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AJAX请求真的不安全么?谈谈Web安全与AJAX的关系。

开篇三问
AJAX请求真的不安全么?
AJAX请求哪里不安全?
怎么样让AJAX请求更安全?
前言
本文包含的内容较多,包括AJAX,CORS,XSS,CSRF等内容,要完整的看完并理解需要付出一定的时间。
另外,见解有限,如有描述不当之处,请帮忙及时指出。
正文开始…
从入坑前端开始,一直到现在,AJAX请求都是以极高的频率重复出现,也解决过不少AJAX中遇到的问题,如跨域调试,错误调试等等。
从这种,发现了一个共通现象:那就是每次和后台人员对接时,他们都会提到AJAX请求不安全,请用普通http请求!
虽然很多时候,都是经过多翻口舌之争后,最终后台那边妥协,允许部分符合条件的AJAX请求。但是,我却很纠结一个问题:AJAX请求真的不安全么?为什么我自己写后台时并没有发现这个问题?
于是,开始准备搜集资料,结合自己已有的认知,整理成一份解决方案,分析AJAX请求真的不安全么?哪里不安全?,后续遇到类似的问题就直接向对方抛出一篇文章
大纲
AJAX请求真的不安全么
AJAX不安全的说法从何而来
常见的几种Web前端安全问题
CSRF简介
CSRF与AJAX的关系
XSS简介
XSS与AJAX的关系
SQL注入简介
SQL注入与AJAX的关系
AJAX和HTTP请求的区别
CORS与AJAX安全性之间的关联
CORS与AJAX关系的简介
为什么要配置CORS?
CORS会配置些什么信息?
CORS Origin: *的安全性
再看,AJAX请求真的不安全么?
AJAX请求哪里不安全?
怎么样让AJAX请求更安全?
AJAX请求真的不安全么
首先,先说一个定论:AJAX请求是否安全,由服务端(后台)决定
有这样一个说法:如果某个Web应用具备良好的安全性,那么再怎么用“不安全的AJAX”也削弱不了它的安全性,反之如果应用本身存在漏洞,不管用何种技术请求,它都是不安全的

为何会有这种说法?因为在Web应用中,客户端输入不可信是一个基本原则
AJAX不安全的说法从何而来?
在AJAX出现时,那时的服务端还是很古老的那一批,因此完全没有考虑到AJAX出现后,前端请求方式会变得异常复杂,造成以前的安全策略已经无法满足要求了,导致大批的后台安全漏洞曝光。。。
很显然,都是因为AJAX出现后曝光了更多的安全漏洞,导致它看起来很危险(因为AJAX出现后,请求方式变多了,以前的架构在新的请求中就可能出现更多漏洞)
So,AJAX不安全的说法自然扩散到了各个角落。
常见的几种Web前端安全问题
要知道AJAX请求是否安全,那么就得先知道Web前端中到底有那几种安全问题
1.XSS(跨站脚本攻击)(cross-site scripting)

-> 伪造会话(基于XSS实现CSRF)

-> 劫持cookie

-> 恶意代码执行

2.CSRF(跨站请求伪造)(cross-site request forgery)

-> 伪造用户身份操作
  1. SQL注入

…(其它暂且不提)

如上,Web前端中的安全问题主要就是这几大类(仅列举部分做分析),所以我们首先要分析AJAX与这几大类之间的关系。(XSS和CSRF,在下文也会做简单介绍。)
CSRF简介
CSRF,特征很简单:冒用用户身份,进行恶意操作
时至今日,这项安全漏洞已经被人们剖析的很透彻了,随便Google,百度之,都会找到很多的解释。这里也用一张图来先做简单描述:
(注,下面介绍参考了来源文章中的描述,譬如图就是参考了来源中的博文后重绘的)

所以,我们看到关键条件是:
1. 采用cookie来进行用户校验

  1. 登录受信任网站A,并在本地生成Cookie

  2. 在不登出A的情况下,访问危险网站B
    一般在(4)处恶意网站(B)的攻击手段如下(必须是指向A的地址,否则无法带上cookie):
    // 1.譬如在网站内的图片资源中潜入恶意的转账操作
    http://www.bank.example/transfer?toBankId=hello&amount=1000000 width=’0’ height=’0’>

