获取元数据和隔离策略

旧城等待， 2023-09-27 08:17 93阅读 0赞

了解有关获取元数据标头的所有信息，以及如何实施隔离策略来防御各种客户端攻击。

### **什么是获取元数据标头？** ###

获取元数据标头是一种相对较新的浏览器安全功能，您可以在 Web 应用程序中使用它来防止前所未有的客户端攻击。

标题的目的很简单。它们告诉 Web 服务器发生 HTTP 请求的上下文。

#### 一个例子 ####

这是吉姆。`b.example`他使用 cookie登录`SessionId=123`。

![a7603926f1d04ac6af3fbb5144083d28.webp][]

假设有一个网站`a.example`从`b.example`.

![d3010566be6a41209329722371cc9c88.webp][]

#### 不获取元数据标头 ####

在获取元数据标头存在之前，当 Jim 打开时，Web 服务器所看到的`a.example`只是有人使用 Jim 的 cookie 加载了图像。

![68076c0d2646471198a085e3fc470571.webp][]

在 HTTP 级别上，它可能如下所示：

GET /cat.jpg HTTP/1.1
    Host: b.example
    Cookie: SessionId=123

请注意，服务器无法知道是否`a.example`使用`b.example`Jim 的会话 ID 加载图像。

#### 使用获取元数据标头 ####

在支持获取元数据标头的情况下，浏览器将在请求中向 Web 服务器发送更多信息。

![8a41a6c2b5d4429fad034167ebcabc27.webp][]

在 HTTP 级别上，它可能如下所示：

GET /cat.jpg HTTP/1.1
    Host: b.example
    Cookie: SessionId=123
    Sec-Fetch-Dest: image
    Sec-Fetch-Mode: no-cors
    Sec-Fetch-Site: cross-site

注意这次浏览器如何告诉网络服务器三个新的东西：

1.  该请求源自图像元素。
2.  请求的[模式][Link 1]（这是一种资源负载，而不是例如导航）。
3.  该请求来自另一个网站。

实际上，请求中还暗示了第四件事。缺少`Sec-Fetch-User`标头意味着请求不是由于用户交互而产生的。

### **获取元数据标头可以防止哪些攻击？** ###

获取元数据标头可以*帮助*防止几乎任何跨站点攻击。这些包括：

*  [XSS（跨站脚本）攻击][XSS]
 *  [CSRF（跨站请求伪造）攻击][CSRF]
 *  [各种 XS 泄漏][XS]
 *  [XSSI（跨站脚本包含）攻击][XSSI]
 *  [幽灵][Link 2]
 *  [点击劫持][Link 3]
 *  [制表符][Link 4]

### **获取元数据标头** ###

该系统由四个 HTTP 请求标头组成。

#### Sec-Fetch-Site ####

标`Sec-Fetch-Site`头告诉网络服务器请求是来自同一来源、同一站点还是完全不同的网站。它可以具有以下值之一：

*  `same-origin`：请求来自同一个*origin*，即*host*、*port*、*scheme*相同。[你可以在这里][Link 5]阅读更多关于起源的含义。
 *  `same-site`: 请求来自不同的来源，但来自同一*站点，这是**同一可注册域*的子域的浏览器术语。例如：`https://a.example.com`并且`https://b.example.com`被认为是同一站点（但来源不同）。
 *  `cross-site`: 请求完全来自不同的网站。例如，`www.google.com`并且`www.facebook.com`被认为是跨站点的。
 *  `none`: 请求并非来自任何网站。当用户打开书签、在 URL 栏中手动键入、打开另一个程序的链接等时，就会发生这种情况。

#### 秒取模式 ####

`Sec-Fetch-Mode`告诉网络服务器请求的[模式][Link 1]。它可以具有以下值之一：

*  `same-origin`：浏览器正在向同一来源发出请求。如果目标来自不同的来源，使用此模式的请求将失败。
 *  `no-cors`：浏览器正在向另一个来源发出请求，但不希望读取响应或使用任何未列入安全列表的 HTTP 动词或标头。
 *  `cors`：浏览器尝试发出 CORS（跨域资源共享）请求。[您可以在此处][Link 6]阅读有关 CORS的更多信息。
 *  `navigate`：浏览器正在从一个页面导航到另一个页面，例如单击链接、接收重定向或打开书签时。

#### Sec-Fetch-Dest ####

告诉网络服务器请求的`Sec-Fetch-Dest`目的地，即在什么地方等待资源。在上面的例子中，它是一个`<img>`加载资源的元素，所以目的地是`image`.

