XSS攻击原理及危害，说的太详细了！(值得收藏)

标签：XSS 危害 URL 恶意代码用户收藏跳转攻击者

随着互联网的高速发展，信息安全问题已经成为企业最为关注的焦点之一，在移动互联网时代，web除了传统的 XSS、CSRF 等安全问题之外，又时常遭遇网络劫持、非法调用 Hybrid API 等新型安全问题。当然，浏览器自身也在不断在进化和发展，不断引入 CSP、Same-Site Cookies 等新技术来增强安全性，但是仍存在很多潜在的威胁，这需要技术人员不断进行“查漏补缺”。

近几年，我们面临很多安全挑战，也积累了大量的实践经验。我们梳理了常见的XSS安全问题以及对应的解决方案，希望可以帮助技术人员在日常开发中不断预防和修复安全漏洞。

一. 为什么会有 xss 攻击

因为前端输入的不可信，就会导致恶意代码在浏览器中执行。
1. 通过一个异常的输入，在用户的浏览器中插入恶意的 javascript 脚本。
2. 直接添加一个有恶意脚本的网页，诱导用户打开。
3. 将恶意脚本以话题的方式提交到论坛中，诱使网站管理员打开这个话题，从而获得管理员权限，控制整个网站。

二. xss 攻击的种类

1. 存储型 XSS - 存储在数据库中

攻击者将恶意代码提交到目标网站的数据库中。
用户打开目标网站时，网站服务端将恶意代码从数据库取出，拼接在 HTML 中返回给浏览器。
用户浏览器接收到响应后解析执行，混在其中的恶意代码也被执行。
恶意代码窃取用户数据并发送到攻击者的网站，或者冒充用户的行为，调用目标网站接口执行攻击者指定的操作。

这种攻击常见于带有用户保存数据的网站功能，如论坛发帖、商品评论、用户私信等

存储型 xss 案例：

在UGC（User-generated Content，用户生产内容，百度贴吧，微博等）业务上，比较容易出现存储型 xss 漏洞。

如何解决：

属性值过滤
重写
参考：腾讯安全应急响应中心：https://security.tencent.com/index.php/blog/msg/53

2. 反射型 XSS

攻击者构造出特殊的 URL，其中包含恶意代码。
用户打开带有恶意代码的 URL 时，网站服务端将恶意代码从 URL 中取出，拼接在 HTML 中返回给浏览器。
用户浏览器接收到响应后解析执行，混在其中的恶意代码也被执行。
恶意代码窃取用户数据并发送到攻击者的网站，或者冒充用户的行为，调用目标网站接口执行攻击者指定的操作。

反射型 XSS 漏洞常见于通过 URL 传递参数的功能，如网站搜索、跳转等

反射型 xss案例：

script 标签出现在 url
jacascript：代码出现在url
jAvascRipt: 代码出现在url

解决：白名单解决法，在白名单内就返回页面，不再一律返回404

某天，公司做需要一个搜索页面，根据 URL 参数决定关键词的内容。代码如下：

<input type="text" value="<%= getParameter("keyword") %>">
<button> 搜索 </button>
<div> 
    您搜索的关键字是：<%= getParameter("keyword") %>
<div>

如果黑客构造一下的url，就可以轻易发起攻击。

http://xxx/search?keyword="><script>alert('XSS');</script>

当浏览器请求 http://xxx/search?keyword="><script>alert('XSS');</script> 时，服务端会解析出请求参数keyword，得到"><script>alert('XSS');</script>，拼接到 HTML 中返回给浏览器。形成了如下的 HTML：

<input type="text" value=""><script>alert('XSS');</script>">
<button>搜索</button>
<div>
  您搜索的关键词是："><script>alert('XSS');</script>
</div>

问题的原因是，浏览器把用户的输入当成了脚本进行了执行。
解决办法：只要告诉浏览器这段内容是文本就可以解决了

于是有了下面这段代码：

<input type="text" value="<%= escapeHTML(getParameter("keyword")) %>" >
<button>搜索</button>
<div>
  您搜索的关键词是: <%= escapeHTML(getParameter("keyword")) %>
</div>

escapeHTML()按照如下规则进行转义：

转义之后确实可以解决上面的那个利用标签闭合，进行攻击的情况。但是新的问题继续有：
如果 url 是这样的形式：http://xxx/?redirect_to=javascript:alert('XSS')，展示在页面的一个 a 标签上：

<a href="javascript:alert(&#x27;XSS&#x27;)">跳转...</a>

点击 a 标签，还是会弹出 xss，原来不仅仅是特殊字符，连javascript:这样的字符串如果出现在特定的位置也会引发 XSS 攻击。

考虑到只要 URL 的开头不是javascript:，是不是就可以解决上面的问题。
代码如下：

// 禁止 URL 以 "javascript:" 开头
xss = getParameter("redirect_to").startsWith('javascript:');
if (!xss) {
  <a href="<%= escapeHTML(getParameter("redirect_to"))%>">
    跳转...
  </a>
} else {
  <a href="/404">
    跳转...
  </a>
}

