SpringBoot 如何防御 CSRF 攻擊

本文轉載自查看原文 2021-06-09 20:42 3519 Java

CSRF 就是跨域請求偽造，英文全稱是 Cross Site Request Forgery。

這是一種非常常見的 Web 攻擊方式，其實是很好防御的，但是由於經常被很多開發者忽略，進而導致很多網站實際上都存在 CSRF 攻擊的安全隱患。我們通過一篇文章來詳細講解，什么是 CSRF 攻擊以及 CSRF 攻擊該如何防御。

1.CSRF 原理

想要防御 CSRF 攻擊，那我們得先搞清楚什么是 CSRF 攻擊，通過下面一張圖，來和大家梳理 CSRF 攻擊流程：

其實這個流程很簡單：

假設用戶打開了招商銀行網上銀行網站，並且登錄。
登錄成功后，網上銀行會返回 Cookie 給前端，瀏覽器將 Cookie 保存下來。
用戶在沒有登出網上銀行的情況下，在瀏覽器里邊打開了一個新的選項卡，然后又去訪問了一個危險網站。
這個危險網站上有一個超鏈接，超鏈接的地址指向了招商銀行網上銀行。
用戶點擊了這個超鏈接，由於這個超鏈接會自動攜帶上瀏覽器中保存的 Cookie，所以用戶不知不覺中就訪問了網上銀行，進而可能給自己造成了損失。

CSRF 的流程大致就是這樣，接下來松哥用一個簡單的例子和小伙伴們展示一下 CSRF 到底是怎么回事。

2.CSRF實踐

接下來，我創建一個名為 csrf-1 的 Spring Boot 項目，這個項目相當於我們上面所說的網上銀行網站，創建項目時引入 Web 和 Spring Security 依賴，如下：

創建成功后，方便起見，我們直接將 Spring Security 用戶名/密碼配置在 application.properties 文件中：

spring.security.user.name=teest 
spring.security.user.password=123

然后我們提供兩個測試接口：

@RestController 
public class HelloController { 
    @PostMapping("/transfer") 
    public void transferMoney(String name, Integer money) { 
        System.out.println("name = " + name); 
        System.out.println("money = " + money); 
    } 
    @GetMapping("/hello") 
    public String hello() { 
        return "hello"; 
    } 
}

假設 /transfer 是一個轉賬接口（這里是假設，主要是給大家演示 CSRF 攻擊，真實的轉賬接口比這復雜）

最后我們還需要配置一下 Spring Security，因為 Spring Security 中默認是可以自動防御 CSRF 攻擊的，所以我們要把這個關閉掉：

@Configuration 
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter { 
    @Override 
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception { 
        http.authorizeRequests().anyRequest().authenticated() 
                .and() 
                .formLogin() 
                .and() 
                .csrf() 
                .disable(); 
    } 
}

配置完成后，我們啟動 csrf-1 項目。

接下來，我們再創建一個 csrf-2 項目，這個項目相當於是一個危險網站，為了方便，這里創建時我們只需要引入 web 依賴即可。

項目創建成功后，首先修改項目端口：

server.port=8081

然后我們在 resources/static 目錄下創建一個 hello.html ，內容如下：

<body> 
<form action="http://localhost:8080/transfer" method="post"> 
    <input type="hidden" value="javaboy" name="name"> 
    <input type="hidden" value="10000" name="money"> 
    <input type="submit" value="點擊查看美女圖片"> 
</form> 
</body>

這里有一個超鏈接，超鏈接的文本是點擊查看美女圖片，當你點擊了超鏈接之后，會自動請求 http://localhost:8080/transfer 接口，同時隱藏域還攜帶了兩個參數。配置完成后，就可以啟動 csrf-2 項目了。接下來，用戶首先訪問 csrf-1 項目中的接口，在訪問的時候需要登錄，用戶就執行了登錄操作，訪問完整后，用戶並沒有執行登出操作，然后用戶訪問 csrf-2 中的頁面，看到了超鏈接，好奇這美女到底長啥樣，一點擊，結果錢就被人轉走了。

