CSRF(Cross-site request forgery跨站請求偽造，也被稱成為“one click attack”或者session riding，通?？s寫為CSRF或者XSRF，是一種對網站的惡意利用。 @pdai
CSRF 簡介
CSRF（Cross Site Request Forgery, 跨站域請求偽造）是一種網絡的攻擊方式，它在 2007 年曾被列為互聯網 20 大安全隱患之一。其他安全隱患，比如 SQL 腳本注入，跨站域腳本攻擊等在近年來已經逐漸為眾人熟知，很多網站也都針對他們進行了防御。然而，對于大多數人來說，CSRF 卻依然是一個陌生的概念。即便是大名鼎鼎的 Gmail, 在 2007 年底也存在著 CSRF 漏洞，從而被黑客攻擊而使 Gmail 的用戶造成巨大的損失。
CSRF 如何攻擊
先看圖：
從上圖可以看出，A網站通過cookie來識別用戶（C），當用戶成功進行身份驗證之后瀏覽器就會得到一個標識其身份的cookie，只要不關閉瀏覽器或者退出登錄，以后訪問A網站會一直帶上這個cookie。如果這期間瀏覽器被人控制著向A網站發起請求去執行一些用戶不想做的功能（比如添加賬號），這就是會話劫持了。因為這個不是用戶真正想發出的請求，這就是所謂的“請求偽造”。此外，由于請求可以從第三方網站提交，所以前綴跨站二字，即從B網站發起。
具體到銀行轉賬為例（這是網上的一個例子，一大坨...)：
CSRF 攻擊可以在受害者毫不知情的情況下以受害者名義偽造請求發送給受攻擊站點，從而在并未授權的情況下執行在權限保護之下的操作。比如說，受害者 Bob 在銀行有一筆存款，通過對銀行的網站發送請求 http://bank.example/withdraw?account=bob&amount=1000000&for=bob2 可以使 Bob 把 1000000 的存款轉到 bob2 的賬號下。通常情況下，該請求發送到網站后，服務器會先驗證該請求是否來自一個合法的 session，并且該 session 的用戶 Bob 已經成功登陸。黑客 Mallory 自己在該銀行也有賬戶，他知道上文中的 URL 可以把錢進行轉帳操作。Mallory 可以自己發送一個請求給銀行： http://bank.example/withdraw?account=bob&amount=1000000&for=Mallory 。但是這個請求來自 Mallory 而非 Bob，他不能通過安全認證，因此該請求不會起作用。這時，Mallory 想到使用 CSRF 的攻擊方式，他先自己做一個網站，在網站中放入如下代碼： src=”http://bank.example/withdraw?account=bob&amount=1000000&for=Mallory ” ，并且通過廣告等誘使 Bob 來訪問他的網站。當 Bob 訪問該網站時，上述 url 就會從 Bob 的瀏覽器發向銀行，而這個請求會附帶 Bob 瀏覽器中的 cookie 一起發向銀行服務器。大多數情況下，該請求會失敗，因為他要求 Bob 的認證信息。但是，如果 Bob 當時恰巧剛訪問他的銀行后不久，他的瀏覽器與銀行網站之間的 session 尚未過期，瀏覽器的 cookie 之中含有 Bob 的認證信息。這時，悲劇發生了，這個 url 請求就會得到響應，錢將從 Bob 的賬號轉移到 Mallory 的賬號，而 Bob 當時毫不知情。等以后 Bob 發現賬戶錢少了，即使他去銀行查詢日志，他也只能發現確實有一個來自于他本人的合法請求轉移了資金，沒有任何被攻擊的痕跡。而 Mallory 則可以拿到錢后逍遙法外。
CSRF 理解的注意點
要理解CSRF，我認為你需要理解如下幾個問題：@pdai
黑客能拿到Cookie嗎?
CSRF 攻擊是黑客借助受害者的 cookie 騙取服務器的信任，但是黑客并不能拿到 cookie，也看不到 cookie 的內容。
對于服務器返回的結果，由于瀏覽器同源策略的限制，黑客也無法進行解析。因此，黑客無法從返回的結果中得到任何東西，他所能做的就是給服務器發送請求，以執行請求中所描述的命令，在服務器端直接改變數據的值，而非竊取服務器中的數據。
什么樣的請求是要CSRF保護的?
