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内容安全策略(csp)

web安全的终极保障

Posted by Li Yucang on November 1, 2018

内容安全策略(csp)

简介

跨域脚本攻击 XSS 是最常见、危害最大的网页安全漏洞。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？

有，CSP 全称 Content Security Policy ，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（这里的内容可以指脚本、图片、iframe、font、style 等等可能的远程的资源）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。

需要说明的一点是,目前主流的浏览器都已支持 csp.所以我们可以放心大胆的用了.

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(优先采用):

const http = require('http');
const fs = require('fs');
http.createServer((req, res) => {
        const html = fs.readFileSync('index.html', 'utf8');
        res.writeHead(200, {
            'Content-Type': 'text-html',
            'Content-Security-Policy': 'script-src 'self'; object-src 'none'; style-src cdn.example.org third-party.org; child-src https:'
        });
        res.end(html);
}).listen(9000);

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。比如当我们使用内联脚本和样式时：

<img src="x" onerror="evil()">
<script src="data:text/javascript,evil()"></script>
<script>
  console.log('csp');
</script>
<style type="text/css">
  * { background-color: red; }
</style>
<div style="width:50px;height:50px;background-color:red;">csp</div>

浏览器会阻止它们的加载，并抛出错误：

指令选项

CSP 提供了很多指令选项，涉及安全的各个方面。

资源加载限制

以下指令限制各类资源的加载:

指令 说明
script-src 外部脚本
style-src 样式表
img-src 用于定义可从中加载图像的来源。
media-src 用于限制允许传输视频和音频的来源。
font-src 用于指定可提供网页字体的来源。Google 的网页字体可通过 font-src https://themes.googleusercontent.com 启用
object-src 插件（比如 Flash）
frame-src 子 iframe
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

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。

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。

指令 说明
frame-ancestors 限制嵌入框架的网页
base-uri 限制<base#href>
form-action 用于列出可从 <form> 标记提交的有效端点

其他限制指令

其他一些安全相关的功能，也放在了 CSP 里面。

指令 说明
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 用于限制页面可以调用的插件种类
sandbox 浏览器行为的限制，比如不能有弹出窗口等

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 /csp_report;

上面代码指定，将注入行为报告给/csp_report 这个 URL。

作为报告的 JSON 对象报告包含了以下数据：

字段 说明
document-uri 发生违规的文档的 URI。
referrer 违规发生处的文档引用（地址）。
blocked-uri 被 CSP 阻止的资源 URI。如果被阻止的 URI 来自不同的源而非文档 URI，那么被阻止的资源 URI 会被删减，仅保留协议，主机和端口号。
violated-directive 违反的策略名称。
original-policy 在 Content-Security-Policy HTTP 头部中指明的原始策略。

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/report_parser"
  }
}

不过在 mdn 上有说这个指令正在被 report-to 取代，但是鉴于目前还没有浏览器支持 report-to，所以这里简单看看未来会怎么用：

Content-Security-Policy: ...; report-uri https://endpoint.com; report-to groupname

Report-To: { "group": "csp-endpoint",
             "max-age": 10886400,
             "endpoints": [
               { "url": "https://example.com/csp-reports" }
             ] },
           { "group": "hpkp-endpoint",
             "max-age": 10886400,
             "endpoints": [
               { "url": "https://example.com/hpkp-reports" }
             ] }
Content-Security-Policy: ...; report-to csp-endpoint

还有一点， report-uri 不能在 <meta> 标签里使用，只能通过 http 设置。

指令值

常规指令值

每个指令可以设置以下几种值，这些值就构成了白名单:

值 demo 说明
* img-src * 允许任意地址的 url,但是不包括 blob: filesystem: schemes.
‘none’ object-src ‘none’ 所有地址的咨询都不允许加载
‘self’ script-src ‘self’ 同源策略,即允许同域名同端口下,同协议下的请求
data: img-src ‘self’ data: 允许通过 data 来请求咨询 (比如用 Base64 编码过的图片).
domain.example.com img-src domain.example.com 允许特定的域名请求资源
example.org/resources/js/ script-src example.org/resources/js/ 允许从特定域名的特定路径下请求资源
*.example.com img-src *.example.com 允许从 example.com 下的任意子域名加载资源
https://cdn.com img-src https://cdn.com 仅仅允许通过 https 协议来从指定域名下加载资源
https: img-src https: 只允许通过 https 协议加载资源
‘unsafe-inline’ script-src ‘unsafe-inline’ 允许行内代码执行
‘unsafe-eval’ script-src ‘unsafe-eval’ 允许不安全的动态代码执行,比如 JavaScript 的 eval()方法

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。

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。

值 说明
‘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。

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。

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;

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。

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