【问题标题】:How to prevent script injection attacks如何防止脚本注入攻击
【发布时间】:2020-02-24 04:00:09
【问题描述】:

简介

这个话题一直是 StackOverflow 和许多其他技术论坛上许多问题和答案的祸根;但是,它们中的大多数都特定于特定条件,甚至更糟:据说通过dev-tools-console、dev-tools-elements 甚至address-bar 进行的脚本注入预防中的“全面”安全性被认为是“不可能”保护的。这个问题是为了解决这些问题,并作为当前和历史的参考,随着技术的进步 - 或发现新的/更好的方法来解决浏览器安全问题 - 特别是与script-injection 攻击相关。

疑虑

有很多方法可以“即时”提取或操作信息;具体来说,无论 SSL/TLS 是什么,都可以很容易地截获从输入中收集到的信息,并将其传输到服务器。

拦截示例

看看here 不管它多么“粗糙”,人们都可以很容易地使用这个原理来制作一个模板,只需在浏览器控制台中复制+粘贴到eval() 中就可以做各种令人讨厌的事情,例如:

  • console.log() 截获通过 XHR 传输的信息
  • 操纵POST-data,更改用户引用,例如UUIDs
  • 通过检查 JS 代码 cookies 和 headers 将目标服务器替代 GET(和发布)请求信息提供给中继(或获取)信息

这种攻击在未经训练的人看来“似乎”微不足道,但当考虑到高度动态的界面时,这很快就会变成噩梦 - 等待被利用.

我们都知道“你不能信任前端”,服务器应该负责安全;但是 - 我们心爱的访客的隐私/安全呢?许多人在 JavaScript 中创建“一些快速应用程序”并且不知道(或关心)后端安全性。

保护前端和后端的安全将证明对普通攻击者来说是强大的,并且还减轻了服务器负载(在许多情况下)。

努力

Google 和 Facebook 都实施了一些缓解这些问题的方法,而且它们奏效了;所以这不是“不可能的”,但是,它们非常特定于各自的平台,并且实施需要使用整个框架以及大量工作 - 仅涵盖基础知识。

不管这些保护机制中的一些看起来多么“丑陋”;目标是在一定程度上帮助(减轻/预防)安全问题,使攻击者难以应对。众所周知:“你无法阻止黑客,你只能阻止他们的努力”。

工具和要求

目标是拥有一套简单的工具(功能):

  • 这些必须是纯(原版)javascript
  • 它们一起不应超过几行代码(最多 200 行)
  • 它们必须是immutable,以防止被攻击者“重新捕获”
  • 这些不得与任何(流行的)JS 框架发生冲突,例如 React、Angular 等
  • 不必“漂亮”,但至少可读,“单行”欢迎
  • 跨浏览器兼容,至少达到很好的百分位数

【问题讨论】:

    标签: javascript websecurity


    【解决方案1】:

    运行时反射/自省

    这是解决其中一些问题的一种方法,我并不认为它是“最好的”方法(根本),而是一种尝试。 如果可以拦截一些“可利用”的函数和方法,并查看“调用”(每次调用)是否来自产生它的服务器,那么这可能很有用,因为我们可以看到调用是否来自“来自稀薄的空气”(开发工具)。

    如果要采用这种方法,那么首先我们需要一个函数来获取call-stack 并丢弃不是 FUBU 的函数(由我们自己)。如果这个函数的结果是空的,hazaa! - 我们没有拨打电话,我们可以继续进行。

    一两个字

    为了使这尽可能简短和简单,以下代码示例遵循 DRYKIS 原则,即:

    • 不要重复自己,保持简单
    • “少代码”欢迎高手
    • “代码太多& cmets”吓跑大家
    • 如果你能读懂代码 - 继续让它漂亮

    话虽如此,请原谅我的“速记”,接下来会解释

    首先我们需要一些常量和我们的 stack-getter

        const MAIN = window;
        const VOID = (function(){}()); // paranoid
        const HOST = `https://${location.host}`; // if not `https` then ... ?
    
