CSRF攻防之道

Posted 2021-04-25 Le想安全

一、什么是CSRF

CSRF（Cross-siterequest forgery跨站请求伪造）是一种网络的攻击方式，在OWASP Top 10中位列第八。其他安全隐患，比如 SQL 脚本注入，跨站域脚本攻击等在近年来已经逐渐为众人熟知，很多网站也都针对他们进行了防御。然而，对于大多数人来说，CSRF 却依然是一个陌生的概念。即便是大名鼎鼎的 Gmail, 在 2007 年底也存在着 CSRF 漏洞，从而被黑客攻击而使 Gmail 的用户造成巨大的损失。

尽管听起来像跨站脚本（XSS），但它与 XSS 非常不同，并且攻击方式几乎相左。XSS 利用站点内的信任用户（受害者），而 CSRF 通过伪装来自受信任用户的请求来利用受信任的网站，通过社会工程学的手段（如通过电子邮件发送一个链接）来蛊惑受害者进行一些敏感性的操作，如修改密码、修改 E-mail、转账等，而受害者还不知道他已经中招。

CSRF 的破坏力依赖于受害者的权限。如果受害者只是个普通的用户，则一个成功的CSRF 攻击会危害用户的数据以及一些功能；如果受害者具有管理员权限，则一个成功的CSRF 攻击甚至会威胁到整个网站的安全。

与 XSS 攻击相比，CSRF 攻击往往不太流行（因此对其进行防范的资源也相当稀少）和难以防范，故被认为比 XSS 更具危险性。

二、如何实施CSRF攻击

攻击通过在授权用户访问的页面中包含链接或者脚本的方式工作。

如：一个网站用户Bob可能正在浏览聊天论坛，而同时另一个用户Alice也在此论坛中，并且后者刚刚发布了一个具有Bob银行链接的图片消息。设想一下，Alice编写了一个在Bob的银行站点上进行取款的form提交的链接，并将此链接作为图片tag。如果Bob的银行在cookie中保存他的授权信息，并且此cookie没有过期，那么当Bob的浏览器尝试装载图片时将提交这个取款form和他的cookie，这样在没经Bob同意的情况下便授权了这次事务。

CSRF是一种依赖web浏览器的、被混淆过的代理人攻击（deputy attack）。在上面银行示例中的代理人是Bob的web浏览器，它被混淆后误将Bob的授权直接交给了Alice使用。

下面是CSRF的常见特性：

1、依靠用户标识危害网站

2、利用网站对用户标识的信任

3、欺骗用户的浏览器发送HTTP请求给目标站点

三、CSRF的保护对象

CSRF 攻击是黑客借助受害者的cookie 骗取服务器的信任，但是黑客并不能拿到 cookie，也看不到 cookie 的内容。另外，对于服务器返回的结果，由于浏览器同源策略的限制，黑客也无法进行解析。因此，黑客无法从返回的结果中得到任何东西，他所能做的就是给服务器发送请求，以执行请求中所描述的命令，在服务器端直接改变数据的值，而非窃取服务器中的数据。所以，我们要保护的对象是那些可以直接产生数据改变的服务，而对于读取数据的服务，则不需要进行 CSRF 的保护。比如银行系统中转账的请求会直接改变账户的金额，会遭到 CSRF 攻击，需要保护。而查询余额是对金额的读取操作，不会改变数据，CSRF 攻击无法解析服务器返回的结果，无需保护。

四、当前防御 CSRF 的几种策略

1.验证 HTTP Referer 字段

这种方法的显而易见的好处就是简单易行，网站的普通开发人员不需要操心CSRF 的漏洞，只需要在最后给所有安全敏感的请求统一增加一个拦截器来检查 Referer 的值就可以。特别是对于当前现有的系统，不需要改变当前系统的任何已有代码和逻辑，没有风险，非常便捷。

