CSRF攻击原理解析

0×00. 前言

在Web程序中普通用户一般只在Web界面里完成他想要的操作，Web程序接受的正常客户端请求一般来自用户的点击链接和表单提交等行为，可是恶意攻击者却可以依靠脚本和浏览器的安全缺陷来劫持客户端会话、伪造客户端请求。


0×01. CSRF攻击分类

CSRF是伪造客户端请求的一种攻击，CSRF的英文全称是Cross Site Request Forgery，字面上的意思是跨站点伪造请求。这种攻击方式是国外的安全人员于2000年提出，国内直到06年初才被关注，早期我们团队的剑心使用过 CSRF攻击实现了DVBBS后台的SQL注射，同时网上也出现过动易后台管理员添加的CSRF漏洞等，08年CSRF攻击方式开始在BLOG、SNS等大型社区类网站的脚本蠕虫中使用。

CSRF的定义是强迫受害者的浏览器向一个易受攻击的Web应用程序发送请求,最后达到攻击者所需要的操作行为。CSRF漏洞的攻击一般分为站内和站外两种类型：

CSRF站内类型的漏洞在一定程度上是由于程序员滥用$_REQUEST类变量造成的，一些敏感的操作本来是要求用户从表单提交发起POST请求传参给程序，但是由于使用了$_REQUEST等变量，程序也接收GET请求传参，这样就给攻击者使用CSRF攻击创造了条件，一般攻击者只要把预测好的请求参数放在站内一个贴子或者留言的图片链接里，受害者浏览了这样的页面就会被强迫发起请求。

CSRF站外类型的漏洞其实就是传统意义上的外部提交数据问题，一般程序员会考虑给一些留言评论等的表单加上水印以防止SPAM问题，但是为了用户的体验性，一些操作可能没有做任何限制，所以攻击者可以先预测好请求的参数，在站外的Web页面里编写javascript脚本伪造文件请求或和自动提交的表单来实现GET、POST请求，用户在会话状态下点击链接访问站外的Web页面，客户端就被强迫发起请求。

0×02. 浏览器的安全缺陷

现在的Web应用程序几乎都是使用Cookie来识别用户身份以及保存会话状态，但是所有的浏览器在最初加入Cookie功能时并没有考虑安全因素，从 WEB页面产生的文件请求都会带上COOKIE，如下图所示，Web页面中的一个正常的图片所产生的请求也会带上COOKIE：

<img src=”http://website/logo.jpg”>

↓

GET http://website.com/log.jpg
Cookie: session_id
客户端 ——————————————————-服务器

浏览器的这种安全缺陷给CSRF漏洞的攻击创造了最基本的条件，因为Web页面中的任意文件请求都会带上COOKIE，所以我们将文件地址替换为一个链接的话，用户访问Web页面就相当于会话状态下自动点击了链接，而且带有SRC属性具有文件请求的HTML标签，如图片、FLASH、音乐等相关的应用都会产生伪造GET请求的CSRF安全问题。一个web应用程序可能会因为最基本的渲染页面的HTML标签应用，而导致程序里所有的GET类型传参都不可靠。

0×03. 浏览器的会话安全特性

参照Set-Cookie的标准格式，现今浏览器支持的cookie实际上分为两种形式：

Set-Cookie: <name>=<value>[; <name>=<value>] [; expires=<date>][; domain=<domain_name>] [; path=<some_path>][; secure][; HttpOnly]

一种是内存COOKIE，在没有设定COOKIE值的expires参数，也就是没有设置COOKIE的失效时间情况下，这个COOKIE在关闭浏览器后将失效，并且不会保存在本地。另外一种是本地保存COOKIE，也就是设置了expires参数，COOKIE的值指定了失效时间，那么这个COOKIE 会保存在本地，关闭浏览器后再访问网站，在COOKIE有效时间内所有的请求都会带上这个本地保存COOKIE。

Internet Explorer有一个隐私报告功能，其实这是一个安全功能，它会阻挡所有的第三方COOKIE，比如A域Web页面嵌入了B域的文件，客户端浏览器访问了A域的Web页面后对B域所发起的文件请求所带上的COOKIE会被IE拦截。除开文件请求情况，A域的Web页面如果使用IFRAME帧包含B域的 Web页面，访问A域的Web页面后，B域的Web页面里的所有请求包括文件请求带上的COOKIE同样会被IE拦截。不过Internet Explorer的这个安全功能有两个特性，一是不会拦截内存COOKIE，二是在网站设置了P3P头的情况下，会允许跨域访问COOKIE，隐私报告功能就不会起作用了。

所以在Internet Explorer的这个安全特性的前提下，攻击者要进行站外的CSRF攻击使用文件请求来伪造GET请求的话，受害者必须在使用内存COOKIE也就是没有保存登陆的会话状态下才可能成功。而Firefox浏览器并没有考虑使用这样的功能，站外的CSRF攻击完全没有限制。

0×04. 关于Javascript劫持技术

近年来的web程序频繁使用Ajax技术，JSON也开始取代XML做为AJAX的数据传输格式，JSON实际上就是一段javascript，大部分都是定义的数组格式。fortify公司的三位安全人员在2007年提出了Javascript劫持技术，这是一种针对JSON动态数据的攻击方式，实际上这也是一种变相的CSRF攻击。攻击者从站外调用一个script标签包含站内的一个JSON动态数据接口，因为<script src=”>这种脚本标签的文件请求会带上COOKIE，用户访问后相当于被迫从站外发起了一个带有身份认证COOKIE的GET请求，web程序马上返回了用户相关的JSON数据，攻击者就可以取得这些关键的JSON数据加以利用，整个过程相当于一个站外类型的CSRF攻击。

WEB应用中的JSON数据大部分使用在个人资料、好友列表等隐私功能里，这类数据一般是web蠕虫最重要的传播功能所需要的数据，而CSRF攻击结合 Javascript劫持技术完全可以分析这类数据制作自动传播的web蠕虫，在一定情况下这种web蠕虫比网站出现跨站脚本漏洞制作的web蠕虫更具威胁性，几乎不受网站架构的限制，因为攻击者利用的不是传统的Web漏洞而是网站自身正常的功能，如果出现这类CSRF蠕虫，对网站的打击将是灾难性的。

0×05. 安全提醒

各个大型社区类网站必须警惕CSRF攻击和相关web蠕虫的爆发,并且针对这类web攻击制定有效的应急措施。同建议程序员不要滥用$_REQUEST类变量，在必要的情况下给某些敏感的操作加上水印，考虑使用类似DISCUZ论坛的formhash技术提高黑客预测请求参数的难度，注意JSON数据接口的安全问题等。最后希望大家全面的考虑客户端和服务端整体的安全，注意Internet Explorer等客户端浏览器一些安全缺陷和安全特性，防止客户端程序的安全问题影响整个Web应用程序。