為什么有些框架（比如Spring Security)里防護CSRF的filter限定的Method是POST/PUT/DELETE等，而沒有限定GET Method?
我們要保護的對象是那些可以直接產生數據改變的服務，而對于讀取數據的服務，則不需要進行 CSRF 的保護。通常而言GET請作為請求數據，不作為修改數據，所以這些框架沒有攔截Get等方式請求。比如銀行系統中轉賬的請求會直接改變賬戶的金額，會遭到 CSRF 攻擊，需要保護。而查詢余額是對金額的讀取操作，不會改變數據，CSRF 攻擊無法解析服務器返回的結果，無需保護。
為什么對請求做了CSRF攔截，但還是會報CRSF漏洞?
為什么我在前端已經采用POST+CSRF Token請求，后端也對POST請求做了CSRF Filter，但是滲透測試中還有CSRF漏洞?
直接看下面代碼。
// 這里沒有限制POST Method，導致用戶可以不通過POST請求提交數據。@RequestMApping("/url")public ReponseData saveSomething(XXParam param){ // 數據保存操作...}
PS：這一點是很容易被忽視的，在筆者經歷過的幾個項目的滲透測試中，多次出現。@pdai
CSRF 防御常規思路
一定要注意，下面只是給你提供常規思路而已（以下文字摘自 CSRF 攻擊的應對之道 ，具體實現請看下一個章節。@pdai
驗證 HTTP Referer 字段
根據 HTTP 協議，在 HTTP 頭中有一個字段叫 Referer，它記錄了該 HTTP 請求的來源地址。在通常情況下，訪問一個安全受限頁面的請求來自于同一個網站，比如需要訪問 http://bank.example/withdraw?account=bob&amount=1000000&for=Mallory，用戶必須先登陸 bank.example，然后通過點擊頁面上的按鈕來觸發轉賬事件。這時，該轉帳請求的 Referer 值就會是轉賬按鈕所在的頁面的 URL，通常是以 bank.example 域名開頭的地址。而如果黑客要對銀行網站實施 CSRF 攻擊，他只能在他自己的網站構造請求，當用戶通過黑客的網站發送請求到銀行時，該請求的 Referer 是指向黑客自己的網站。因此，要防御 CSRF 攻擊，銀行網站只需要對于每一個轉賬請求驗證其 Referer 值，如果是以 bank.example 開頭的域名，則說明該請求是來自銀行網站自己的請求，是合法的。如果 Referer 是其他網站的話，則有可能是黑客的 CSRF 攻擊，拒絕該請求。
在請求地址中添加 token 并驗證
CSRF 攻擊之所以能夠成功，是因為黑客可以完全偽造用戶的請求，該請求中所有的用戶驗證信息都是存在于 cookie 中，因此黑客可以在不知道這些驗證信息的情況下直接利用用戶自己的 cookie 來通過安全驗證。要抵御 CSRF，關鍵在于在請求中放入黑客所不能偽造的信息，并且該信息不存在于 cookie 之中?？梢栽?HTTP 請求中以參數的形式加入一個隨機產生的 token，并在服務器端建立一個攔截器來驗證這個 token，如果請求中沒有 token 或者 token 內容不正確，則認為可能是 CSRF 攻擊而拒絕該請求。
這種方法要比檢查 Referer 要安全一些，token 可以在用戶登陸后產生并放于 session 之中，然后在每次請求時把 token 從 session 中拿出，與請求中的 token 進行比對，但這種方法的難點在于如何把 token 以參數的形式加入請求。對于 GET 請求，token 將附在請求地址之后，這樣 URL 就變成 http://url?csrftoken=tokenvalue 。 而對于 POST 請求來說，要在 form 的最后加上 <input type=”hidden” name=”csrftoken” value=”tokenvalue”/> ，這樣就把 token 以參數的形式加入請求了。但是，在一個網站中，可以接受請求的地方非常多，要對于每一個請求都加上 token 是很麻煩的，并且很容易漏掉，通常使用的方法就是在每次頁面加載時，使用 JAVAscript 遍歷整個 dom 樹，對于 dom 中所有的 a 和 form 標簽后加入 token。這樣可以解決大部分的請求，但是對于在頁面加載之后動態生成的 html 代碼，這種方法就沒有作用，還需要程序員在編碼時手動添加 token。
該方法還有一個缺點是難以保證 token 本身的安全。特別是在一些論壇之類支持用戶自己發表內容的網站，黑客可以在上面發布自己個人網站的地址。由于系統也會在這個地址后面加上 token，黑客可以在自己的網站上得到這個 token，并馬上就可以發動 CSRF 攻擊。為了避免這一點，系統可以在添加 token 的時候增加一個判斷，如果這個鏈接是鏈到自己本站的，就在后面添加 token，如果是通向外網則不加。不過，即使這個 csrftoken 不以參數的形式附加在請求之中，黑客的網站也同樣可以通過 Referer 來得到這個 token 值以發動 CSRF 攻擊。這也是一些用戶喜歡手動關閉瀏覽器 Referer 功能的原因。
在 HTTP 頭中自定義屬性并驗證
