Spring MVC防御CSRF、XSS和SQL注入攻击

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本文说一下SpringMVC如何防御CSRF(Cross-site request forgery跨站请求伪造)和XSS(Cross site script跨站脚本攻击)。

说说CSRF

对CSRF来说,其实Spring3.1、ASP.NET MVC3、Rails、Django等都已经支持自动在涉及POST的地方添加Token(包括FORM表单和AJAX POST等),似乎是一个tag的事情,但如果了解一些实现原理,手工来处理,也是有好处的。因为其实很多人做web开发,但涉及到web安全方面的都是比较资深的开发人员,很多人安全意识非常薄弱,CSRF是什么根本没有听说过。所以对他们来说,CSRF已经是比较高深的东西了。先说说什么是CSRF?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。CSRF一般都是利用你的已登录已验证的身份来发送恶意请求。比较著名的一个例子就是2009年黑客利用Gmail的一个CSRF漏洞成功获取好莱坞明星Vanessa Hudgens的独家艳照。其攻击过程非常简单,给该明星的gmail账户发了一封email,标题是某大导演邀请你来看看这个电影,里面有个图片:<img src=”https://mail.google.com/mail?ui=2&fw=true&fwe=hacker@email.com”>,结果她登录Gmail,打开邮件就默默无闻的中招了,所有邮件被转发到黑客的账号。因为当时Gmail设置转发的设置页面有漏洞,其设置方法是打开一个窗口,点击确定后实际URL是https://mail.google.com/mail?ui=2&fw=true&fwe=newMail@email.com:

fevesef

其实即使不是在同一个页面打开,在不同的tab打开也是一样可以通过网站登录验证的,因为受害者首先已经登录了网站,在浏览网站的过程中,若网站设置了Session cookie,那么在浏览器进程的生命周期内,即使浏览器同一个窗口打开了新的tab页面,Session cookie也都是有效的,他们在浏览器同一个窗口的多个tab页面里面是共享的(注:现在Gmail支持多个tab同时持有多个SessionID)。所以攻击步骤是,第一,受害者必须在同一浏览器窗口(即使不是同一tab)内访问并登陆目标站点;第二,这使得Session cookie有效,从而利用受害者的身份进行恶意操作。

再举个实际的例子,假设我们界面上有删除某一项的链接,例如:<a href=”javascript:void(0)” onclick=”region_del.do?name=0000001″>Delete</a>;

其Java Spring MVC后台有个函数是删除某个item,注意是GET不是POST:

@RequestMapping(value = “region_del.do”, method = RequestMethod.GET)
public String regionDel(@RequestParam String name, Locale locale)
{
//Delete region name=@name….return “redirect:/region.html”;
}

点击界面上那个<a href=”javascript:void(0)” onclick=”region_del.do?name=0000001″>Delete</a>链接,就后台删除某项,看起来非常正常啊。

好,现在你登录你的网站,然后在另外一个tab打开这个html文件:

<!DOCTYPE html PUBLIC “-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN” “http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd”>
<html xmlns=”http://www.w3.org/1999/xhtml” xml:lang=”en” lang=”en”>
<head>
<meta http-equiv=”Content-Type” content=”text/html; charset=utf-8″ />
<title>hack</title>
</head>
<body>
<img src=”http://localhost/testsite/region_del.do?name=0000001″/>
</body>
</html>

发现同样被删除了某项。试想,如果是网银,你的钱已经被转账……(除了referer不一样,session cookie被利用)

1111 222

好了,现在 后台改成POST(写操作尽量用POST),前台界面那个删除的链接改成Form提交:

<form action=”region_del.do” method=”POST”>
<input type=”hidden” name=”name” value=”0000001″>
<input type=”submit” value=”Delete” />
</form>

看起来安全多了。OK,现在你登录你的网站,然后在另外一个tab打开这个html文件:

<!DOCTYPE html PUBLIC “-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN” “http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd”>
<html xmlns=”http://www.w3.org/1999/xhtml” xml:lang=”en” lang=”en”>
<head>
<title>Hack</title>
<script>
function steal(){
var mySubmit = document.getElementById(‘steal_form’);
mySubmit.submit();
}
</script>
</head>
<body onload=’steal()’>
<form id = “steal_form” method=”POST” action=”http://localhost/testsite/region_del.do”>
<input type=”hidden” name=”func” value=”post”>
<input type=”hidden” name=”name” value=”0000001″>
</form>
</body>
</html>
发现同样被删除了某项。试想,如果是网银,你的钱已经被转账……