一些可能的值是：

*  `empty`: 当资源通过`fetch()`或 XHR 加载时。
 *  `document`：当资源在顶级导航中加载时。
 *  `image`: 当资源被加载到`<img>`标签中时。
 *  `worker`: 当资源通过`new Worker(...)`.
 *  `iframe`: 当资源加载到`<iframe>`.

该值可以是任何能够加载外部资源的元素，因此`audio`, `audioworklet`, `embed`, `font`, `frame`, `manifest`, `object`, `paintworklet`, `report`, `script`, `serviceworker`, `sharedworker`, `style`, `track`, `video`,`xslt`等也是可能的。

#### Sec-Fetch-User ####

标`Sec-Fetch-User`头告诉网络服务器由于用户交互（例如通过单击链接）而发起的导航请求（理论上）。该值始终为`?1`。当由于浏览器不考虑“用户激活”而导致导航发生时，根本不会发送此标头。

### **浏览器支持** ###

在撰写本文时，Chrome、Edge 和 Opera 支持获取元数据标头。但不用担心，您可以以完全向后兼容的方式实施策略。[您可以在此处查看][Link 7]最新状态。

### **实施隔离政策** ###

获取元数据标头如此出色的原因是它们允许我们这样做。

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根据客户端上下文阻止服务器端的请求是我们以前从未有过的能力。但现在我们这样做了，所以让我们使用它并实施*隔离策略*。

要创建隔离策略，您需要一个过滤器、中间件等，使您能够根据 HTTP 请求标头阻止请求。

我将使用 NodeJS 作为示例，但是在任何开发框架中实现这样的中间件通常都是微不足道的。

我们将从这个骨架开始：

app.use(function (req, res, next) {})

#### 1. 向后兼容 ####

通过允许根本没有获取元数据标头的请求开始您的策略。否则，使用尚不支持获取元数据的浏览器的人将无法访问您的网站。

if (!req.headers['sec-fetch-site']) {
      return next()
    }
    if (!req.headers['sec-fetch-mode']) {
      return next()
    }
    if (!req.headers['sec-fetch-dest']) {
      return next()
    }

#### 2.允许所有来自同一来源的请求 ####

要使您的应用程序正常工作，请允许来自同一来源的所有交互。

if (req.headers['sec-fetch-site'] === 'same-origin') {
      return next()
    }

#### 3. 允许不是来自其他网站的请求 ####

有时请求来自用户打开书签或在 URL 栏中输入。在这些情况下， 的值`Sec-Fetch-Site`是`none`，所以让我们允许它。

if (req.headers['sec-fetch-site'] === 'none') {
      return next()
    }

#### 4. 允许导航 ####

要使其他网站能够链接到您的页面，必须允许导航。但是，仅允许导航也将允许跨站点 POST 请求、框架和其他我们不一定想要的东西。

为安全起见，请验证 HTTP 方法是否为`GET`并且资源目标是否为`document`.

if (
      req.method === 'GET' &&
      req.headers['sec-fetch-mode'] === 'navigate' &&
      req.headers['sec-fetch-dest'] === 'document'
    ) {
      return next()
    }

#### 5.阻止任何其他请求 ####

如果一个请求到目前为止不符合任何规则，则拒绝它。

return res.status(403).json({
      error: 'Request blocked by the isolation policy.',
    })

#### 6. 必要时放宽政策 ####

您可能希望允许一些跨域或跨站点交互。

允许子域

要允许来自您自己的子域的请求，请允许具有`Sec-Fetch-Site`值的请求通过`same-site`。

if (req.headers['sec-fetch-site'] === 'same-site') {
      return next()
    }

允许取景

要使其他网站能够在 iframe 中加载您的页面，`GET`请允许在目标为`iframe`.

if (
      req.method === 'GET' &&
      req.headers['sec-fetch-mode'] === 'navigate' &&
      req.headers['sec-fetch-dest'] === 'iframe'
    ) {
      return next()
    }

#### 7. 测试策略 ####

我们现在实施了相当严格的隔离政策。这是全部内容（在我的示例中，我不允许 iframe 或子域）。[你可以在这里][Link 8]fork 和玩代码。

app.use(function (req, res, next) {
      // If fetch metadata is not supported, allow the request.
      if (!req.headers['sec-fetch-site']) {
        return next()
      }
      if (!req.headers['sec-fetch-mode']) {
        return next()
      }
      if (!req.headers['sec-fetch-dest']) {
        return next()
      }
    
      // If the request originates from your own web application, allow it.
      if (req.headers['sec-fetch-site'] === 'same-origin') {
        return next()
      }
    