這種方法也是使用 token 并進行驗證，和上一種方法不同的是，這里并不是把 token 以參數的形式置于 HTTP 請求之中，而是把它放到 HTTP 頭中自定義的屬性里。通過 XMLHttpRequest 這個類，可以一次性給所有該類請求加上 csrftoken 這個 HTTP 頭屬性，并把 token 值放入其中。這樣解決了上種方法在請求中加入 token 的不便，同時，通過 XMLHttpRequest 請求的地址不會被記錄到瀏覽器的地址欄，也不用擔心 token 會透過 Referer 泄露到其他網站中去。
然而這種方法的局限性非常大。XMLHttpRequest 請求通常用于 Ajax 方法中對于頁面局部的異步刷新，并非所有的請求都適合用這個類來發起，而且通過該類請求得到的頁面不能被瀏覽器所記錄下，從而進行前進，后退，刷新，收藏等操作，給用戶帶來不便。另外，對于沒有進行 CSRF 防護的遺留系統來說，要采用這種方法來進行防護，要把所有請求都改為 XMLHttpRequest 請求，這樣幾乎是要重寫整個網站，這代價無疑是不能接受的。
CSRF 防御實戰
主流的框架一般都包含了CSRF的攔截。
非框架型 - 自定義XXXCsrfFilter
可以通過自定義xxxCsrfFilter去攔截實現， 這里建議你參考 Spring Security - org.springframework.security.web.csrf.CsrfFilter.java。
Spring Security - 什么時候禁用CSRF
你開發的應用在何時，會考慮禁用CSRF呢? 這時候需要考慮CSRF本質是盜用cookie, 無cookie方案就可以禁用。
- 如果你只是創建一個非瀏覽器客戶端使用的服務,你可能會想要禁用CSRF保護
Spring Security中禁用CSRF
@EnableWebSecuritypublic class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter { @Override protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception { http.csrf().disable();// 默認是啟用的，需要禁用CSRF保護 }}
Spring Security - CookieCsrfTokenRepository.withHttpOnlyFalse()
存Cookie，比如前后端分離方案：Spring Security CookieCsrfTokenRepository + 前端路由統一設置
Spring Security依賴包
<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId></dependency>
Spring Security - CookieCsrfTokenRepository.withHttpOnlyFalse()
@Overrideprotected void configure(HttpSecurity http) throws Exception { // 本例子給個范例而已，對于xxx的部分，自己根據業務定義 http .authorizeRequests() /* allow */ .antMatchers("/plugins/**", "/api-docs/**") .permitAll() .antMatchers("/login", "/logout").permitAll() /* auth control */ .antMatchers("/xxx/user", "/xxx/user/**").access("hasAuthority('xxx:user')") .antMatchers("/xxx/role", "/xxx/role/**").access("hasAuthority('xxx:role')") /* others */ .anyRequest().authenticated() /* other Filters */ .and() .addFilterBefore(xxxFilter(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class) /* iframe */ .headers() .frameOptions() .sameOrigin() /* form login & logout */ .and().formLogin() .loginPage("/login") .usernameParameter("username") .passwordParameter("password") .defaultSuccessUrl("/admin/", true) .and().rememberMe() .rememberMeParameter("remember") .rememberMeCookieName("remember") .and().logout() .deleteCookies("JSESSIONID") .invalidateHttpSession(true) .logoutSuccessHandler(new XXXLogoutSuccessHandler(localeResolver())) .logoutRequestMatcher(new AntPathRequestMatcher("/logout")) .permitAll() /* csrf */ .and().csrf() .csrfTokenRepository(CookieCsrfTokenRepository.withHttpOnlyFalse());// .and().cors() }