这样就安全了吗？不是的。
如果 url 的链接是这样的：http://xxx/?redirect_to=jAvascRipt:alert('XSS')，或 http://xxx/?redirect_to=%20javascript:alert('XSS')
依旧可以完成 xss 攻击。

那么如何解决呢？可以通过白名单的方法。

代码如下：

// 根据项目情况进行过滤，禁止掉 "javascript:" 链接、非法 scheme 等
allowSchemes = ["http", "https"];

valid = isValid(getParameter("redirect_to"), allowSchemes);

if (valid) {
  <a href="<%= escapeHTML(getParameter("redirect_to"))%>">
    跳转...
  </a>
} else {
  <a href="/404">
    跳转...
  </a>
}

总结：

攻击者利用用户输入片段，拼接特殊格式的字符串，突破原有位置的限制，形成了代码片段。
通过 HTML 转义，可以防止部分 XSS 攻击。（不同情况下，需要采用不同的转义规则）
如果数据是以 json 的形式，内联到 html 中，插入 json 的地方不能用 escapeHTML() 转义，这样会破坏json格式。
如果 json 中包含字符串 </script> 时, 会闭合前一个 <script> 标签，通过增加一个<script>标签，就可以完成注入。
对于链接跳转，如<a href="xxx"或location.href="xxx"，要检验其内容，禁止以javascript:开头的链接，和其他非法的 scheme。

3. 基于 DOM 的 XSS（其实是一种特殊类型的反射型 xss）

1. 攻击者构造出特殊的 URL，其中包含恶意代码。
2. 用户打开带有恶意代码的 URL。
3. 用户浏览器接收到响应后解析执行，前端 JavaScript 取出 URL 中的恶意代码并执行。
4. 恶意代码窃取用户数据并发送到攻击者的网站，或者冒充用户的行为，调用目标网站接口执行攻击者指定的操作。

DOM 型 XSS 跟前两种 XSS 的区别：DOM 型 XSS 攻击中，取出和执行恶意代码由浏览器端完成，属于前端 JavaScript 自身的安全漏洞，而其他两种 XSS 都属于服务端的安全漏洞。

dom 型 xss 案例

取值写入页面或动态执行

想要在客户端实现接受参数并写入页面或动态执行，就不得不用到JavaScript“三姐妹”，她们分别是：innerHTML、document.write、eval。
- 直接从URL的锚参数（即位于#后面的参数）中取值，不经过任何处理直接innerHTML写入页面，如果攻击者构造这样的 url ：
  http://xxx.com/xxx.htm#msg=<img /src=x one rror=alter(1)/>
  
  由于整个攻击不需要像服务端发送任何数据，所以即使业务接入了 web 应用防火墙（WAF），也无法抓到这类 dom xss。
- 从 cookie中取值
  直接从cookie中取值写入页面或动态执行，原理基本同从URL中的取参数值写入页面或动态执行，只是换了一个取值来源而已。
  但同时我们注意到，还有一种较为特殊的业务场景，取cookie键值，动态拼接要页面引入前端资源的URL。
  代码如下：

如果window.isp取到的值为“www.attacker.com/”，最终拼接出来的静态资源URL路径为：http://www.attacker.com/victim.com，因为“.”和“/”都不在转义范围内，导致攻击者可以向页面引入自己站点下的恶意js文件，进而实施DOM-XSS攻击.

从localStorage、Referer、Window name、SessionStorage中的取参数值写入页面或动态执行
一般情况下 window.name 容易被认为来源可信，但借助 iframe 的 name 属性，攻击者可以将页面的 window.name 设置为攻击代码，构造DOM XSS：

总结：
1. 在取值写入页面或动态执行的业务场景下,在将各种来源获取到的参数值传入JavaScript“三姐妹”函数（innerHTML、document.write、eval）处理前，对传入数据中的HTML特殊字符进行转义处理能防止大部分DOM-XSS的产生.
2. 根据不同业务的真实情况，还应使用正则表达式，针对传入的数据做更严格的过滤限制，才能保证万无一失。
3. 不到万不得已，不要使用eval函数处理不可控的外部数据。
4. 对于从cookie，还是从localStorage、Referer、Window name、SessionStorage中获取数据，都应使用安全的函数，对传入的数据做过滤后，再传递给相关函数写入页面或执行。
5. 参考/使用filter.js库

2. 前端实现页面跳转

最常用的方式有 location.href  、location.replace() 、 location.assign()

也许提到页面跳转业务场景下的安全问题，你首先会想到限制不严导致任意URL跳转，而DOM XSS与此似乎“八竿子打不着”。但有一种神奇的东西叫“伪协议”，比如：“javascript:”、“vbscript:”、“data:”、“tencent:”、“mobileqqapi:”等，其中“javascript:”、“vbscript:”、“data:”在浏览器下可以执行脚本：
使用这些伪协议执行的JavaScript代码，就相当于在页面内注入了一段恶意代码

