跨站请求伪造（CSRF）-白红宇

跨站请求伪造（CSRF）

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发布时间：2019-06-06

本文共 7408 字，大约阅读时间需要 24 分钟。

1. 什么是跨站请求伪造（CSRF）

　 CSRF（Cross-site request forgery跨站请求伪造，也被称为“One Click Attack”或者 Riding，通常缩写为CSRF或者XSRF，是一种对网站的恶意利用。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，而CSRF则通过伪装来自受信任用户的请求来利用受信任的网站。与XSS攻击相比，CSRF攻击往往不大流行（因此对其进行防范的资源也相当稀少）和难以防范，所以被认为比XSS更具危险性。

　以上是来自百度百科的概念。下面各自举个简单的例子说明：

　 XSS：假设没有预防XSS，我在文章评论区域输入：<scrt>while(1)alert("呵呵")</script> 并且成功提交。那么下次进来这个页面进来，就会不断弹出对话框，导致该页面无法被正常浏览；对此我们在输出内容时，如果该内容是用户输入的，那么就应该进行Html Encode，如上面的脚本就会以普通文本的形式显示出来。不仅如此，攻击脚本还可以读取用户cookie信息，做任何脚本能做的事情。

　 CSRF：与XSS不同，CSRF利用的当前信任用户，让用户不知不觉的“自己提交”数据。例如用户 B 在用户 A 的文章评论区域上传一张图片，如：

[img]http://images2015.cnblogs.com/blog/798800/201512/798800-20151230205214839-1087717627.jpg[/img]

然后把它改成：

[img]http://Another/Forgery.html[/img]

这是一张无效的图片，并且来自于另一个站点。在 Forgery.html 中，伪造者创建一个表单，action指向要攻击的页面，当window.onload 执行时自动提交表单。

那么用户 A 在访问该页面时，就会发起请求到Another/Forgery.html。由于Web的身份验证信息通常会保存在浏览器cookie中，而cookie每次都会随请求提交到服务器，所以这个请求会把cookie 和 Forgery.html 的表单信息一起提交到服务器。服务器对Cookie进行相关验证，并且认为这是一个正常的请求，执行相关操作。

2. 模拟一次攻击

按照上面的思路，接下来我们模拟一次攻击。新建一个mvc项目，主要有两个页面，一个页面用于显示用户姓名和评论，另一个页面用于用户自己修改姓名。只是为了演示，这里我们固定一个用户：张三。如：　　

public class CurrentUser    {        ivate static CurrentUser currentUser = new CurrentUser(){Name="张三"};        public string Name{get;set;}        public static CurrentUser Current        {            get            {                return currentUser;            }        }    }

　　显示页面为：

　　本站点的另一个页面用于修改用户姓名：　　

　　对应Action为Update，为了提高安全性，我们给它标记一个[HttpPost]特性（实际情况这里会进行身份验证，然后根据用户id去修改信息）。如：

[HttpPost]        public ActionResult Update(string name)        {            CurrentUser.Current.Name = name;            return RedirectToAction("Index");        }

　　可以看到上面的评论区域有一个链接，来自另一个站点，它的代码很简单，与我们的修改页面类似，如下：

　　可以看到，该页面表达的action指向了前面的站点的修改页面，并且在页面load完后，就会自动提交。当张三点击这个链接后，会发生什么呢？如下：

3. 如何防止

3.1 尽早防范

　　永远不要相信用户提交的数据。通常我们会在前台和后台对用户的输入进行验证，确保数据的正确性和安全性。以上面的例子，如果用户上传一张图片，然后修改成.html的格式，那么应该不让它保存。我们可以看博客园的例子，如果这样做，可以保存，但显示出来就是普通文本的格式，这样页面加载时就不会对这个url发起请求。再看csdn，则会弹出提示非法输入。

　　cnblogs:　　

　　csdn:　　　

　　当然，这样只是第一道屏障。很多网站也可能像上面可以输入外部链接，如果用户去点击，依然可能被攻击。所以我们还需要进一步防范。

3.2 MVC 的做法

　　前面我们模拟了CSRF的过程，接下看MVC里如何应对这种情况。

　　ValidateAntiForgeryAttribute特性

　　这是一个继承了FilterAttribute 和实现了 IActionFilter 的标记特性，它可以应用在Controller或者Action上面。我们知道实现IActionFilter的 Filter会在 Action执行前进行相关处理，具体逻辑在 IActionFilter接口的 OnAuthorization 方法中。MVC 就是在这个方法中进行验证的。具体是如何验证的呢？

　　AntiForgeryToken方法

　　ValidateAntiForgery特性表示操作需要验证，我们还需要使用HtmlHelper的 AntiForgeryToken方法，这是一个实例方法。具体是在View的表单里调用该方法，该方法会生成一个name为__RequestVerificationToken的 input hidden标签，值就是防伪令牌。除此之外，还会生成一个同样名称并且标记为HttpOnly的cookie，值也是通过加密生成的防伪令牌。ValidateAntiForgery特性的OnAuthorization方法就是根据这两个进行验证的。具体是：