// 2.构建恶意的隐藏表单,并通过脚本提交恶意请求

而且,从头到尾,攻击网站都没有获取到过 cookie,都是通过浏览器间接实现(利用Web的cookie隐式身份验证机制),所以HttpOnly并不会影响这个攻击
最后说下,几种常见的CSRF防御手段:
1. 验证HTTP Referer字段(非常简单,但是鉴于客户端并不可信任,所以并不是很安全)
(防止CSRF,检查Referer字段简单直接,但是其完全依赖浏览器发送正确的Referer字段。
虽然http协议对此字段的内容有明确的规定,但并无法保证来访的浏览器的具体实现,
亦无法保证浏览器没有安全漏洞影响到此字段。并且也存在攻击者攻击某些浏览器,篡改其Referer字段的可能。)

  1. 在请求地址中添加token并验证
    (譬如post中,以参数的形式加入一个随机产生的token)
    CSRF与AJAX的关系
    上文中,我们看到CSRF的前提是cookie验证用户身份,那么它与AJAX的关系大么?
    我们先分析AJAX中带cookie验证的情况:
  2. AJAX受到浏览器的同源策略限制

  3. AJAX默认无法请求跨域的接口
    (当然后台可以配置Access-Control-Allow-Origin: *之类的允许所有的跨域请求)

  4. AJAX请求无法携带跨域cookie
    (如果强行开启withCredentials,必须服务端配合认证,无法用作攻击)
    嗯哼…看到这,基本就可以认为CSRF与AJAX请求无缘了。。。
    譬如假设上图中第4部分的请求由AJAX发起,假设网站A已经允许了Access-Control-Allow-Origin: *,由于网站B与网站A是不同域名,所以存在跨域,根据同源策略,请求时根本就无法携带cookie,故而无法通过身份认证,攻击失败。。。
    就算强行开启withCredentials,携带跨域cookie,但是由于服务端并不会单独配置网站B的跨域cookie(需配置Access-Control-Allow-Credentials: true,而且这时候不允许设置Allow-Origin: *),所以肯定认证失败
    可以看到,就算Access-Control-Allow-Origin: *允许所有来源的AJAX请求,跨域的cookie默认情况下仍然是无法携带的,无法CSRF
    所以说,结论是:CSRF与AJAX无关
    XSS简介
    既然CSRF与AJAX关系不大,那么XSS应该会与AJAX有很大关系吧?(要不然为什么一直说AJAX请求不安全,对吧。)。那么请继续看下去(本文中只限JS范畴)
    XSS(cross-site scripting),看起来简写应该是css更合适。。。但是为了和层叠式样式表区分,就用XSS简写表示
    XSS的特征也可以概括为:跨域脚本注入,攻击者通过某种方式将恶意代码注入到网页上,然后其他用户观看到被注入的页面内容后会受到特定攻击
    相比CSRF,XSS囊括的内容更多,而且往往是多种攻击形式组合而成,这里以前文中介绍的几种为例:

1.cookie劫持
同样,页面中有一个评论输入,输入后会,因为后台的漏洞,没有过滤特殊字符,会直接明文保存到数据库中,然后展示到网页时直接展示明文数据,那么如下
<%@ page language=”java” contentType=”text/html; charset=UTF-8” pageEncoding=”UTF-8”%>


