　<form method="POST" name="transfer"　action="http://www.myBank.com/Transfer.php">
　　　　　　　　<input type="hidden" name="toBankId" value="11">
　　　　　　　　<input type="hidden" name="money" value="1000">
　　　　　　</form>
　　　　</iframe>
　　</body>
</html>

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如果用户仍是继续上面的操作，很不幸，结果将会是再次不见1000块......因为这里危险网站B暗地里发送了POST请求到银行!

　　总结一下上面3个例子，CSRF主要的攻击模式基本上是以上的3种，其中以第1,2种最为严重，因为触发条件很简单，一个就可以了，而第3种比较麻烦，需要使用JavaScript，所以使用的机会会比前面的少很多，但无论是哪种情况，只要触发了CSRF攻击，后果都有可能很严重。

　　理解上面的3种攻击模式，其实可以看出，CSRF攻击是源于WEB的隐式身份验证机制！WEB的身份验证机制虽然可以保证一个请求是来自于某个用户的浏览器，但却无法保证该请求是用户批准发送的！

五.CSRF的防御

CSRF 的防范机制有很多种，防范的方法也根据 CSRF 攻击方式的不断升级而不断演化。常用的有检查 Refer 头部信息，使用一次性令牌，使用验证图片等手段。出于性能的考虑，如果每个请求都加入令牌验证将极大的增加服务器的负担，具体采用那种方法更合理，需要谨慎审视每种保护的优缺点。

1. 检查 HTTP 头部 Refer 信息，这是防止 CSRF 的最简单容易实现的一种手段。根据 RFC 对于 HTTP 协议里面 Refer 的定义，Refer 信息跟随出现在每个 Http 请求头部。Server 端在收到请求之后，可以去检查这个头信息，只接受来自本域的请求而忽略外部域的请求，这样就可以避免了很多风险。当然这种检查方式由于过于简单也有它自身的弱点：

a) 首先是检查 Refer 信息并不能防范来自本域的攻击。在企业业务网站上，经常会有同域的论坛，邮件等形式的 Web 应用程序存在，来自这些地方的 CSRF 攻击所携带的就是本域的 Refer 域信息，因此不能被这种防御手段所阻止。

b) 同样，某些直接发送 HTTP 请求的方式（指非浏览器，比如用后台代码等方法）可以伪造一些 Refer 信息，虽然直接进行头信息伪造的方式属于直接发送请求，很难跟随发送 cookie，但由于目前客户端手段层出不穷，flash，javascript 等大规模使用，从客户端进行 refer 的伪造，尤其是在客户端浏览器安装了越来越多的插件的情况下已经成为可能了。

2. 使用一次性令牌，这是当前 Web 应用程序的设计人员广泛使用的一种方式，方法是对于 Get 请求，在 URL 里面加入一个令牌，对于 Post 请求，在隐藏域中加入一个令牌。这个令牌由 server 端生成，由编程人员控制在客户端发送请求的时候使请求携带本令牌然后在 Server 端进行验证。但在令牌的设计上目前存在着几个错误的方案：

a) 使用和 Session 独立的令牌生成方式。这种令牌的值和 Session 无关，因此容易被其他用户伪造。这里的其他用户指的是当前 Web 应用程序的其他用户和活跃在网络传输阶段各个设置上的监听者，这种恶意用户可能使用自己的令牌来进行替换以便达到伪造的目的。

b) 完全使用 Session 认证信息作为令牌的生成方式。这种保护方式对于保护 CSRF 是起了作用的，但是可能会造成其他危害，具体来说，如果某些 URL 或者网页被拷贝下来与其他人共享，那么这些 URL 或者拷贝下来的网页中可能会含有用户的会话信息，这种信息一旦被恶意用户获得，就能造成极大的危害。

因此，一个正确的令牌设计应该是使用 Session 信息做 Hash，用得出的哈希值来做 CSRF 的令牌。

3. 使用验证图片，这种方法的出现的作用是对于机器人暴力攻击的防止。但在 CSRF 的防范上，也有一些安全性要求比较高的的应用程序结合验证图片和一次性令牌来做双重保护。由于这种图片验证信息很难被恶意程序在客户端识别，因此能够提高更强的保护。当客户端的浏览器可能已经处于一种不安全的环境中的情况下（比如客户端的安全级别设置较低，客户端浏览器安装了不安全的插件等）。

以上给的这些只是防范 CSRF 的比较通用的一些方法，Web 开发人员可以根据自己对自己的应用程序的功能的理解来确定安全级别的要求从而选择使用不同的保护措施，也推荐在同一应用程序内部结合使用多种方法来进行保护。

注：加防也会极大的影响性能，就如在高速路上放一个收费站，建议只在重要操作上加防。如位慎重考虑。

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