一文读懂 Web 安全 【转】
原文:https://mp.weixin.qq.com/s/4nva3aPShUlwd9CRsarCxA
我太喜欢这个作者的文章了,真的让我对安全领域充满了好奇,爱了爱了,推荐各位去阅读原文!!!
Web 安全是互联网中不可或缺的一个领域,这个领域中诞生了大量的黑帽子与白帽子,他们都是安全领域的王者,在平时里,他们都利用各种巧妙的技术互相博弈,时不时就会掀起一场 Web 安全浪潮,真可谓神仙打架,各显神通。
本文从一个吃瓜群众的角度,聊一聊 Web 安全的一些有趣故事。
- 安全世界观
- 安全攻防案例
- 总结与思考
安全世界观
在互联网发展之初,IE 浏览器垄断的时期,大家上网的目的都很单纯,主要通过浏览器分享信息,获取新闻。但随着互联网的不断发展发展,一个网页能做的事情越来越多,除了看新闻,我们还可以看视频,玩游戏,购物,聊天等。这些功能都大大丰富了我们的生活。
随着网页功能的逐渐增多,就开始出现了一些黑帽子,他们视图通过一些技术手段来牟取利益。在我小的时候,印象最深的就是木马病毒,它可以监控你的键盘,将你在键盘上敲打的内容发送到黑客的机器上,黑客通过分析这些内容,很容易就能得到你的游戏账号和密码。
在这之后,就诞生了一些杀毒软件,致力于解决网络上的各种病毒,随着不断地发展,杀毒软件已经成为一台电脑必不可少的软件。
为什么会出现在这样的安全问题?
安全归根到底是信任的问题,如果所有人都按照正常的流程去上网,不去谋取私利,也就没有安全问题可谈了。
安全的根本在于新人,但要让所有人互相信任谈何容易。在当前阶段,我们可以做到:持续做好安全防护,让漏洞越来越少,非法攻击越来越困难,这样就能逐渐减少黑帽子的数量,让病毒制造者越来越少
如何做好安全
要做好安全,首先得理解安全问题的属性,前人通过无数实践,最后将安全的属性总结为安全三要素,分别为 机密性,完整性,可用性
- 机密性
保护数据内容不被泄露
通常使用加密的方式
- 完整性
保护数据内容是完整的,没有被篡改
通常使用数字签名的方法。
- 可用性
数据随时都能够使用
通常是在防御 DOS
有了安全3要素之后,我们就可以对安全问题进行评估了。
- 资产等级划分
找出最重要的数据。
找出最重要数据的宿主空间,如: 在数据库里,那么数据库就得重点防御
找出数据库的宿主空间, 如: 在一台服务器上,那么这台服务器就得做次等防御
找出服务器的宿主空间,如: 在OSI网络层级上,那么在网络层面就得做一般防御。
- 威胁分析
找出威胁(可能造成危害的来源)
找出风险(可能出现的损失叫做风险)
- 风险分析
采取多标准决策分析,即:风险 = 威胁等级 * 威胁可行性
计算所有的威胁,将最终的风险进行排序,优先解决风险大的问题
- 确认解决方案
找出不安全的实现方式,并确定解决方案
解决方案不要改变商业需求的初衷
解决方案需要对用户透明,不要改变用户的习惯
做好安全评估之后,我们就有了一份安全解决方案,后续的安全工作只需要按照这个方案去做,就没有任何问题。
安全的原则
有了安全解决方案后,我们还可以制定一些安全原则,遵守原则做事,可以让我们事半功倍。
- 黑名单,白名单原则
白名单方案指的是给安全的资源授权
黑名单方案指的是禁用不安全的资源
我们应该优先使用白名单方案,因为黑名单通常统计不完所有的不安全资源
如: XSS攻击的方式非常多,可以通过 script,css,image 标签等。尽管你将这些标签都加入黑名单,也不能保证其他标签都没有 XSS 的攻击隐患
- 最小权限原则
只授权必要的权限,不要过度授权,减少出错机会
如: 普通权限的 Linux 用户只能操作~
文件下的目录,如果有人想删数据库跑路,在执行rm -rf /
时,就会提示无权限
- 纵深防御原则
这条原则类似
木桶理论
,安全水平往往取决于最短的那块板
即: 不要留下短板,黑帽子们往往可以利用短板作为突破口,挖掘更大的漏洞
- 数据与代码分离原则
当用户的数据被当成代码执行时,混肴了数据和代码的边界,从而导致安全问题
如: XSS 就是利用这一点去攻击的。
- 不可预测性原则
这条原则就是为了提高攻击门槛,有效防止基于篡改,伪造的攻击
如: 数据库中使用 uuid 代替 number 型的自增主键,可以避免id 被攻击者猜到,从而进行批量操作
token 也是利用不可预测性,攻击者无法构造 token 也就无法进行攻击
有了这些安全原则,我们就可以开干了,接下来介绍几个常见的攻击案例。
安全攻防案例
安全攻防的案例非常多,这里主要介绍几个出镜率比较高的安全问题。
客户端攻击
- XSS 攻击
- CSRF 攻击
- 点击劫持
XSS 攻击
XSS 攻击的本质是将用户数据当成了 HTML 代码一部分来执行,从而混肴原本的语义,产生新的语义。
image如图所示,我们注册了一个 <script>alert(document.cookie)</script>
的用户名,所有能看到此用户名字的页面,都会弹出当前浏览器的 Cookie,如果代码的逻辑是将 Cookie 发送到攻击者的网站,攻击者就能冒充当前用户进行登陆了。
XSS 攻击方式有很多,所有和用户交互的地方,都有可能存在 XSS 攻击。
例如:
- 所有 input 框
- window.location
- window.name
- document.referrer
- document.cookie
- localStorage
- ..