后端thymeleaf登錄頁面"/login"：
<!DOCTYPE html><html lang="en" xmlns:th="http://www.thymeleaf.org"><head> <meta charset="UTF-8"> <title>登錄頁面</title></head><body><form id="form" method="post"> <label>用戶名：</label><input name="username" type="text" value="" /> <label>密碼：</label><input name="password" type="text" value="" /> <!--csrf驗證需要--> <input type="hidden" th:name="${_csrf.parameterName}" th:value="${_csrf.token}"/> <br/> <input type="submit" value="登錄"></form></body></html>
前端調用后端API: 方式一 （前后端分離的）：
// 將Cookie轉換為JS Objectfunction initCookies() { var cookie = document.cookie, items = cookie.split(";"), keys = {}; items.forEach(function(item) { var kv = item.split('='); keys[$.trim(kv[0])] = $.trim(kv[1]); }); return keys;}// 提交數據$.post(url, { userId : code, _csrf : initCookies()['X-XSRF-TOKEN'];}, function(datas) { // TODO something})
前端調用后端API: 方式二 （后端寫前端，用的后端模板） ：
<meta name="_csrf" content="${_csrf.token}"/><meta name="_csrf_header" content="${_csrf.headerName}"/> <script> var token = $("meta[name='_csrf']").attr("content"); var header = $("meta[name='_csrf_header']").attr("content"); $.ajaxSetup({ beforeSend: function (xhr) { if(header && token ){ xhr.setRequestHeader(header, token); } }} );</script>
Spring Security - new CookieCsrfTokenRepository()
可以通過 new CookieCsrfTokenRepository() 自定義攔截的邏輯，大概意思：
@Configurationpublic class WebSecurityConfiguration extends WebSecurityConfigurerAdapter { @Override protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception { http.csrf().csrfTokenRepository(new CookieCsrfTokenRepository()) .requireCsrfProtectionMatcher( /** * 攔截“/login”開頭的訪問路徑，不讓訪問 * 攔截所有“POST”請求，不讓訪問 */// httpServletRequest -> httpServletRequest.getRequestURI().startsWith("/login")// && httpServletRequest.getMethod().equals("POST") httpServletRequest -> httpServletRequest.getMethod().equals("POST") ); }}
當然也可以這么寫，可以看后續對默認的 DefaultRequiresCsrfMatcher 的源碼
public class CsrfSecurityRequestMatcher implements RequestMatcher { private Pattern allowedMethods = Pattern.compile("^(GET|HEAD|TRACE|OPTIONS)$"); private RegexRequestMatcher unprotectedMatcher = new RegexRequestMatcher("^/rest/.*", null); @Override public boolean matches(HttpServletRequest request) { if(allowedMethods.matcher(request.getMethod()).matches()){ return false; } return !unprotectedMatcher.matches(request); }}
Spring Security - CookieCsrfTokenRepository如何工作的呢?