      // If the request doesn't originate from a website at all (bookmark, etc.) then allow it.
      if (req.headers['sec-fetch-site'] === 'none') {
        return next()
      }
    
      // If the request is a navigation GET request, allow it.
      if (
        req.method === 'GET' &&
        req.headers['sec-fetch-mode'] === 'navigate' &&
        req.headers['sec-fetch-dest'] === 'document'
      ) {
        return next()
      }
    
      // If no rules matched, block the request.
      return res.status(403).json({
        error: 'Request blocked by the isolation policy.',
      })
    })

我在[这里][Link 9]创建了一个小测试页。它尝试加载图像、发布 HTML 表单并构建受保护的网站。如果你打开网站，你会发现这三个都失败了。

![9393aeb0e1474b93b37b8e41e043a8b9.webp][]

还有一个链接。单击链接，页面正确加载。

![0f2ac0c05a8746c191ca8e7f39dbac5c.webp][]

此外，在 Firefox 或 Safari 中加载页面工作正常，因此我们的向后兼容性似乎得到了检查。

#### 8. 部署策略 ####

首次将策略部署到生产环境时，建议使用仅记录日志的方法。

该策略将保持不变，但不是*阻止*请求，而是记录一个请求会因为 X 而被阻止，然后让该请求通过。

这样，您将很快知道策略是否会破坏某些内容，以及在最终部署强制执行策略之前是否需要添加一些内容。

### **结论** ###

获取元数据标头是一项出色的浏览器功能，它使开发人员能够以前所未有的方式保护 Web 应用程序。

实施有效的策略很简单，并且可以轻松地放宽以适应任何特殊需求，例如允许框架或来自子域的交互。

将策略部署到生产环境时，建议从仅记录方法开始。然后，当您对它不会破坏任何内容感到满意时，稍后部署执行策略。

根据浏览器的不同，浏览器支持仍然缺乏或处于试验阶段，但标头已经可以向后兼容的方式使用。

### **参考** ###

*  [Isolation Policies | XS-Leaks Wiki][Isolation Policies _ XS-Leaks Wiki]
 *  [Fetch Metadata Request Headers][]

[a7603926f1d04ac6af3fbb5144083d28.webp]: https://img-blog.csdnimg.cn/a7603926f1d04ac6af3fbb5144083d28.webp
[d3010566be6a41209329722371cc9c88.webp]: https://img-blog.csdnimg.cn/d3010566be6a41209329722371cc9c88.webp
[68076c0d2646471198a085e3fc470571.webp]: https://img-blog.csdnimg.cn/68076c0d2646471198a085e3fc470571.webp
[8a41a6c2b5d4429fad034167ebcabc27.webp]: https://img-blog.csdnimg.cn/8a41a6c2b5d4429fad034167ebcabc27.webp
[Link 1]: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/Request/mode
[XSS]: https://appsecmonkey.com/blog/xss
[CSRF]: https://appsecmonkey.com/blog/csrf
[XS]: https://appsecmonkey.com/blog/xs-leaks
[XSSI]: https://portswigger.net/research/json-hijacking-for-the-modern-web
[Link 2]: https://developers.google.com/web/updates/2018/02/meltdown-spectre
[Link 3]: https://appsecmonkey.com/blog/clickjacking
[Link 4]: https://appsecmonkey.com/blog/tabnabbing
[Link 5]: https://appsecmonkey.com/blog/same-origin-policy
[Link 6]: https://appsecmonkey.com/blog/cors
[Link 7]: https://www.appsecmonkey.com/browser-support/fetch-metadata
[48cc8f9d7aea42828d6da513e1f0de39.webp]: https://img-blog.csdnimg.cn/48cc8f9d7aea42828d6da513e1f0de39.webp
[Link 8]: https://codesandbox.io/s/zen-sea-kngz9?file=/app.js
[Link 9]: https://lmbz9.csb.app/
[9393aeb0e1474b93b37b8e41e043a8b9.webp]: https://img-blog.csdnimg.cn/9393aeb0e1474b93b37b8e41e043a8b9.webp
[0f2ac0c05a8746c191ca8e7f39dbac5c.webp]: https://img-blog.csdnimg.cn/0f2ac0c05a8746c191ca8e7f39dbac5c.webp
[Isolation Policies _ XS-Leaks Wiki]: https://xsleaks.dev/docs/defenses/isolation-policies/
[Fetch Metadata Request Headers]: https://w3c.github.io/webappsec-fetch-metadata/