Content Security Policy

我就是我 2022-12-29 14:19 111阅读 0赞

跨域脚本攻击 [XSS][] 是最常见、危害最大的网页安全漏洞。

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为了防止它们，要采取很多编程措施，非常麻烦。很多人提出，能不能根本上解决问题，浏览器自动禁止外部注入恶意脚本？

这就是"网页安全政策"（Content Security Policy，缩写 CSP）的来历。本文详细介绍如何使用 CSP 防止 XSS 攻击。

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## 一、简介 ##

CSP 的实质就是白名单制度，开发者明确告诉客户端，哪些外部资源可以加载和执行，等同于提供白名单。它的实现和执行全部由浏览器完成，开发者只需提供配置。

CSP 大大增强了网页的安全性。攻击者即使发现了漏洞，也没法注入脚本，除非还控制了一台列入了白名单的可信主机。

两种方法可以启用 CSP。一种是通过 HTTP 头信息的`Content-Security-Policy`的字段。

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>     Content-Security-Policy: script-src 'self'; object-src 'none';
>     style-src cdn.example.org third-party.org; child-src https:

另一种是通过网页的`<meta>`标签。

>     <meta http-equiv="Content-Security-Policy" content="script-src 'self'; object-src 'none'; style-src cdn.example.org third-party.org; child-src https:">

上面代码中，CSP 做了如下配置。

>  *  脚本：只信任当前域名
>  *  `<object>`标签：不信任任何URL，即不加载任何资源
>  *  样式表：只信任`cdn.example.org`和`third-party.org`
>  *  框架（frame）：必须使用HTTPS协议加载
>  *  其他资源：没有限制

启用后，不符合 CSP 的外部资源就会被阻止加载。

Chrome 的报错信息。

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Firefox 的报错信息。

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## 二、限制选项 ##

CSP 提供了很多限制选项，涉及安全的各个方面。

### 2.1 资源加载限制 ###

以下选项限制各类资源的加载。

>  *  **`script-src`**：外部脚本
>  *  **`style-src`**：样式表
>  *  **`img-src`**：图像
>  *  **`media-src`**：媒体文件（音频和视频）
>  *  **`font-src`**：字体文件
>  *  **`object-src`**：插件（比如 Flash）
>  *  **`child-src`**：框架
>  *  **`frame-ancestors`**：嵌入的外部资源（比如<frame>、<iframe>、<embed>和<applet>）
>  *  **`connect-src`**：HTTP 连接（通过 XHR、WebSockets、EventSource等）
>  *  **`worker-src`**：`worker`脚本
>  *  **`manifest-src`**：manifest 文件

### 2.2 default-src ###

`default-src`用来设置上面各个选项的默认值。

>     Content-Security-Policy: default-src 'self'

上面代码限制**所有的**外部资源，都只能从当前域名加载。

如果同时设置某个单项限制（比如`font-src`）和`default-src`，前者会覆盖后者，即字体文件会采用`font-src`的值，其他资源依然采用`default-src`的值。

### 2.3 URL 限制 ###

有时，网页会跟其他 URL 发生联系，这时也可以加以限制。

>  *  **`frame-ancestors`**：限制嵌入框架的网页
>  *  **`base-uri`**：限制`<base#href>`
>  *  **`form-action`**：限制`<form#action>`

### 2.4 其他限制 ###

其他一些安全相关的功能，也放在了 CSP 里面。

>  *  **`block-all-mixed-content`**：HTTPS 网页不得加载 HTTP 资源（浏览器已经默认开启）
>  *  **`upgrade-insecure-requests`**：自动将网页上所有加载外部资源的 HTTP 链接换成 HTTPS 协议
>  *  **`plugin-types`**：限制可以使用的插件格式
>  *  **`sandbox`**：浏览器行为的限制，比如不能有弹出窗口等。

### 2.5 report-uri ###

有时，我们不仅希望防止 XSS，还希望记录此类行为。`report-uri`就用来告诉浏览器，应该把注入行为报告给哪个网址。

>     Content-Security-Policy: default-src 'self'; ...; report-uri /my_amazing_csp_report_parser;

上面代码指定，将注入行为报告给`/my_amazing_csp_report_parser`这个 URL。

浏览器会使用`POST`方法，发送一个JSON对象，下面是一个例子。

>     {
>       "csp-report": {
>         "document-uri": "http://example.org/page.html",
>         "referrer": "http://evil.example.com/",
>         "blocked-uri": "http://evil.example.com/evil.js",
>         "violated-directive": "script-src 'self' https://apis.google.com",
>         "original-policy": "script-src 'self' https://apis.google.com; report-uri http://example.org/my_amazing_csp_report_parser"
>       }
>     }