即便是使用最新的浏览器，黑客无法篡改 Referer 值，这种方法仍然有问题。因为 Referer 值会记录下用户的访问来源，有些用户认为这样会侵犯到他们自己的隐私权，特别是有些组织担心 Referer 值会把组织内网中的某些信息泄露到外网中。因此，用户自己可以设置浏览器使其在发送请求时不再提供 Referer。当他们正常访问银行网站时，网站会因为请求没有 Referer 值而认为是 CSRF 攻击，拒绝合法用户的访问。

CSRF 攻击之所以能够成功，是因为黑客可以完全伪造用户的请求，该请求中所有的用户验证信息都是存在于 cookie 中，因此黑客可以在不知道这些验证信息的情况下直接利用用户自己的 cookie 来通过安全验证。要抵御 CSRF，关键在于在请求中放入黑客所不能伪造的信息，并且该信息不存在于 cookie 之中。可以在 HTTP 请求中以参数的形式加入一个随机产生的 token，并在服务器端建立一个拦截器来验证这个 token，如果请求中没有 token或者 token 内容不正确，则认为可能是 CSRF 攻击而拒绝该请求。

3.在 HTTP 头中自定义属性并验证

然而这种方法的局限性非常大。XMLHttpRequest 请求通常用于 Ajax 方法中对于页面局部的异步刷新，并非所有的请求都适合用这个类来发起，而且通过该类请求得到的页面不能被浏览器所记录下，从而进行前进，后退，刷新，收藏等操作，给用户带来不便。另外，对于没有进行 CSRF 防护的遗留系统来说，要采用这种方法来进行防护，要把所有请求都改为 XMLHttpRequest 请求，这样几乎是要重写整个网站，这代价无疑是不能接受的。

五、CSRF 防御方法选择之道

通过上文讨论可知，目前业界应对 CSRF 攻击有一些克制方法，但是每种方法都有利弊，没有一种方法是完美的。如何选择合适的方法非常重要。如果网站是一个现有系统，想要在最短时间内获得一定程度的 CSRF 的保护，那么验证Referer 的方法是最方便的，要想增加安全性的话，可以选择不支持低版本浏览器，毕竟就目前来说，IE7+, FF3+ 这类高版本浏览器的 Referer 值还无法被篡改。

如果系统必须支持 IE6，并且仍然需要高安全性。那么就要使用 token 来进行验证，在大部分情况下，使用 XmlHttpRequest 并不合适，token 只能以参数的形式放于请求之中，若你的系统不支持用户自己发布信息，那这种程度的防护已经足够，否则的话，你仍然难以防范 token 被黑客窃取并发动攻击。在这种情况下，你需要小心规划你网站提供的各种服务，从中间找出那些允许用户自己发布信息的部分，把它们与其他服务分开，使用不同的 token 进行保护，这样可以有效抵御黑客对于你关键服务的攻击，把危害降到最低。毕竟，删除别人一个帖子比直接从别人账号中转走大笔存款严重程度要轻的多。

如果是开发一个全新的系统，则抵御 CSRF 的选择要大得多。笔者建议对于重要的服务，可以尽量使用XMLHttpRequest 来访问，这样增加 token要容易很多。另外尽量避免在js 代码中使用复杂逻辑来构造常规的同步请求来访问需要 CSRF 保护的资源，比如window.location 和document.createElement(“a”) 之类，这样也可以减少在附加 token 时产生的不必要的麻烦。

最后，要记住 CSRF 不是黑客唯一的攻击手段，无论你 CSRF 防范有多么严密，如果你系统有其他安全漏洞，比如跨站域脚本攻击 XSS，那么黑客就可以绕过你的安全防护，展开包括 CSRF 在内的各种攻击，你的防线将如同虚设。

六、总结和展望

可见，CSRF 是一种危害非常大的攻击，又很难以防范。目前几种防御策略虽然可以很大程度上抵御 CSRF 的攻击，但并没有一种完美的解决方案。一些新的方案正在研究之中，比如对于每次请求都使用不同的动态口令，把 Referer 和 token 方案结合起来，甚至尝试修改 HTTP 规范，但是这些新的方案尚不成熟，要正式投入使用并被业界广为接受还需时日。在这之前，我们只有充分重视 CSRF，根据系统的实际情况选择最合适的策略，这样才能把 CSRF 的危害降到最低。