Spring MVC防御CSRF、XSS和SQL注入攻击
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:
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:
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：
<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）
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：
<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：
<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>
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：
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）
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:
然后在后台提交的时候验证token ：
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：
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：
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：
<param-name>defaultHtmlEscape</param-name>
<param-value>true</param-value>
</context-param>
Forms加上：
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:
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 ：
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-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: 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）
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：
检测结果还可以保持为专业的pdf检测报告
业界安全编程标准最佳实践
- OWASP Guide
- SANS CWE Top 25
- CERT Secure Coding
- The CERT Oracle Secure Coding Standard for Java
- The CERT Oracle Secure Coding Standard for C++
- The CERT Oracle Secure Coding Standard for C
- The CERT Oracle Secure Coding Standard for Perl
- 2011 CWE/SANS Top 25 Most Dangerous Software Errors
- Top 10 Secure Coding Practices