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## 三、Content-Security-Policy-Report-Only ##

除了`Content-Security-Policy`，还有一个`Content-Security-Policy-Report-Only`字段，表示不执行限制选项，只是记录违反限制的行为。

它必须与`report-uri`选项配合使用。

>     Content-Security-Policy-Report-Only: default-src 'self'; ...; report-uri /my_amazing_csp_report_parser;

## 四、选项值 ##

每个限制选项可以设置以下几种值，这些值就构成了白名单。

>  *  主机名：`example.org`，`https://example.com:443`
>  *  路径名：`example.org/resources/js/`
>  *  通配符：`*.example.org`，`*://*.example.com:*`（表示任意协议、任意子域名、任意端口）
>  *  协议名：`https:`、`data:`
>  *  关键字`'self'`：当前域名，需要加引号
>  *  关键字`'none'`：禁止加载任何外部资源，需要加引号

多个值也可以并列，用空格分隔。

>     Content-Security-Policy: script-src 'self' https://apis.google.com

如果同一个限制选项使用多次，只有第一次会生效。

>     # 错误的写法
>     script-src https://host1.com; script-src https://host2.com
>     
>     # 正确的写法
>     script-src https://host1.com https://host2.com

如果不设置某个限制选项，就是默认允许任何值。

## 五、script-src 的特殊值 ##

除了常规值，`script-src`还可以设置一些特殊值。注意，下面这些值都必须放在单引号里面。

>  *  **`'unsafe-inline'`**：允许执行页面内嵌的`<script>`标签和事件监听函数
>  *  **`unsafe-eval`**：允许将字符串当作代码执行，比如使用`eval`、`setTimeout`、`setInterval`和`Function`等函数。
>  *  **nonce值**：每次HTTP回应给出一个授权token，页面内嵌脚本必须有这个token，才会执行
>  *  **hash值**：列出允许执行的脚本代码的Hash值，页面内嵌脚本的哈希值只有吻合的情况下，才能执行。

nonce值的例子如下，服务器发送网页的时候，告诉浏览器一个随机生成的token。

>     Content-Security-Policy: script-src 'nonce-EDNnf03nceIOfn39fn3e9h3sdfa'

页面内嵌脚本，必须有这个token才能执行。

>     <script nonce=EDNnf03nceIOfn39fn3e9h3sdfa>
>       // some code
>     </script>

hash值的例子如下，服务器给出一个允许执行的代码的hash值。

>     Content-Security-Policy: script-src 'sha256-qznLcsROx4GACP2dm0UCKCzCG-HiZ1guq6ZZDob_Tng='

下面的代码就会允许执行，因为hash值相符。

>     <script>alert('Hello, world.');</script>

注意，计算hash值的时候，<script>标签不算在内。

除了`script-src`选项，nonce值和hash值还可以用在`style-src`选项，控制页面内嵌的样式表。

## 六、注意点 ##

（1）`script-src`和`object-src`是必设的，除非设置了`default-src`。

因为攻击者只要能注入脚本，其他限制都可以规避。而`object-src`必设是因为 Flash 里面可以执行外部脚本。

（2）`script-src`不能使用`unsafe-inline`关键字（除非伴随一个nonce值），也不能允许设置`data:`URL。

下面是两个恶意攻击的例子。

>     <img src="x" onerror="evil()">
>     <script src="data:text/javascript,evil()"></script>

（3）必须特别注意 JSONP 的回调函数。

>     <script
>     src="/path/jsonp?callback=alert(document.domain)//">
>     </script>

上面的代码中，虽然加载的脚本来自当前域名，但是通过改写回调函数，攻击者依然可以执行恶意代码。

## 七、参考链接 ##

*  [CSP Is Dead, Long Live CSP! ][CSP Is Dead_ Long Live CSP], by Lukas Weichselbaum
 *  [An Introduction to Content Security Policy][], by Mike West

[XSS]: http://baike.baidu.com/view/2161269.htm
[8c883e95e087ad8be7c0e3bad849cff0.png]: /images/20221120/b00bcd1fec964242bc927f828b2de0a5.png
[ca14942ec0346175e2ed0e6024441a5f.png]: /images/20221120/29b438b0a9a24beea3cf627a1314d22f.png
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[CSP Is Dead_ Long Live CSP]: https://research.google.com/pubs/pub45542.html
[An Introduction to Content Security Policy]: http://www.html5rocks.com/en/tutorials/security/content-security-policy/