Tomcat怎样防止跨站请求伪造(CSRF)

Posted 2021-04-25 Tomcat那些事儿

对于CSRF，可能一些朋友比较陌生。我们下面先简单介绍下。

什么是CSRF呢，我们看下Wikipedia的说明：

Cross-site request forgery，即跨站请求伪造，也称为 "One Click Attach" 或者"Session Riding"，常缩写成CSRF。是通过伪装来自受信任用户的请求来利用受信任的网站。

其中，说起CSRF，经常会举的一个例子，是这样的：

用户A在访问网上银行，在银行网站里进行了一些操作后。

之后点击了一个陌生的链接。而这个链接，是用户B提供的一个恶意网页W，网页W内也包含访问和用户A相同银行信息的链接，可能是转帐，也可能是修改密码。

此时如果A的认证信息还未过期，就会被直接利用，成功帮助W进行了银行网站的对应操作，而这一切，都是在A不知情的情况下进行的。

为了防范CSRF，常见的方式有：

• 请求中包含随机token信息

• Cookie中包含csrf token信息

• 其他的验证请求头Refer等...

在Tomcat中，默认提供了一个防范CSRF的好工具: CSRF Prevention Filter。

Tomcat默认提供了各类的Filter，处理不同的场景和需求。像我们前面介绍过的处理编码的，还有进行跨域处理的等等。今天介绍的CSRF Prevention Filter也是其中的一个。

整个Filter的工作流程可以概括成以下内容：

该Filter为Web应用提供了基本的CSRF 保护。它的filter mapping对应到/*

并且所有返回到页面上的链接，都通过调用HttpServletResponse#encodeRedirectURL(String) 或者 HttpServletResponse#encodeURL(String)进行编码。实现机制是生成一个token并且将其保存到session中，URL的encode也使用同样的token，当请求到达时，会比较请求中的token和session中的token是否一致，只有相同的才允许继续执行。

我们通过一个例子，深入源码，来了解下内部的实现细节。

还是使用Tomcat自带的Manager应用来看下。

在其web.xml中，有这样的配置：

下面的内容是CsrfPreventionFilter的doFilter方法，

我们注意到前面的配置里包含一个entryPoints，对照代码，马上就能明白，这项配置用来做类似于exclude的功能，在配置中的映射，可以跳过检查。

而如果没有在entryPoints中，同时在session存在，但不包含对应的Nonce，就会直接返回403(SC_FORBIDDEN)。

如果session不存在，就会在doFilter中走到下面的内容：

做为初次请求，会在session中保存对应的Attribute，同时添加到一个LruCache中。这里的重点在于，使用了HttpServletResponseWrapper的子类CsrfResponseWrapper替换了它做为response传入后续的流程。

所以，后面所有调用encodeUrl的地方，其实实际调用到的是这个：

public String encodeURL(String url) {

            return addNonce(super.encodeURL(url));

}

addNonce对应的，是在传入URL后面增加csrf token或者是nonce的标识，用于后续请求时的识别。

页面具体的编码操作，则是对response的encodeURL的使用，也就是我们上面addNonce的使用：

对应到Manager应用，它的页面是通过Servlet输出的，所以具体的逻辑在Java文件中，我们在页面上的连接观察到，此时获取应用列表的请求URL变成了这样：

http://localhost:8080/manager/html/list?org.apache.catalina.filters.CSRF_NONCE=6BC061DD606D7BA1BDEF7F40657F0C47

每个不在entryPoints中的请求，都会加上org.apache.catalina.filters.CSRF_NONCE=6BC061DD606D7BA1BDEF7F40657F0C47

这种形式的URL输出，就是在页面上调用encodeURL的结果，对应的Manager中的代码是这个样子：

以上，就是CSRF Prevetion Filter实现的原理和细节。当然，上面返回403的地方，以及生成nonce的地方，都可以通过Filter提供的参数来进行配置，分别对应到denyStatus和randomClass。后者需要提供一个Random的实现。

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