由于页面中与用户交互的地方非常多,肯定还有一些XSS的攻击方式没有被发现,而一旦被黑帽子发现,就可能造成严重的影响,所以我们务必引起重视。
xss攻击影响
被xss攻击成功后,攻击者就可以获取大量的用户信息,例如:
-
识别用户 UA
-
识别用户浏览器扩展
-
识别用户浏览过的网站
通过 CSS的 Visited 属性
- 获取用户真实的IP
通过 WebRTC 等
- 盗取 Cookie
伪造用户登录,窃取用户资料
- XSS钓鱼
向页面注入一个登陆弹窗,让用户认为是网站内的登陆弹窗(其实是钓鱼网站的),一旦用户登陆,账号密码就泄露给了钓鱼网站
XSS 攻击防御
目前来说,XSS已经得到了互联网行业的重视,许多开发框架都内置了安全的 HTML 渲染方法。
我们也可以自定义进行一些安全配置
- 配置 HTTP 中的 http-only 头,让前端js不能操作 Cookie
- 输入检查,在用户提交数据时,使用 XSSFilter 过滤掉不安全的数据
- 输出检查,在页面渲染的时候,过滤掉危险的数据
CSRF 攻击
CSRF 跨站请求伪造,是一种利用用户身份,执行一些用户非本意的操作
image如图所示:
- 用户先登录了服务器B,然后去访问服务器C
- 服务器C通过恶意脚本,冒充A去调用服务器B上的某个功能
- 对于服务器B来说,还以为这是A发起的请求,就当作正常请求处理了
试想一下,如果C冒充A进行了一次转账,必定会造成大量的经济损失。
CSRF 防御方式
防御CSRF 主要有以下几种方式:
- 验证码
每一次请求都要求用户验证,以确保请求真实可靠。
即:利用恶意脚本不能识别复杂的验证码的特点,保证每次请求都是合法的
- Referer 检查
检查发起请求的服务器,是否为目标服务器
即:HTTP 请求中的 Referer 头传递了当前请求的域名,如果此域名是非法服务器的域名,则需要禁止访问
- Token
利用不可预测性原则,每一请求必须带上一段随机码,这段随机码由正常用户保存,黑帽子不知道随机码,也就无法冒充用户进行请求了。
点击劫持
点击劫持是一种视觉欺骗的攻击手段。攻击者将需要攻击的网站通过 iframe 嵌套的方式嵌入自己的网页中,并将 iframe 设置为透明,在页面中透出一个按钮诱导用户点击。
就像一张图片上面铺了一层透明的纸一样,你看到的是攻击者的页面,但是其实这个页面只是在底部,而你真正点击的是被攻击者透明化的另一个网页。
image如图所示,当你点击了页面上的按钮之后,本以为会.. ,而真正执行的操作是关注了某人的博客。
点击劫持防御
由于点击劫持主要通过 iframe,所以在防御时,主要基于 iframe 去做
- 方案一: frame busting
if(self !== top) {
// 跳回原页面
top.location = self.location
}
正常网站使用 js脚本判断是否被恶意网站嵌入,如:博客网站监测到被一个 iframe 打开,自动跳转到正常的页面即可
- 方案二:使用 HTTP 中的 x-frame-options 头,控制 iframe 的加载,它有3个值可选:
DENY,表示页面不允许通过 iframe 的方式展示
SAMEORIGIN, 表示页面可以在相同域名下通过 iframe 的方式展示
ALLOW-FROM, 表示页面可以在指定来源的 iframe 中展示。
- 配置 iframe 的 sandbox 属性
sandbox = "allow-same-origin" 则只能加载与主站同域的资源。
服务器端攻击
服务器端的攻击方式也非常多,这里列举几个常见的
- SQL 注入攻击
- 文件上传漏洞
- 登录认证攻击
- 应用层拒绝服务器攻击 (?