当然,你如果前台还是用链接,但改成js,用AJAX POST提交,也是一样的效果:

 

$.ajax({
type: “POST”,
url:….
});

解决办法就是在Form表单加一个hidden field,里面是服务端生成的足够随机数的一个Token,使得黑客猜不到也无法仿照Token

先写一个类,生成足够随机数的Token(注:Java的Random UUID已经足够随机了,参考这个和这个)

package com.ibm.cn.web.beans;

import java.util.UUID;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpSession;

/**
* A manager for the CSRF token for a given session. The {@link #getTokenForSession(HttpSession)} should used to
* obtain the token value for the current session (and this should be the only way to obtain the token value).
* ***/

public final class CSRFTokenManager {

/**
* The token parameter name
*/
static final String CSRF_PARAM_NAME = “CSRFToken”;

/**
* The location on the session which stores the token
*/
public static final  String CSRF_TOKEN_FOR_SESSION_ATTR_NAME = CSRFTokenManager.class
.getName() + “.tokenval”;

public static String getTokenForSession(HttpSession session) {
String token = null;

// I cannot allow more than one token on a session – in the case of two
// requests trying to
// init the token concurrently
synchronized (session) {
token = (String) session
.getAttribute(CSRF_TOKEN_FOR_SESSION_ATTR_NAME);
if (null == token) {
token = UUID.randomUUID().toString();
session.setAttribute(CSRF_TOKEN_FOR_SESSION_ATTR_NAME, token);
}
}
return token;
}

/**
* Extracts the token value from the session
*
* @param request
* @return
*/
public static String getTokenFromRequest(HttpServletRequest request) {
return request.getParameter(CSRF_PARAM_NAME);
}

private CSRFTokenManager() {
};

}

打开Form页面的时候在服务端生成Token并保存到Session中,例如:model.addAttribute(“csrf”, CSRFTokenManager.getTokenForSession(this.session));

然后在Form中添加Hidden field:

<input type=”hidden” name=”CSRFToken” value=”${csrf}” />

然后在后台提交的时候验证token :

@RequestMapping(value = “region_del.do”, method = RequestMethod.GET)
public String regionDel(@RequestParam String name, @RequestParam String CSRFToken, Locale locale)
{
if(CSRFToken == null || !CSRFToken.equals(session.getAttribute(CSRFTokenManager.CSRF_TOKEN_FOR_SESSION_ATTR_NAME).toString())){
logger.debug(“CSRF attack detected. URL: region_edit.do”);
return “redirect:/login.form”;
}//Delete region name=@name….return “redirect:/region.html”;
}

你还可以把上面的步骤写到BaseController里面,或者写到拦截器里面,拦截所有POST请求,验证CSRF Token。这里掠过….

如果你用AJAX POST的方法,那么后台一样,前台也要有Hidden field保存Token,然后在提交AJAX POST的时候加上该csrf参数即可。(更多csrf参考这个和这个。)

 

AJAX POST的CSRF防御

 

首先在页面进入的时候从后台生成一个Token(每个session),放到一个Hidden input(用Spring tag或freemarker可以写) 。然后在ajax post提交的时候放到http请求的header里面:

    var headers = {};
headers[‘__RequestVerificationToken’] = $(“#CSRFToken”).val();$.ajax({
type: “POST”,
headers: headers,
cache: false,
url: base + “ajax/domain/delete.do”,
data: “id=123″,
dataType:”json”,
async: true,
error: function(data, error) {},
success: function(data)
{}
});

然后在后台controller里面校验header里面这个token,也可以把这个函数放到baseController里面:

protected boolean isValidCsrfHeaderToken() {
if (getRequest().getHeader(“__RequestVerificationToken”) == null
|| session
.getAttribute(CSRFTokenManager.CSRF_TOKEN_FOR_SESSION_ATTR_NAME) == null
|| !this.getRequest()
.getHeader(“__RequestVerificationToken”)
.equals(session
.getAttribute(
CSRFTokenManager.CSRF_TOKEN_FOR_SESSION_ATTR_NAME)
.toString())) {
return false;
}
return true;
}

xss

关于xss的介绍可以看这个和这个网页,具体我就讲讲Spring MVC里面的预防:

web.xml加上:

<context-param>
<param-name>defaultHtmlEscape</param-name>
<param-value>true</param-value>
</context-param>

Forms加上:

 

<spring:htmlEscape defaultHtmlEscape=”true” />

 

更多信息查看OWASP的页面

 

第二种方法是手动escape,例如用户可以输入:<script>alert()</script> 或者输入<h2>abc<h2>,如果有异常,显然有xss漏洞。

首先添加一个jar包:commons-lang-2.5.jar ,然后在后台调用这些函数:StringEscapeUtils.escapeHtml(string); StringEscapeUtils.escapeJavaScript(string); StringEscapeUtils.escapeSql(string);

前台js调用escape函数即可。

 

第三种方法是后台加Filter,对每个post请求的参数过滤一些关键字,替换成安全的,例如:< > ‘ ” \ /  # &

方法是实现一个自定义的HttpServletRequestWrapper,然后在Filter里面调用它,替换掉getParameter函数即可。

首先添加一个XssHttpServletRequestWrapper:

package com.ibm.web.beans;

import java.util.Enumeration;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletRequestWrapper;

public class XssHttpServletRequestWrapper extends HttpServletRequestWrapper {
public XssHttpServletRequestWrapper(HttpServletRequest servletRequest) {
super(servletRequest);
}
public String[] getParameterValues(String parameter) {
String[] values = super.getParameterValues(parameter);
if (values==null)  {
return null;
}
int count = values.length;
String[] encodedValues = new String[count];
for (int i = 0; i < count; i++) {
encodedValues[i] = cleanXSS(values[i]);
}
return encodedValues;
}
public String getParameter(String parameter) {
String value = super.getParameter(parameter);
if (value == null) {
return null;
}
return cleanXSS(value);
}
public String getHeader(String name) {
String value = super.getHeader(name);
if (value == null)
return null;
return cleanXSS(value);
}
private String cleanXSS(String value) {
//You’ll need to remove the spaces from the html entities below
value = value.replaceAll(“<“, “& lt;”).replaceAll(“>”, “& gt;”);
value = value.replaceAll(“\\(“, “& #40;”).replaceAll(“\\)”, “& #41;”);
value = value.replaceAll(“‘”, “& #39;”);
value = value.replaceAll(“eval\\((.*)\\)”, “”);
value = value.replaceAll(“[\\\”\\\’][\\s]*javascript:(.*)[\\\”\\\’]”, “\”\””);
value = value.replaceAll(“script”, “”);
return value;
}

}

然后添加一个过滤器XssFilter :

package com.ibm.web.beans;

import java.io.IOException;

import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.FilterConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class XssFilter implements Filter {
FilterConfig filterConfig = null;

public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
this.filterConfig = filterConfig;
}

public void destroy() {
this.filterConfig = null;
}

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

最后在web.xml里面配置一下,所有的请求的getParameter会被替换,如果参数里面 含有敏感词会被替换掉:

  <filter>
<filter-name>XssSqlFilter</filter-name>
<filter-class>com.ibm.web.beans.XssFilter</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
<filter-name>XssSqlFilter</filter-name>
<url-pattern>/*</url-pattern>
<dispatcher>REQUEST</dispatcher>
</filter-mapping>

(这个Filter也可以防止SQL注入攻击)

 

登录页面的攻击例子

假设登录页面有个输入用户名和密码的输入框,可以有很多Xss/csrf/注入钓鱼网站/SQL等的攻击手段,例如:

 

 输入用户名 :    >”‘><script>alert(1779)</script>
输入用户名:     usera>”‘><img src=”javascript:alert(23664)”>
输入用户名:     “‘><IMG SRC=”/WF_XSRF.html–end_hig–begin_highlight_tag–hlight_tag–“>
输入用户名:     usera'”><iframe src=http://demo.testfire.net–en–begin_highlight_tag–d_highlight_tag–>

Web安全漏洞检测工具

推荐使用IBM Rational AppScan(IBM Rational AppScan下载、版权购买和破解、注册码自己解决)

rattt

可以录制脚本,设置URL,如果网站需要登录,可以设置自动登录:

raty

检测结果还可以保持为专业的pdf检测报告

ratu

 

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