3.CSRF防御

先來說說防御思路，CSRF 防御一個核心思路就是在前端請求中，添加一個隨機數。因為在 CSRF 攻擊中，黑客網站其實是不知道用戶的 Cookie 具體是什么的，他是讓用戶自己發送請求到網上銀行這個網站的，因為這個過程會自動攜帶上 Cookie 中的信息。所以我們的防御思路是這樣：用戶在訪問網上銀行時，除了攜帶 Cookie 中的信息之外，還需要攜帶一個隨機數，如果用戶沒有攜帶這個隨機數，則網上銀行網站會拒絕該請求。黑客網站誘導用戶點擊超鏈接時，會自動攜帶上 Cookie 中的信息，但是卻不會自動攜帶隨機數，這樣就成功的避免掉 CSRF 攻擊了。

Spring Security 中對此提供了很好的支持，我們一起來看下。

3.1 默認方案

Spring Security 中默認實際上就提供了 csrf 防御，但是需要開發者做的事情比較多。首先我們來創建一個新的 Spring Boot 工程，創建時引入 Spring Security、Thymeleaf 和 web 依賴。

項目創建成功后，我們還是在 application.properties 中配置用戶名/密碼：

spring.security.user.name=test
spring.security.user.password=123

接下來，我們提供一個測試接口：

@Controller 
public class HelloController { 
    @PostMapping("/hello") 
    @ResponseBody 
    public String hello() { 
        return "hello"; 
    } 
}

注意，這個測試接口是一個 POST 請求，因為默認情況下，GET、HEAD、TRACE 以及 OPTIONS 是不需要驗證 CSRF 攻擊的。然后，我們在 resources/templates 目錄下，新建一個 thymeleaf 模版，如下：

<body> 
<form action="/hello" method="post"> 
    <input type="hidden" th:value="${_csrf.token}" th:name="${_csrf.parameterName}"> 
    <input type="submit" value="hello"> 
</form> 
</body>

注意，在發送 POST 請求的時候，還額外攜帶了一個隱藏域，隱藏域的 key 是 ${_csrf.parameterName}，value 則是 ${_csrf.token}。這兩個值服務端會自動帶過來，我們只需要在前端渲染出來即可。接下來給前端 hello.html 頁面添加一個控制器，如下：

@GetMapping("/hello") 
public String hello2() { 
    return "hello"; 
}

添加完成后，啟動項目，我們訪問 hello 頁面，在訪問時候，需要先登錄，登錄成功之后，我們可以看到登錄請求中也多了一個參數，如下：

可以看到，這里也多了 _csrf 參數。

這里我們用了 Spring Security 的默認登錄頁面，如果大家使用自定義登錄頁面，可以參考上面 hello.html 的寫法，通過一個隱藏域傳遞 _csrf 參數。訪問到 hello 頁面之后，再去點擊按鈕，就可以訪問到 hello 接口了。小伙伴們可以自行嘗試在 hello.html 頁面中，去掉 _csrf 參數，看看訪問 hello 接口的效果。這是 Spring Security 中默認的方案，通過 Model 將相關的數據帶到前端來。如果你的項目是前后端不分項目，這種方案就可以了，如果你的項目是前后端分離項目，這種方案很明顯不夠用。

3.2 前后端分離方案

如果是前后端分離項目，Spring Security 也提供了解決方案。這次不是將 _csrf 放在 Model 中返回前端了，而是放在 Cookie 中返回前端，配置方式如下：

@Configuration 
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter { 
    @Override 
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception { 
        http.authorizeRequests().anyRequest().authenticated() 
                .and() 
                .formLogin() 
                .and() 
                .csrf().csrfTokenRepository(CookieCsrfTokenRepository.withHttpOnlyFalse()); 
    } 
}