然后攻击者分析后,输入

保存文章。很简单的代码,由于没有过滤脚本,那么其它用户登陆后,在看到这篇文章时就会自动将他们的cookie信息都发送到了攻击者的服务器。
攻击者可以在cookie(譬如jsessionid对应的session)有效期内拿它们冒充用户操作。
需要注意,这里和CSRF的区别是,这里是拿到了cookie后主动冒充用户的,而CSRF中根本就不知cookie,仅利用浏览器的隐式校验方式冒充用户。
2.会话伪造
同样是评论漏洞的示例。
攻击者输入(举例比喻)
http://www.bank.example/transfer?toBankId=hello&amount=1000000 width=’0’ height=’0’>
然后,接下来发生的故事就和CSRF中提到的一致。这种情况就是基于XSS而开展的CSRF,也有人喜欢称之为XSRF
需要注意,这里并没有自己拿到cookie,而是CSRF中提到的利用浏览器的隐式验证机制来冒充用户。
3.其它恶意代码执行
其实上面的cookie劫持以及会话伪造都算是恶意代码执行,为了区别,这里就专指前端的流氓JS。
譬如前面的评论中的输入可以是:
譬如市面上盛行的网页游戏弹窗等。
譬如干脆直接让这个页面卡死都可以。
譬如无限循环。
这里再提一点,上述都是从前端输入作为入口的,但实际上有一类的输入也不可忽视,那就是:富文本攻击
它的特点就是: 富文本中注入了脚本,并且前后端未进行过滤,导致直接输出到了页面中
因为存在很多页面,都是将富文本内容展示到网页上的,没有进行过滤(哪怕时至今日,仍然有不少页面),这样只要富文本中有注入脚本,基本就中招了。。。
结论:
只要最终能向页面输出可执行的脚本语句,那么就是有漏洞,XSS攻击都有可能发生。
而且,基本上xss漏洞是很广泛的,虽然攻击类型很被动,也需要大量时间分析,但胜在大量的网站上都存在(特别是那种长期不更新的)
再提一点。上述的介绍更多的是从造成的后果来看,但其实如果从攻击手动来看的话可以分为几大类型:反射型XSS攻击(直接通过URL注入,而且很多浏览器都自带防御),存储型XSS攻击(存储到DB后读取时注入),还有一个DOM-Based型。
上述示例中都是存储型,具体更多内容网上已经有很详细的资料,这里不再继续深入,放一张图巩固下。

如何预防XSS:
输入过滤,不信任用户的任何输入,过滤其中的“<”、“>”、“/”等可能导致脚本注入的特殊字符,
或者过滤“script”、“javascript”等脚本关键字,或者对输入数据的长度进行限制等等,
还得考虑攻击者使用十六进制编码来输入脚本的方式。
输出进行编码,和输入过滤类似,不过是从输出上着手,数据输出到页面时,经过HtmlEncoder等工具编码,这样就不会存在直接输出可执行的脚本了
cookie设置http-only,这样用脚本就无法获取cookie了
(这样只有浏览器向Web服务器发起请求的时才会带上cookie字段,避免了XSS攻击利用JavaScript的document.cookie获取cookie)
Cookie防盗,尽可能地避免在Cookie中泄露隐私,如用户名、密码等;
或者,为了防止重放攻击,可以将Cookie和IP进行绑定,这样也可以阻止攻击者冒充正常用户的身份。
注意,特别是后台,一定不能信任前端的输入,需要过滤与校验
XSS与AJAX的关系
以上分析了XSS造成一些影响与问题,仍然发现:与AJAX关系不大,因为这些问题不管用不用AJAX都会发生。
看看这种情况,譬如上述的富文本注入中:
1. 某个接口采用AJAX交互

  1. AJAX请求完后将对应富文本字段显示到了页面上-譬如innerHTML
    但是,这真的与AJAX无关,这是前后端没有进行输入输出过滤而造成的后果。
    所以,还是那句话:如果某个Web应用具备良好的安全性,那么再怎么用“不安全的AJAX”也削弱不了它的安全性,反之如果应用本身存在漏洞,不管用何种技术请求,它都是不安全的
    SQL注入简介
    sql注入展开将也是一门很大的学问,很早以前更是大行其道(当然,现在…),这里仅仅举几个最极端的示例。
    前提是后台没有过滤前端的输入数据,否则根本无法生效
    假设页面A中有一个登陆查询存在拙劣的sql注入漏洞,这样子的:(最极端,最傻的情况)
    <%@ page language=”java” contentType=”text/html; charset=UTF-8” pageEncoding=”UTF-8”%>

在接收到登陆请求后,服务端的实际执行代码时是:
String sql = “SELECT * FROM users WHERE name = ‘” + name + “’ AND password = ‘” + password + “’”;
然而有攻击者分析出后台可能存在漏洞,尝试sql注入攻击,输入
name = ’ or 1=1
password = anything
那么这样,后台接收到数据后,实际上查询的结果是
SELECT * FROM users WHERE name = ’ ’ or 1=1 AND password = ‘anything’
故而,攻击者成功的绕过的用户名,利用后台漏洞登陆了。
当然了,像这类这么低级的漏洞,现象几乎已经不存在了,往往这类型漏洞需要仔细分析,耗时。(又或者是有内奸。。。)
SQL注入与AJAX的关系
额,从上述的示例中看不出和AJAX有什么关系。但是我们可以这样假设:
1. 有一个接口,接收AJAX post的数据