CookieCsrfTokenRepository.withHttpOnlyFalse() 本質就是 new CookieCsrfTokenRepository()
public static CookieCsrfTokenRepository withHttpOnlyFalse() { CookieCsrfTokenRepository result = new CookieCsrfTokenRepository(); result.setCookieHttpOnly(false); return result;}
為何默認的存放CSRFToken的cookie是httpOnly呢？
如果cookie中設置了HttpOnly屬性，那么通過js腳本將無法讀取到cookie信息，這樣能有效的防止XSS攻擊，竊取cookie內容，這樣就增加了cookie的安全性，即便是這樣，也不要將重要信息存入cookie。XSS全稱Cross SiteScript，跨站腳本攻擊，是Web程序中常見的漏洞，XSS屬于被動式且用于客戶端的攻擊方式，所以容易被忽略其危害性。其原理是攻擊者向有XSS漏洞的網站中輸入(傳入)惡意的HTML代碼，當其它用戶瀏覽該網站時，這段HTML代碼會自動執行，從而達到攻擊的目的。如，盜取用戶Cookie、破壞頁面結構、重定向到其它網站等。
// 比如，設置https的cookieresponse.addHeader("Set-Cookie", "uid=112; Path=/; Secure; HttpOnly");
Cookie CsrfToken 默認的封裝
static final String DEFAULT_CSRF_COOKIE_NAME = "XSRF-TOKEN";static final String DEFAULT_CSRF_PARAMETER_NAME = "_csrf";static final String DEFAULT_CSRF_HEADER_NAME = "X-XSRF-TOKEN";private String parameterName = DEFAULT_CSRF_PARAMETER_NAME;private String headerName = DEFAULT_CSRF_HEADER_NAME;private String cookieName = DEFAULT_CSRF_COOKIE_NAME;@Overridepublic CsrfToken generateToken(HttpServletRequest request) { return new DefaultCsrfToken(this.headerName, this.parameterName, createNewToken());}
CsrfToken的保存
@Overridepublic void saveToken(CsrfToken token, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) { String tokenValue = token == null ? "" : token.getToken(); Cookie cookie = new Cookie(this.cookieName, tokenValue); cookie.setSecure(request.isSecure()); if (this.cookiePath != null && !this.cookiePath.isEmpty()) { cookie.setPath(this.cookiePath); } else { cookie.setPath(this.getRequestContext(request)); } if (token == null) { cookie.setMaxAge(0); } else { cookie.setMaxAge(-1); } if (cookieHttpOnly && setHttpOnlyMethod != null) { ReflectionUtils.invokeMethod(setHttpOnlyMethod, cookie, Boolean.TRUE); } response.addCookie(cookie);}
CsrfToken的加載
@Overridepublic CsrfToken loadToken(HttpServletRequest request) { Cookie cookie = WebUtils.getCookie(request, this.cookieName); if (cookie == null) { return null; } String token = cookie.getValue(); if (!StringUtils.hasLength(token)) { return null; } return new DefaultCsrfToken(this.headerName, this.parameterName, token);}
Spring Security - CsrfFilter是如何完成攔截和校驗的呢?
public final class CsrfFilter extends OncePerRequestFilter { // 負責CsrfToken生成，加載等 private final CsrfTokenRepository tokenRepository; // 負責攔截Csrf的匹配 private RequestMatcher requireCsrfProtectionMatcher = DEFAULT_CSRF_MATCHER; // 被攔截后的拒絕策略 private AccessDeniedHandler accessDeniedHandler = new AccessDeniedHandlerImpl(); // CsrfFilter的過濾邏輯 @Override protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException { request.setAttribute(HttpServletResponse.class.getName(), response); // 加載token,沒有的自動生成一個 CsrfToken csrfToken = this.tokenRepository.loadToken(request); final boolean missingToken = csrfToken == null; if (missingToken) { csrfToken = this.tokenRepository.generateToken(request); this.tokenRepository.saveToken(csrfToken, request, response); } request.setAttribute(CsrfToken.class.getName(), csrfToken); request.setAttribute(csrfToken.getParameterName(), csrfToken); // 攔截請求 if (!this.requireCsrfProtectionMatcher.matches(request)) { filterChain.doFilter(request, response); return; } // 校驗token String actualToken = request.getHeader(csrfToken.getHeaderName()); if (actualToken == null) { actualToken = request.getParameter(csrfToken.getParameterName()); } if (!csrfToken.getToken().equals(actualToken)) { if (this.logger.isDebugEnabled()) { this.logger.debug("Invalid CSRF token found for " + UrlUtils.buildFullRequestUrl(request)); } if (missingToken) { this.accessDeniedHandler.handle(request, response, new MissingCsrfTokenException(actualToken)); } else { this.accessDeniedHandler.handle(request, response, new InvalidCsrfTokenException(csrfToken, actualToken)); } return; } filterChain.doFilter(request, response); }}
Spring Security - 默認對哪些Method攔截呢?