        const stak = function(x,a, e,s,r,h,o)
        {
            a=(a||''); e=(new Error('.')); s=e.stack.split('\n'); s.shift();  r=[]; h=HOSTPURL; o=['_fake_']; s.forEach((i)=>
            {
                if(i.indexOf(h)<0){return}; let p,c,f,l,q; q=1; p=i.trim().split(h); c=p[0].split('@').join('').split('at ').join('').trim();
                c=c.split(' ')[0];if(!c){c='anon'}; o.forEach((y)=>{if(((c.indexOf(y)==0)||(c.indexOf('.'+y)>0))&&(a.indexOf(y)<0)){q=0}}); if(!q){return};
                p=p[1].split(' '); f=p[0]; if(f.indexOf(':')>0){p=f.split(':'); f=p[0]}else{p=p.pop().split(':')}; if(f=='/'){return};
                l=p[1]; r[r.length]=([c,f,l]).join(' ');
            });
            if(!isNaN(x*1)){return r[x]}; return r;
        };
    

    在畏缩之后,请记住这是“即时”编写的“概念证明”,但经过测试并且有效。随意编辑。

    stak() - 简短说明
    • 唯一的 2 个相关参数是第 2 个,其余的都是因为 .. 懒惰(简短回答)
    • 两个参数都是可选的
    • 如果第一个参数x 是一个数字,那么例如stack(0) 返回日志中的第一项,或 undefined
    • 如果第二个参数a 是string - 或array,那么例如stack(undefined, "anonymous") 允许“匿名”,即使它在 o 中被“省略”
    • 其余代码只是快速解析堆栈,这应该适用于基于 webkit 和 gecko 的浏览器(chrome 和 firefox)
    • 结果是一个字符串数组,每个字符串是一个日志条目,由一个空格分隔,如function file line
    • 如果在日志条目中找不到域名(解析前文件名的一部分),则它不会出现在结果中
    • 默认情况下,它会忽略文件名/(完全正确),因此如果您测试此代码,放入单独的.js 文件将产生比index.html(通常)更好的结果 - 或使用任何网络根机制
    • 暂时不用担心_fake_,它在下面的jack函数中

    现在我们需要一些工具

    bore() - 通过字符串引用获取/设置/抓取对象的某些值
    const bore = function(o,k,v)
    {
        if(((typeof k)!='string')||(k.trim().length<1)){return}; // invalid
        if(v===VOID){return (new Function("a",`return a.${k}`))(o)}; // get
        if(v===null){(new Function("a",`delete a.${k}`))(o); return true}; // rip
        (new Function("a","z",`a.${k}=z`))(o,v); return true; // set
    };
    
    bake() - 强化现有对象属性(或定义新属性)的简写
    const bake = function(o,k,v)
    {
        if(!o||!o.hasOwnProperty){return}; if(v==VOID){v=o[k]};
        let c={enumerable:false,configurable:false,writable:false,value:v};
        let r=true; try{Object.defineProperty(o,k,c);}catch(e){r=false};
        return r;
    };
    

    烘烤和钻孔 - 概要

    这些都是不言自明的,所以,一些简单的例子就足够了

    • 使用bore获取一个属性:console.log(bore(window,"XMLHttpRequest.prototype.open"))
    • 使用bore设置一个属性:bore(window,"XMLHttpRequest.prototype.open",function(){return "foo"})
    • 使用bore撕裂(不小心破坏):bore(window,"XMLHttpRequest.prototype.open",null)
    • 使用bake 强化现有属性:bake(XMLHttpRequest.prototype,'open')
    • 使用bake定义一个新的(硬)属性:bake(XMLHttpRequest.prototype,'bark',function(){return "woof!"})