  1. 数据中有一个字段 ‘name’,后台接收到后没有进行过滤,直接如上面的演示一样,执行sql语句了

  2. 所以AJAX中如果给那个字段传入非法的注入信息,就会触发这个漏洞,导致攻击生效
    对,就是这样极端的情况下才会发生,而且与AJAX并没有关系,因为换成任何一种其它请求都会有类似的情况。。。
    所以说,结论是:SQL注入与AJAX无关
    AJAX和HTTP请求的区别
    从本质上将:AJAX就是浏览器发出的HTTP请求,只不过是浏览器加上了一个同源策略限制而已。
    AJAX请求的XMLHTTPRequest对象就是浏览器开放给JS调用HTTP请求用的。
    那么AJAX和HTTP的区别呢?列出以下几点:
    AJAX请求受到浏览器的同源策略限制,存在跨域问题
    AJAX在进行复杂请求时,浏览器会预先发出OPTIONS预检(HTTP自己是不会预检的)
    从使用角度上说,AJAX使用简单一点,少了些底层细节,多了些浏览器特性(如自动带上同域cookie等)
    所以说,和认证上的HTTP请求的区别就是-多了一次浏览器的封装而已(浏览器会有自己的预处理,加上特定限制)
    但是,从最终发出的报文来看,内容都是一样的(HTTP协议规范的内容),AJAX是发送HTTP请求的一种方式
    所以从这一点可以得出一个结论:AJAX本质上安全性和HTTP请求一样

CORS与AJAX安全性之间的关联
按照前文中提到的内容,基本无法得出AJAX与请求不安全的关联。那么接下来,再继续分析,如果使用了跨域资源共享(CORS)后的安全性。
(因为往往ajax都会伴随着CORS)
CORS与AJAX关系的简介
这是一个跨域共享方案,大致流程就是:(仅以复杂请求的预检举例-这一部分要求提前掌握CORS相关知识)
1. 前端AJAX请求前发出一个OPTIONS预检,会带一堆相关头部发送给服务端