"GET", "HEAD", "TRACE", "OPTIONS" 不會攔截：
private static final class DefaultRequiresCsrfMatcher implements RequestMatcher { private final HashSet<String> allowedMethods = new HashSet<String>( Arrays.asList("GET", "HEAD", "TRACE", "OPTIONS")); /* * (non-Javadoc) * * @see * org.springframework.security.web.util.matcher.RequestMatcher#matches(javax. * servlet.http.HttpServletRequest) */ @Override public boolean matches(HttpServletRequest request) { return !this.allowedMethods.contains(request.getMethod()); }}
Spring Security - HttpSessionCsrfTokenRepository
經過上面的分析，你再看Session的，是不是很簡單? 我這邊貼個代碼，你眼睛掃一下即可。@pdai
public final class HttpSessionCsrfTokenRepository implements CsrfTokenRepository { private static final String DEFAULT_CSRF_PARAMETER_NAME = "_csrf"; private static final String DEFAULT_CSRF_HEADER_NAME = "X-CSRF-TOKEN"; private static final String DEFAULT_CSRF_TOKEN_ATTR_NAME = HttpSessionCsrfTokenRepository.class .getName().concat(".CSRF_TOKEN"); private String parameterName = DEFAULT_CSRF_PARAMETER_NAME; private String headerName = DEFAULT_CSRF_HEADER_NAME; private String sessionAttributeName = DEFAULT_CSRF_TOKEN_ATTR_NAME; /* * (non-Javadoc) * * @see org.springframework.security.web.csrf.CsrfTokenRepository#saveToken(org. * springframework .security.web.csrf.CsrfToken, * javax.servlet.http.HttpServletRequest, javax.servlet.http.HttpServletResponse) */ public void saveToken(CsrfToken token, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) { if (token == null) { HttpSession session = request.getSession(false); if (session != null) { session.removeAttribute(this.sessionAttributeName); } } else { HttpSession session = request.getSession(); session.setAttribute(this.sessionAttributeName, token); } } /* * (non-Javadoc) * * @see * org.springframework.security.web.csrf.CsrfTokenRepository#loadToken(javax.servlet * .http.HttpServletRequest) */ public CsrfToken loadToken(HttpServletRequest request) { HttpSession session = request.getSession(false); if (session == null) { return null; } return (CsrfToken) session.getAttribute(this.sessionAttributeName); } /* * (non-Javadoc) * * @see org.springframework.security.web.csrf.CsrfTokenRepository#generateToken(javax. * servlet .http.HttpServletRequest) */ public CsrfToken generateToken(HttpServletRequest request) { return new DefaultCsrfToken(this.headerName, this.parameterName, createNewToken()); }}
Spring Security - 設置Csrf不對會造成哪些錯誤呢?
- 403 - 用CSRF作為控制權限，引發權限問題
There was an unexpected error (type=Forbidden, status=403).Invalid CSRF Token 'null' was found on the request parameter '_csrf' or header 'X-XSRF-TOKEN'.
- 405 - 前置的參數綁定問題
POST method not supported。// 本質上還是參數綁定時，Csrf沒有設置或者不正確。
總結與展望
可見，CSRF 是一種危害非常大的攻擊，又很難以防范。目前幾種防御策略雖然可以很大程度上抵御 CSRF 的攻擊，但并沒有一種完美的解決方案。一些新的方案正在研究之中，比如對于每次請求都使用不同的動態口令，把 Referer 和 token 方案結合起來，甚至嘗試修改 HTTP 規范，但是這些新的方案尚不成熟，要正式投入使用并被業界廣為接受還需時日。在這之前，我們只有充分重視 CSRF，根據系統的實際情況選擇最合適的策略，這樣才能把 CSRF 的危害降到最低。