- webServer 配置安全 (?
SQL注入攻击
SQL 注入和 XSS 一样,都是违背了数据和代码分离原则导致的攻击方式
如图所示,我们利用 SQL 注入,就能在不需要密码的情况下,直接登陆管理员的账号。
image攻击的前提是,后端只用了简单的拼接 SQL 的方式去查询数据。
/* 拼接出来的 sql 如下 */
select * from user where username = 'admin' or 1 = 1 and password = 'xxx'
/* 无论密码输入什么,这条sql 预计都能查询到管理员的信息 */
除此以外,SQL 注入还有以下几种方式:
- 使用 SQL 探测,猜数据库表名,列名:
通过 MySQL 内置的 benchmark 探测数据库字段
如:一段伪造代码MySQL select database as current if current[0] === 'a', benchmark(10000, '猜对了')
- 使用存储过程执行系统命令
通过内置的方法或存储过程执行 shell 脚本
如: xp_cmdshell, sys_eval, sys_exec
- 字符串截取
如: MySQL 在处理超长的字符串时,会显示警告,但会执行成功
注册一个 admin + 50 个空格的用户,会触发截断,最终新增一个admin 用户,这样就能拥有管理员权限了。
SQL 注入防御
防止 SQL 注入的最好的办法就是,不要手动拼接 SQL 语句
- 最佳方案,使用预编译语句绑定变量
通常是指框架提供的拼接 SQL 变量的方法
这样的语义不会发生改变,变量始终被当成变量
- 严格限制数据类型,如果注入了其他类型的数据,直接报错,不允许执行
- 使用安全的存储过程和系统函数
CRLF 注入
在注入攻击中,换行符注入也是非常常见的一种攻击方式
如果在 HTTP 请求头中注入了2 个换行符,会导致换行符后面的所有内容都被解析成请求实体部分
攻击中通常在 Set-Cookie 时,注入换行符,控制请求传递的内容。
文件上传漏洞
上传文件时网页开发中的一个常见功能,如果不加处理,很容易就会造成攻击。
image如图所示,攻击者上传了一个木马文件,并且通过返回的URL进行访问,就能控制服务器。
通常我们会控制上传文件的后缀名,但也不能完全解决问题,攻击者还可以通过以下方式进行攻击:
- 伪造正常文件
将木马文件伪造成正常的后缀名进行上传
如果要避免这个问题,我们可以继续判断上传文件的文件头前10个字节
- Apache 解析方式是从后往前解析,直到找到一个认识的后缀名为止
如:上传一个
abc.php.rar.rar.rar.rar
能绕过后缀名检查,但在执行时,被当成一个php文件进行执行。
- IIS 会截断分号进行解析
如:
abc.asp;xx.png
能绕过后缀名检查,但在执行时,被当成一个 asp 文件进行执行。
- HTTP PUT 方法允许将文件上传到指定位置
通过 HTTP MOVE 方法,还能修改上传的文件名
通过二者配合,就能先上传一个正常的后缀名,然后改为一个恶意的后缀名。
- PHP CGI 路径问题
执行
http://abc.com/test.png/xxx.php
时,会把 test.png 当作 php 文件去解析。
如果用户正好是一段恶意的php脚本当作一张图片进行上传,就会触发这个攻击。
文件上传漏洞防御
防御文件上传漏洞,可以从以下几点考虑:
-
将文件上传的目录设置为不可执行
-
判断文件类型
检查 MIME Type,配置白名单
检查后缀名,配置白名单。
- 使用随机数改写文件名和文件路径
上传文件后,随机修改文件名,让攻击者无法执行攻击
- 单独设置文件服务器的域名
单独做一个文件服务器,并使用单独的域名,利用同源策略,规避客户端攻击
通常做法是将静态资源资源放在 CDN 上
登录认证攻击
登录认证攻击可以理解为一种破解登录的方法。攻击者通常采用以下几种方式进行破解:
- 彩虹表
攻击者通过收集大量明文和 MD5 的对应关系,用于破解 MD5 密文找出原文
对于彩虹表中的 MD5 密码,我们可以加盐,进行二次加密,避免被破解
- Session Fixation 攻击
利用应用系统在服务器的 SessionID 固定不变机制,借助他人用相同的 SessionID 获取认证和授权