  1. 服务端在接受到预检时,检查头部,来源等信息是否合法,合法则接下来允许正常的请求,
    否则直接无情的拒绝掉

  2. 浏览器端如果收到服务端拒绝的信息(响应头部检查),就抛出对应错误。
    否则就是正常的响应,接下来发出真正的请求(如POST)
    请求和响应的头部信息大概如下:
    Request Headers
    // 在CORS中专门作为Origin信息供后端比对,表示来源域。
    Origin: http://xxx
    Access-Control-Request-Headers: X-Requested-With
    // 所有用setRequestHeader方法设置的头部都将会以逗号隔开的形式包含在这个头中,一般POST请求中就会带上
    Access-Control-Request-Method: OPTIONS
    Response Headers
    Access-Control-Allow-Headers: Origin, X-Requested-With, Content-Type, Accept
    Access-Control-Allow-Methods: GET, POST, OPTIONS
    Access-Control-Allow-Origin: http://xxx
    最终,客户端发出的请求,必须符合服务端的校验规则才能正确,服务端才会返回正确头部,否则只会请求失败。报跨域错误。
    以上仅是简介,更多信息可以参考来源中的ajax跨域,这应该是最全的解决方案了
    为什么要配置CORS?
    因为同源策略限制,AJAX无法请求跨域资源,CORS可以解决AJAX跨域请求问题。
    因此:在本文中,配置CORS只是为了AJAX能跨域请求
    CORS会配置些什么信息?
    Access-Control-Allow-Headers: Origin, X-Requested-With, Content-Type, Accept
    Access-Control-Allow-Methods: GET, POST, OPTIONS
    Access-Control-Allow-Origin: http://xxx
    如上,加上这个配置后,必须符合要求的才算是正常的请求,否则就会拒绝掉,一般AJAX跨域的话都会有OPTIONS,所以在预检中就做了这一步。
    可以看到,关键的可变信息是:Access-Control-Allow-Origin: http://xxx
    这个配置就是域名白名单,规定在什么样的域名下才能进行AJAX跨域请求。
    CORS Origin: *的安全性
    关键问题来了,在上面的CORS配置是这样的:
    Access-Control-Allow-Origin: http://xxx
    但是这个配置只允许特定域名访问,鉴于前端的复杂性,有时候调试起来不是很方便,因此有时候,会偷懒的设置为:
    Access-Control-Allow-Origin: *
    这个代表所有来源的跨域AJAX请求都能正常响应。
    接下来我们再来分析设置Origin: *可能带来哪些问题。(都是基于AJAX的情况)
    问题1:会对cookie认证造成影响么?
    不会。虽然*代表了所有来源都能正常请求,但是同源策略下,是无法带上跨域cookie的。因此根本无法用身份验证。
    而且,就算用withCredentials强行带上跨域cookie,因为后台没有支持,所以会报错。(这可以看成是CORSs模型的最后一道防线)
    再者,后台就算配置Access-Control-Allow-Credentials允许跨域cookie,但是这时候的安全策略是Origin不允许为,必须是一个明确的地址。
    (否则你就可以看到浏览器的报错信息-跨域cookie时,Origin不允许为)
    问题2:如果伪造Origin头部呢?
    首先,标准的浏览器中是不允许你伪造的(除非有严重漏洞),所以一般需要通过模拟客户端请求伪造。
    但是。在非浏览器情况下,本来就没有同源策略。这又是何必。。。
    所以说,伪造Origin与CORS并没有关系。
    问题3:如果后台本来就存在漏洞呢?
    做这样一个假设,假设用户所在网络的内网中有一台内网服务器,并且配置了允许所有的跨域请求:(当然,外网是请求不到内网的)
    // 允许任何来自任意域的跨域请求
    Access-Control-Allow-Origin: *
    再假设内网服务器上恰巧存在敏感资源,并且没有额外设防,只要内网就能访问。譬如:
    192.168.111.23/users.md
    然后用户访问了恶意网页,而像HTML之类的网页都是下载到本地执行的,
    正好网页内有恶意代码,去向192.168.111.23/users.md请求资源,再将接收到的服务端返回发送到攻击者服务器。
    (因为加了Origin为*,而且AJAX是由本地浏览器发出的,所以用户下载到本地的恶意网站是可以访问到用户内网中的后台的)
    然后这些敏感数据就这样被盗取了。
    But,这是因为服务端漏洞而存在的问题,设置Origin为的后台上为何要放置敏感资源?正常设置为Origin为的最大作用是用作公共API。
    而且更重要的是,为何敏感资源就这样轻易的被获取了?为什么没有二次验证?
    SO,后台本身有漏洞,所以才导致被攻击,AJAX恰好是攻击的手段之一(除了AJAX外还会有其它的方式),所以很多锅都甩到了AJAX头上。
    这样,可以得出一个保守点的结论:
    Origin如果不是,AJAX请求并不会有安全问题,如果是,可能会由于后台的漏洞,不经意间,AJAX就被作为一种攻击手段了,导致了出现AJAX不安全的说法

再看,AJAX请求真的不安全么?
仍然是最初的结论:
如果某个Web应用具备良好的安全性,那么再怎么用“不安全的AJAX”也削弱不了它的安全性,反之如果应用本身存在漏洞,不管用何种技术请求,它都是不安全的
我们可以看到,XSS也好,CSRF也好,以及其它隐藏的可能漏洞也好,本质上都是后台已有漏洞造成的问题,AJAX最多是被用作一种攻击手段(甚至某些里面AJAX还无法使用)
提到AJAX请求不安全的,譬如有CORS里面配置Origin: *造成某些极端情况下能通过AJAX发出攻击。但事实上这也是其中的一种攻击手段而已,没有AJAX,该不安全的仍然不安全。
譬如还有的说法是:因为在AJAX出现以前,如果出现安全漏洞,容易被察觉,但AJAX是异步的,更容易隐式的出现安全问题。。。这也与安全性的本质无关。
最重要一点,从Web应用安全角度来谈,Web应用必须从不信任客户端。所以不要再把锅甩给AJAX。
AJAX请求哪里不安全?
同上,AJAX本身并不存在这种安全问题。
不过有一点需注意,如果使用了CORS方案。
1. Allow-Origin可以设置特定的值,过滤特定的白名单

  1. 对于一些公共的API,可以直接将Allow-Origin设置为*

  2. 当然,如果确认后台没有这些隐藏漏洞,可以直接使用*,毕竟也只是针对浏览器的同源策略而已,影响没有那么大。
    怎么样让AJAX请求更安全?
    仍然是文中反复提到的结论:
    让Web后台更安全,则AJAX请求也更安全,反之后台有漏洞,不管怎么样都是不安全的
    写在最后的话
    这样的话,应该可以把AJAX不安全的锅甩掉了吧?

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