    拦截函数和构造

    现在我们可以利用上述所有优势,因为我们设计了一个简单而有效的拦截器,绝不是“完美的”,但它应该就足够了;解释如下:

    const jack = function(k,v)
    {
        if(((typeof k)!='string')||!k.trim()){return}; // invalid reference
        if(!!v&&((typeof v)!='function')){return}; // invalid callback func
        if(!v){return this[k]}; // return existing definition, or undefined
        if(k in this){this[k].list[(this[k].list.length)]=v; return}; //add
        let h,n; h=k.split('.'); n=h.pop(); h=h.join('.'); // name & holder
        this[k]={func:bore(MAIN,k),list:[v]}; // define new callback object
    
        bore(MAIN,k,null); let f={[`_fake_${k}`]:function()
        {
            let r,j,a,z,q; j='_fake_'; r=stak(0,j); r=(r||'').split(' ')[0];
            if(!r.startsWith(j)&&(r.indexOf(`.${j}`)<0)){fail(`:(`);return};
            r=jack((r.split(j).pop())); a=([].slice.call(arguments));
            for(let p in r.list)
            {
                if(!r.list.hasOwnProperty(p)||q){continue}; let i,x;
                i=r.list[p].toString(); x=(new Function("y",`return {[y]:${i}}[y];`))(j);
                q=x.apply(r,a); if(q==VOID){return}; if(!Array.isArray(q)){q=[q]};
                z=r.func.apply(this,q);
            };
            return z;
        }}[`_fake_${k}`];
    
        bake(f,'name',`_fake_${k}`); bake((h?bore(MAIN,h):MAIN),n,f);
        try{bore(MAIN,k).prototype=Object.create(this[k].func.prototype)}
        catch(e){};
    }.bind({});
    
    jack() - 解释
    • 它有2个参数,第一个作为字符串(用于bore),第二个作为拦截器(函数)
    • 前几个 cmets 解释了一下 ..“add”行只是将另一个拦截器添加到同一个引用中
    • jack 释放现有函数,将其收起,然后使用“interceptor-functions”重播参数
    • 拦截器可以返回undefined或一个值,如果没有返回值,则不调用原始函数
    • 拦截器返回的第一个值用作参数来调用原始值,并将结果返回给调用者/调用者
    • fail(":(") 是故意的;如果您没有该功能,则会引发错误 - 仅当 jack() 失败时。

    示例

    让我们防止eval在控制台-或地址栏中被使用

    jack("eval",function(a){if(stak(0)){return a}; alert("having fun?")});
    

    可扩展性

    如果您想要一种DRY-er 方式来与jack 进行交互,以下方法已经过测试并且效果很好:

    const hijack = function(l,f)
    {
        if(Array.isArray(l)){l.forEach((i)=>{jack(i,f)});return};
    };
    

    现在你可以批量拦截了,像这样:

    hijack(['eval','XMLHttpRequest.prototype.open'],function()
    {if(stak(0)){return ([].slice.call(arguments))}; alert("gotcha!")});
    

    然后,聪明的攻击者可能会使用 Elements(开发工具)来修改某个元素的属性,给它一些 onclick 事件,然后我们的拦截器就赢了不明白;但是,我们可以使用mutation-observer 并使用该间谍来查看“属性更改”。在属性更改(或新节点)时,我们可以使用stak() 检查是否进行了更改FUBU:

    const watchDog=(new MutationObserver(function(l)
    {
       if(!stak(0)){alert("you again! :D");return};
    }));
    
    watchDog.observe(document.documentElement,{childList:true,subtree:true,attributes:true});
    

    结论

    这些只是处理坏问题的几种方法;虽然我希望有人觉得这很有用,但请随时编辑此答案,或发布更多(或替代/更好)提高前端安全性的方法。

    【讨论】:

    • 修复了可在以下环境中工作的代码:Firefox 和基于 Chromium 的浏览器(Chrome、Brave 等)。如果您遇到任何问题,请发表评论,我会解决它。
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