攻击者登录失败后,后端返回了 SessionID,攻击者将 SessionID 交给正常用户去登录,登录成功后,攻击者就能使用这个 SessionID 冒充正常用户登录了。
如果浏览器每一次登录都刷新 SessionID 可以避免这个问题。
- Session 保持攻击
有些时候,后端处于用户体验考虑,只要这个用户还活着,就不会让这个用户的Session失效
攻击者可以通过不停发起请求,可以让这个 session 一直活下去。
登录认证防御方式
- 多因素认证
密码作为第一道防御,但在密码验证成功后,我们还可以继续验证: 动态口令,数字证书,短信验证码等,以保证用户安全
由于短信和网页完全是2套独立的系统,攻击者很难获取到短信验证码,也就无法进行攻击。
除此之外,前端登录认证还有多种方式,如果你感兴趣,可以去阅读《前端登录,这一篇就够了》。
应用层拒绝服务攻击
应用层拒绝服务攻击,又叫 DDOS 攻击,它指的是利用大量的请求造成资源过载,导致服务器不可用
image通常有以下几种 DDOS 攻击方式:
- SYN Flood 洪水攻击
利用 HTTP 3次握手机制,消耗服务器连接资源
如:攻击者发起大量的 HTTP 请求,但并不完成3次握手,而是之握手2次,这时服务器端会继续等待直到超时。这时的服务器会一直忙于处理大量的垃圾请求,而无暇顾及正常请求。
- Slowloris攻击
以非常低的速度发送 HTTP请求头,消耗服务器连接资源
如:攻击者发送大量 HTTP 请求,但每个请求头都发的很慢,每隔 10s 发送一个字符,服务器为了等待数据,不得始终保持连接,这样一来,服务器连接数很快就被占光了。
- HTTP POST DOS
发送 HTTP 时,指定一个非常大的 Content-Length 然后以很长的时间间隔发送,消耗服务器连接资源。
- CC攻击
针对一些非常消耗资源的页面,不断发起请求。
如: 页面中的某些页面,需要后端做大量的运算,或者需要做非常耗时的数据库查询。在大量的请求下,服务器的 CPU 内存等资源可能就被占光了。
- Server Limit DOS
通过 XSS 注入一段超长的 Cookie,导致超出 Web 服务器所能承受的 Request Header 长度,服务器就会拒绝此服务。
- ReDOS
针对一些缺陷的正则表达式,发起大量请求,耗光系统资源
应用层拒绝服务攻击防御
对于应用层拒绝服务攻击,目前也没有特别完美的解决方案,不过我们还是可以进行一些优化
- 应用代码做好性能优化
合理使用 Redis,Memcache 等缓存方案,减少 CPU 资源使用率
- 网络架构上做好优化
后端搭建负载均衡
静态资源使用 CDN 进行管理
- 限制请求频率
服务器计算所有 IP 地址的请求频率,筛选出异常的IP 进行禁用。
可以使用 LRU 算法,缓存前 1000 条请求的 IP,如果有IP请求频率过高,就进行禁用
其实,处理 DDOS 核心思路就是禁用不可信任的用户,确保资源都是被正常的用户所使用。
WebServer 配置安全
我们在部署 Web 应用的时候,经常会用到 Nginx,Apache,IIS,Tomcat,Jboss等 Web 服务器,这些服务器本身也存在一些安全隐患,如果配置不当,很容易受到攻击
在配置 Web 服务器时,可以参考以下几点:
- 以用户权限运行 Web 服务器
遵守最小权限原则,以最小权限身份运行 Web 服务器,限制被入侵后的权限。
- 删除可视化后台
运行Tomcat,Jboss等 Web 服务器时,默认会开启一个可视化的运营后台,运行在8080端口,并且第一次访问是没有认证的。
攻击者可以利用可视化后台,远程加载一段 war包 或者上传木马文件,进行控制。
- 及时更新版本
主流的Web服务器,每隔一段时间就会修复一些漏洞,所以记得及时更新版本
总结
本文介绍了 Web 安全的基本概念,以及大量的攻防技巧,其实这只是 Web 安全中的冰山一角,如果你对此感兴趣,不妨在安全领域继续深耕学习,一定能看到更广阔一片天。
对于一个开发者来说,我们应该在写代码时就将安全考虑其中,形成自己的一套安全开发体系,做到心中有安全,时时考虑安全,就能无形之中化解不法分子的攻击。
以上
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