有小伙伴可能會說放在 Cookie 中不是又被黑客網站盜用了嗎?其實不會的，大家注意如下兩個問題：

黑客網站根本不知道你的 Cookie 里邊存的啥，他也不需要知道，因為 CSRF 攻擊是瀏覽器自動攜帶上 Cookie 中的數據的。
我們將服務端生成的隨機數放在 Cookie 中，前端需要從 Cookie 中自己提取出來 _csrf 參數，然后拼接成參數傳遞給后端，單純的將 Cookie 中的數據傳到服務端是沒用的。

理解透了上面兩點，你就會發現 _csrf 放在 Cookie 中是沒有問題的，但是大家注意，配置的時候我們通過 withHttpOnlyFalse 方法獲取了 CookieCsrfTokenRepository 的實例，該方法會設置 Cookie 中的 HttpOnly 屬性為 false，也就是允許前端通過 js 操作 Cookie(否則你就沒有辦法獲取到 _csrf)。配置完成后，重啟項目，此時我們就發現返回的 Cookie 中多了一項：

接下來，我們通過自定義登錄頁面，來看看前端要如何操作。首先我們在 resources/static 目錄下新建一個 html 頁面叫做 login.html：

<!DOCTYPE html> 
<html lang="en"> 
<head> 
    <meta charset="UTF-8"> 
    <title>Title</title> 
    <script src="js/jquery.min.js"></script> 
    <script src="js/jquery.cookie.js"></script> 
</head> 
<body> 
<div> 
    <input type="text" id="username"> 
    <input type="password" id="password"> 
    <input type="button" value="登錄" id="loginBtn"> 
</div> 
<script> 
    $("#loginBtn").click(function () { 
        let _csrf = $.cookie('XSRF-TOKEN'); 
        $.post('/login.html',{username:$("#username").val(),password:$("#password").val(),_csrf:_csrf},function (data) { 
            alert(data); 
        }) 
    }) 
</script> 
</body> 
</html>

這段 html 我給大家解釋下：

首先引入 jquery 和 jquery.cookie ，方便我們一會操作 Cookie。
定義三個 input，前兩個是用戶名和密碼，第三個是登錄按鈕。
點擊登錄按鈕之后，我們先從 Cookie 中提取出 XSRF-TOKEN，這也就是我們要上傳的 csrf 參數。
通過一個 POST 請求執行登錄操作，注意攜帶上 _csrf 參數。

服務端我們也稍作修改，如下：

@Configuration 
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter { 
    @Override 
    public void configure(WebSecurity web) throws Exception { 
        web.ignoring().antMatchers("/js/**"); 
    } 
 
    @Override 
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception { 
        http.authorizeRequests().anyRequest().authenticated() 
                .and() 
                .formLogin() 
                .loginPage("/login.html") 
                .successHandler((req,resp,authentication)->{ 
                    resp.getWriter().write("success"); 
                }) 
                .permitAll() 
                .and() 
                .csrf().csrfTokenRepository(CookieCsrfTokenRepository.withHttpOnlyFalse()); 
    } 
}

一方面這里給 js 文件放行。另一方面配置一下登錄頁面，以及登錄成功的回調，這里簡單期間，登錄成功的回調我就給一個字符串就可以了。大家感興趣的話，可以查看本系列前面文章，有登錄成功后回調的詳細解釋，OK，所有事情做完之后，我們訪問 login.html 頁面，輸入用戶名密碼進行登錄，結果如下：

可以看到，我們的 _csrf 配置已經生效了。小伙伴們可以自行嘗試從登錄參數中去掉 _csrf，然后再看看效果。

4. 小結

好了，今天主要和小伙伴們介紹了 csrf 攻擊以及如何防御的問題。大家看到，csrf 攻擊主要是借助了瀏覽器默認發送 Cookie 的這一機制，所以如果你的前端是 App、小程序之類的應用，不涉及瀏覽器應用的話，其實可以忽略這個問題，如果你的前端包含瀏覽器應用的話，這個問題就要認真考慮了。

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