什么是 CSRF？如何防止 CSRF 攻击？

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嗨，你好啊，我是猿java

CSRF 攻击是一种常见且危险的 Web 安全漏洞，攻击者可以通过伪造用户请求，执行恶意操作，这篇文章，我们将一起分析什么是 CSRF？CSRF是如何工作的？以及我们该如何预防 CSRF？

什么是 CSRF?

CSRF，全称 Cross-Site Request Forgery，中文翻译为跨站请求伪造，它是一种网络安全漏洞，攻击者通过伪造用户的请求，利用用户在已登录的情况下的身份验证信息，向服务器发送恶意请求，从而执行未经用户授权的操作。

CSRF攻击通常发生在用户已经登录了某个网站的情况下，攻击者在用户不知情的情况下利用用户的身份信息发送恶意请求，导致服务器误以为是用户发送的合法请求。

如下图所示，CSRF攻击大致由两部分组成：

  • 跨站点：用户登录到一个网站，并且被骗点击了攻击者构建的另一个网站链接，这代表了 CSRF 的“跨站点”部分。
  • 请求伪造：当受害者用户在同一浏览器中打开链接时，会向该网站发送一个伪造的请求，其中包含攻击者设置的值以及受害者与该网站关联的所有 cookie。

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CSRF 如何工作？

CSRF攻击一般是按照下面 2个步骤进行：

  1. 利用会话Cookie
  2. 构造CSRF攻击

利用会话Cookie

CSRF攻击会利用了会话cookie，该 cookie在浏览器和服务器之间共享，由于 HTTP请求是无状态的，因此服务器无法区分浏览器发送的两个请求。

但是有许多情况下，我们希望服务器能够将一个 HTTP请求与另一个相关联。例如，登录请求后跟随的请求来检查账户余额或转账，只有在登录请求成功后，服务器才会允许这些请求，我们将这些请求组称为会话。

使用Cookie来保存会话信息，服务器将特定客户端的会话信息打包到一个cookie中，并将其发送到客户端的浏览器。对于每个新请求，浏览器通过将cookie（带有会话密钥）发送回服务器来重新识别自己。

攻击者劫持（或利用）这个cookie，以欺骗用户将攻击者构建的请求发送到服务器。

构造 CSRF攻击

攻击者构造 CSRF攻击的广泛步骤序列包括以下步骤：

  • 识别和探索易受攻击的网站，以寻找可以利用的感兴趣的功能（诱饵）
  • 创建CSRF攻击 URL
  • 诱导点击 URL

接下来，我们再更详细地了解每个步骤。

识别和探索易受攻击的网站

在计划 CSRF攻击之前，攻击者需要识别感兴趣的功能，例如资金转账。攻击者还需要了解网站中的一个有效 URL，以及 URL接受的有效请求模式，此 URL应导致目标应用程序中的状态更改操作。

常见的一些状态更改操作示例如下：

  • 更新账户余额
  • 创建客户记录
  • 转账
    与状态更改操作相反，查询不会在服务器中更改任何状态。例如，查看用户资料，查看账户余额等不会在服务器中更新任何内容。

攻击者还需要找到 URL参数的正确值，否则，目标应用程序可能会拒绝伪造的请求。

用于探索易受攻击网站的一些常见技术包括：

  • 查看HTML源代码：检查网页的HTML源代码，以识别包含感兴趣功能的链接或按钮。
  • Web应用程序调试工具：使用 WebScarab、Tamper Dev等 Web应用程序调试工具分析客户端和服务器之间交换的信息。
  • 网络嗅探工具：使用网络嗅探工具（如 Wireshark）分析客户端和服务器之间交换的信息。

例如，假设攻击者已经识别了一个网站 https://yuanjava.com 来尝试 CSRF攻击，攻击者使用上述技术探索了这个网站，并发现了一个带有CSRF漏洞的 URL https://yuanjava.com/account 用于转账。

创建CSRF攻击 URL

攻击者接下来将尝试构建一个用于与受害者共享的攻击 URL，假设应用程序中的转账功能使用 POST方法，向另一个账户（账号为6666）转账 100元，合法请求将如下所示：

POST https://yuanjava.com/account?amount=100&accountNumber=6666

攻击者将创建一个攻击 URL，将 15000元转账给另一个可疑账户（账号为8888），URL：https://yuanjava.com/account?amount=15000&accountNumber=8888

当受害者点击这个攻击 URL，15000元将被转账到攻击者的账户（账号为8888）。

诱导点击 URL

创建了攻击 URL后，攻击者还必须欺骗受害者用户点击它，为此，攻击者创建了一种诱导，并使用任何社会工程攻击方法欺骗受害者用户点击恶意URL。

常见的诱导方式有：

  • 将攻击URL包含在HTML图像元素中
  • 将攻击URL放在受害者用户经常在登录应用程序时访问的页面上
  • 通过电子邮件发送攻击 URL

如何防御 CSRF 攻击？

为了防御 CSRF 攻击，可以采用以下几种常见的策略：

  • 使用 CSRF Token：在表单提交时，加入一个随机生成的唯一 token，并在服务器端进行验证，只有包含正确 token 的请求才被认为是合法的。
  • 检查 Referer 或 Origin 头：通过检查请求头中的 Referer 或 Origin 字段，确保请求来源于受信任的页面。
  • SameSite Cookie 属性：将 Cookie 的 SameSite 属性设置为 Strict 或 Lax，限制跨站点请求携带 Cookie。
  • 双重提交 Cookie：在每个请求中，同时通过 Cookie 和请求参数提交一个相同的 token，服务器端验证两者是否一致。
  • 安全部门或者购买安全云产品

如下代码示例，在 Java层创建一个配置类，启用 CSRF 保护：

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import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.csrf().and().authorizeRequests().antMatchers("/").permitAll().anyRequest().authenticated();
    }
}

解释说明：

  • Spring Security CSRF Token：Spring Security 默认启用了 CSRF 保护。在我们创建的 SecurityConfig 类中，http.csrf().and() 部分启用了 CSRF 保护。Spring Security 会自动生成一个 CSRF Token，并在每个请求中进行验证。
  • 表单中的 CSRF Token：在 form.html 文件中， 部分插入了 CSRF Token。Spring Security 提供了一个 _csrf 对象，其中包含了 parameterName 和 token，分别表示 CSRF Token 的参数名和值。
  • CSRF Token 验证：当请求提交时，Spring Security 会验证请求中的 CSRF Token。如果验证失败，将返回 403 Forbidden 错误。

总结

CSRF 攻击是一种常见且危险的 Web 安全漏洞，攻击者可以通过伪造用户请求，执行恶意操作，作为程序员，为了防御 CSRF 攻击，常见的策略包括使用 CSRF Token、检查 Referer 或 Origin 头、设置 SameSite Cookie 属性以及双重提交 Cookie。

因为程序员对于 CSRF 攻击可以做的事情还是很有限，所以，承担主要责任的是安全部门或者运维部门，但是作为程序员，我们需要具备这些安全意识，在安全等级比较高的需求中也需要把这些安全因素考虑在内。

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