使用indexOf判断URL参数是否合法, 代码如下

indexOf 是一个从头到尾检索字符串，查找是否有字串 xxx，如果攻击者构造 'javascript:alert(1);//xxx://' 这样的url，即可以成功让 indexOf 返回true，并进入跳转逻辑，完成攻击。又可以让 javascript 代码运行时忽略。（因为 xxx:// 位于JavaScript代码的注释部分）

正则表达式缺陷
由于 indexOf下藏着的深坑，想出用正则表达式解决这类问题，但是正则表达式也会有一些问题，比如：
跳转页面只能是qq.com/paipai.com。

认为这样就可以解决DOM-XSS和URL跳转的问题，但忘了一个神奇的符号“^”，加上和不加上，过滤的效果具有天壤之别。
(因为正则没有严格限制传入的URL开头只能是“http”或“https”，攻击者仍然可以构造“javascript:alert(1);//http://www.qq.com”来绕过看似严格的过滤。)

总结：

限制能够跳转页面的协议：只能是http、https或是其他指可控协议；
严格限制跳转的范围，如果业务只要跳转到指定的几个页面，可以直接从数组中取值判断是否这几个页面。
如果跳转范围稍大，正确使用正则表达式将跳转URL严格限制到可控范围内。

三、XSS 攻击的总结

防范存储型和反射型 XSS 是后端的责任
DOM 型 XSS 攻击不发生在后端，是前端的责任。
不同的上下文，调用不同的转义规则

如 HTML 属性、HTML 文字内容、HTML 注释、跳转链接、内联 JavaScript 字符串、内联 CSS 样式表等，所需要的转义规则不一致。业务需要选取合适的转义库，并针对不同的上下文调用不同的转义规则。

四. xss 攻击有什么危害

窃取敏感信息：攻击者可以通过注入恶意脚本，窃取用户的敏感信息，如用户名、密码、Cookie等。这些信息可以用来冒充用户身份进行恶意操作。

劫持会话：攻击者通过窃取用户的会话令牌或Cookie，能够劫持用户的会话，实施未经授权的操作，如修改账户信息、发表言论等。

篡改网页内容：攻击者可以通过注入恶意脚本，修改网页上的内容，向用户展示虚假信息、欺骗性的广告、恶意链接等，影响用户的体验和信任。

钓鱼攻击：攻击者可以伪造合法网站，诱使用户输入敏感信息，如银行账户密码、信用卡信息等，从而实施钓鱼攻击。

恶意操作：攻击者可以在用户浏览器中执行恶意脚本，例如发起DDoS攻击、改变用户设置、执行未授权操作等，从而对用户和网站造成实际损害。

信任破坏：如果用户发现网站存在XSS漏洞，可能会对该网站产生质疑并失去信任，导致用户流失。

传播恶意代码：攻击者可以利用XSS漏洞传播恶意软件、病毒或恶意脚本，进一步扩大攻击范围。

破坏隐私：用户的隐私可能会被泄露，从而导致个人、财务等方面的损失。

五、防止 XSS 攻击

为了有效防御跨站脚本攻击，以下是一些常见的防御措施：

输入验证和过滤：对于所有用户输入的数据，包括表单提交、URL参数等，进行严格的验证和过滤。确保只允许合法和预期的输入通过。可以使用白名单过滤、正则表达式匹配等方法来防止不安全的输入。

输出转义：在将用户输入数据插入到HTML页面时，使用适当的输出转义机制，将特殊字符转换为它们的HTML实体形式。这样可以防止浏览器将输入内容解释为代码。

使用安全的编码库：使用安全的编码库来处理用户输入和输出，这些库会自动执行必要的输入验证、过滤和输出转义，从而减少开发者的出错机会。

Content Security Policy（CSP）：CSP是一种安全策略，可以在HTTP头中设置，用于限制页面可以加载的资源和执行的脚本。通过设置合适的CSP规则，可以有效减少XSS攻击的风险。

HttpOnly和Secure标记：在设置Cookie时，使用HttpOnly标记确保Cookie不能被JavaScript访问，使用Secure标记确保Cookie只在HTTPS连接中传输。

使用框架和库：使用流行的Web开发框架和库（如React、Angular、Vue.js等），这些框架通常有内置的安全机制，可以减少XSS攻击的风险。

教育用户：提高用户的网络安全意识，让他们了解XSS攻击的风险和如何避免受到攻击。

定期安全审计：定期检查和审计代码，查找潜在的XSS漏洞，及时修复。

最小化权限：在数据库和服务器上使用最小权限原则，限制应用程序和用户的访问权限，减少攻击者能够获取的敏感信息。

避免内联脚本：尽量避免使用内联脚本，而是使用外部JavaScript文件。这样可以帮助隔离用户输入和执行的代码。

使用HTTPOnly Cookie：使用HTTPOnly Cookie可以防止通过JavaScript访问Cookie，从而减少攻击者窃取会话令牌的可能性。

安全开发实践：遵循安全的开发实践，编写安全的代码，不信任用户输入，使用最新的漏洞库和工具进行代码审查和漏洞扫描。

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