基于服務(wù)器端的XSS攻擊防御

馮 倩

（中南民族大學(xué)，計算機科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430074）

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，web應(yīng)用越來越流行，現(xiàn)如今web應(yīng)用已進(jìn)入我們生活的方方面面。我們已經(jīng)習(xí)慣網(wǎng)上購物，逛論壇，刷微博，發(fā)帖等web應(yīng)用。然而web安全問題不斷出現(xiàn)，針對web應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)攻擊時常發(fā)生，因此web應(yīng)用的安全性也受到更多關(guān)注。根據(jù)最新的OWASP（Open Web Application Security Project）統(tǒng)計，XSS漏洞依然是web應(yīng)用漏洞的第三名[1]。XSS攻擊是一種經(jīng)常出現(xiàn)在Web應(yīng)用程序中的計算機安全漏洞，由于web應(yīng)用程序?qū)τ脩舻妮斎脒^濾不足而產(chǎn)生[2]。攻擊者利用網(wǎng)站漏洞把惡意的腳本代碼注入到網(wǎng)頁之中，當(dāng)用戶瀏覽這些網(wǎng)頁時就會執(zhí)行其中的惡意代碼，對受害用戶造成 Cookie資料盜竊[3]、回話劫持[4]、釣魚欺騙[5]、網(wǎng)頁掛馬[6]等各種攻擊。XSS攻擊無論對網(wǎng)站還是對用戶造成的危害甚大，因此研究XSS攻擊防御顯得尤為重要，它能源頭上防止XSS攻擊。

XSS漏洞主要分為三類：反射性 XSS（reflected- XSS），存儲型XSS(stored-XSS，DOM型XSS(DOM- based XSS)[7]。反射型XSS漏洞是用戶提交的數(shù)據(jù)立即被服務(wù)器處理并返回一個響應(yīng)頁面，若用戶提交的數(shù)據(jù)沒有經(jīng)過有效地過濾就會產(chǎn)生反射型 XSS漏洞[8]；存儲型XSS漏洞是服務(wù)器端沒有對用戶提交的數(shù)據(jù)沒做有效的過濾，并將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，當(dāng)用戶瀏覽網(wǎng)頁時，服務(wù)器從數(shù)據(jù)庫中加載數(shù)據(jù)并在網(wǎng)頁中顯示，從而形成存儲型XSS漏洞[9]；DOM型XSS漏洞是瀏覽器在接受到HTML代碼后，由瀏覽器向網(wǎng)頁中嵌入惡意腳本代并執(zhí)行產(chǎn)生[10]。存儲型XSS漏洞是對web服務(wù)器進(jìn)行攻擊且不易發(fā)現(xiàn)，造成的危害甚大，然而當(dāng)前沒有一個較好的檢測工具。

XSS漏洞挖掘的方法主要有靜態(tài)分析和動態(tài)分析方法[11]。靜態(tài)分析是針對應(yīng)用程序的源碼進(jìn)行分析，通過分析源碼來發(fā)現(xiàn)可能存在的漏洞，屬于白盒測試。相關(guān)的自動化檢測工具有Fortify SCA、XSSDetect、Pixy等[12]。這類檢測工具可以實現(xiàn)高效率自動檢測。但靜態(tài)分析具有一定的局限性，它需要獲取目標(biāo)站點的源碼。動態(tài)分析是在 Web站點運行過程中，根據(jù)運行結(jié)果推測Web站點中可能存在的漏洞，屬于黑盒測試[13]。動態(tài)檢測方法具有準(zhǔn)確率高、針對性強和無需程序源代碼的優(yōu)勢，不足之處是不當(dāng)?shù)墓粝蛄靠赡茉斐奢^高的漏報率，因此要求攻擊向量樣本的選取要全面，以此來降低漏報率，同時過大的樣本又會造成檢測效率低下。

當(dāng)前對防御存儲型XSS攻擊的方法按其所處時間分為兩大類，在程序開發(fā)期進(jìn)行預(yù)防，主要有安全編碼規(guī)范，對用戶的輸入的信息進(jìn)行消毒處理[14]；在程序完成后進(jìn)行漏洞檢測，主要有靜態(tài)分析，動態(tài)分析。靜態(tài)分析有源代碼審查，污點分析，動態(tài)分析有模糊測試和滲漏測試[14]。當(dāng)前也有一些研究者研究如何防御XSS攻擊，但都比較片面，本文深入研究XSS攻擊原理，并提出XSS防御策略。

本文主要完成了以下幾項工作：

1. 深入研究XSS攻擊工作原理和特點；

2. 提出XSS防御策略；

3. 實現(xiàn)漏洞檢測工具并進(jìn)行實驗測試。

1 相關(guān)理論

反射型XSS漏洞是用戶提交的數(shù)據(jù)立即被服務(wù)器處理并返回一個響應(yīng)頁面，若用戶提交的數(shù)據(jù)沒有經(jīng)過有效地過濾就會產(chǎn)生反射型XSS漏洞[8]，反射型XSS漏洞特點是漏洞在服務(wù)端形成，立即執(zhí)行且執(zhí)行一次、非持久化；存儲型XSS漏洞是服務(wù)器端沒有對用戶提交的數(shù)據(jù)做有效的過濾，并將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，當(dāng)用戶瀏覽網(wǎng)頁時，服務(wù)器從數(shù)據(jù)庫中加載數(shù)據(jù)并在網(wǎng)頁中顯示，從而形成存儲型XSS漏洞[9]，存儲型XSS漏洞特點是漏洞在服務(wù)端形成，攻擊向量存入數(shù)據(jù)庫中、非立即執(zhí)行、可以執(zhí)行多次、持久化；DOM型XSS漏洞是瀏覽器在接受到HTML代碼后，由瀏覽器向網(wǎng)頁中嵌入惡意腳本代并執(zhí)行產(chǎn)生[10]，DOM型XSS漏洞特點是漏洞在客戶端形成，立即執(zhí)行且執(zhí)行一次、非持久化。

1.1 反射型XSS漏洞攻擊原理

黑客構(gòu)造一個有惡意代碼URL發(fā)給用戶，用戶點擊URL，服務(wù)器將惡意代碼發(fā)送給瀏覽器，并在瀏覽器中執(zhí)行，從而造成攻擊。

圖1 反射型XSS攻擊原理圖Fig.1 Attack principle of reflective xss

1.2 存儲型XSS漏洞攻擊原理

黑客提交惡意代碼到 web服務(wù)器，web服務(wù)器將惡意代碼存放在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)用戶瀏覽頁面是，web服務(wù)器從數(shù)據(jù)庫中讀取惡意代碼并發(fā)給瀏覽器，惡意代碼在用戶瀏覽器中執(zhí)行，從而造成攻擊。

圖2 存儲型XSS攻擊原理圖Fig.2 Attack principle of stored xss

1.3 DOM型XSS漏洞攻擊原理

如圖3所示，黑客構(gòu)造一個有惡意代碼URL發(fā)給用戶，用戶點擊 URL，瀏覽器讀取 URL中的惡意代碼并執(zhí)行，從而造成攻擊。

2 XSS防御

XSS防御主要有如圖4中方式。

圖3 DOM型XSS攻擊原理圖Fig.3 Attack principle of dom xss

圖4 XSS防御圖Fig.4 Defense of stored xss

2.1 過濾[23]

將XSS攻擊向量寄生的宿主（HTML標(biāo)簽，事件，屬性）過濾掉，XSS攻擊向量便不能發(fā)生。

1. 過濾