　　1. 用户请求该页面，AntiForgeryToken方法会生成一个input hidden 和 cookie，值都是经过加密处理的Token。

　　2. 用户提交请求，如果Action(Controller)标记了 ValidateAntiForgery特性，则进行验证。

　　 2.1 如果表单没有一个name为 __RequestVerificationToken的元素，则抛出HttpAntiForgeryException。

　　　 2.2 如果没有一个name为__RequestVerificationToken的cookie，则抛出HttpAntiForgeryException。

　　　 2.3 解析input 和 cookie 的值，判断是否匹配（包括用户名、时间等的比较），不匹配则抛出HttpAntiForgeryException。

　　3. 接收到异常，显示错误页或抛出黄页。

　　至于 input 的值和 cookie 的生成，mvc内部会根据当前用户名，时间以及集合 MachineKey 等去加密生成，确保不会轻易被猜出。有兴趣的朋友可以通过了解详细过程。

　　按照上面的做法，我们给Update加上一个[ValidateAntiForgery]特性，并且在表单调用HtmlHelper的AntiForgeryToken方法。此时如果用户点击链接，一样访问了Forgery.html，并且自动提交表单，cookie还是一样会提交，但伪造页面无法知道input hidden 的值，所以无法通过验证。

3.3 WebForm 的做法

　　WebForm 没有 AntiForgeryToken方法可以直接使用，不过知道MVC的实现过程后，我们也可以自己实现一套。

　　在页面表单，像mvc一样，我们也输出一个名称为：_RequestVerificationToken 的 input hidden 标签，值为序列化后的Token，具体是调用 HttpRespose 的扩展方法AntiForgeryToken。AntiForgeryToken方法不仅会输入input hidden，还会将Guid存储在Context.Item，这是一个在一次请求内各个时期可以使用的集合，在页面周期完成后，我们判断是否有这个标记，如果有，还需要将它写入到Cookie当中。

　　表单：


             
      
                   <%=Response.AntiForgeryToken() %>

　　AntiForgeryToken扩展方法：

public static class HttpResposeExtentions    {        public static string AntiForgeryToken(this HttpResponse response)        {            HttpContext context = HttpContext.Current;            if (context == null)            {                throw new InvalidtionException("无效请求！");            }            Guid guid = Guid.NewGuid();            context.Items["_RequestVerificationToken"] = guid;            ObjectStateFormatter formatter = new ObjectStateFormatter();            return string.Format("", formatter.Serialize(guid));                               }    }

　　对于验证Token，和将GUID写入到Cookie是通过一个AntiCsrfModule完成的，它主要拦截页面执行前和执行后两个事件。页面执行后完成上面是否需要将GUID写入Cookie的判断，而页面执行前则判断是否需要验证，以及验证结果，一旦不匹配，就抛出异常。代码如下：

public class AntiCsrfModule : IHttpModule    {        public void Dispose ()        {        }        public void Init(Http app)         {            app.PreRequestHandlerExecute += new EventHandler(app_PreRequestHandlerExecute);            app.PostRequestHandlerExecute += new EventHandler(app_PostRequestHandlerExecute);        }                void app_PreRequestHandlerExecute(object sender, EventArgs e)        {            HttpContext context = ((HttpApplication)sender).Context;            HttpRequest request = context.Request;            IHttpHandler handler = context.Handler;            if (handler.GetType().IsDefined(typeof(ValidationAntiForgeryAttribute), true))            {                if (request.HttpMethod.Equals("POST", StringComparison.CurrentCultureIgnoreCase))                {                    HttpCookie cookie = request.Cookies["_RequestVerificationToken"];                    if (cookie == null)                    {                        throw new InvalidOperationException("无效请求！");                    }                    string value = request.Form["_RequestVerificationToken"];                    if (string.IsNullOrEmpty(value))                    {                        throw new InvalidOperationException("无效请求！");                    }                    ObjectStateFormatter formatter = new ObjectStateFormatter();                    Guid? guid = formatter.Deserialize(value) as Guid?;                    if(guid.HasValue && guid.Value.ToString() == cookie.Value)                    {                        return;                    }                    throw new InvalidOperationException("无效请求！");                }            }        }        void app_PostRequestHandlerExecute(object sender, EventArgs e)        {            HttpContext context = ((HttpApplication)sender).Context;            Guid? guid = context.Items["_RequestVerificationToken"] as Guid?;            if (guid.HasValue)            {                HttpCookie cookie = new HttpCookie("_RequestVerificationToken", guid.Value.ToString());                cookie.HttpOnly = false;                                context.Response.Cookies.Add(cookie);            }        }    }

　　对于需要验证的页面，通过一个ValidateAntiForgeryAttribute特性标记，如下：

public class ValidateAntiForgeryAttribute : Attribute    {    }

　　同样，我们像前面一样模拟一次攻击。结果如我们所想，会抛出黄页。

3.4 方式

　　上面我们都是通过Post 表单的形式提交数据，如果是以ajax提交的呢？我们可以在后台判断请求是否是Ajax请求，如果不是则不允许操作。因为js受同源策略限制，另一个域在没有被授权的情况下，脚本是无法和本域进行通信的。也就是Another/Forgery.html可以以post的形式提交数据到我们后台，但没办法以ajax的形式提交，也没办法调用我们页面的方法或者访问dom元素。

4. 博客园的实现

　　例子就在身边。我们看到博客园【设置基本资料】模块，查看源码就会发现这里用用到了这个技术。

　　表单：