跨站请求CSRF攻击

1. CSRF是什么

CSRF（Cross-site request forgery）跨站请求伪造，也被称为One Click Attack或者Session Riding，通常缩写为CSRF或者XSRF，是一种对网站的恶意利用。尽管听起来像跨站脚本（XSS），但它与XSS非常不同，XSS利用站点内的信任用户，而CSRF则通过伪装来自受信任用户的请求来利用受信任的网站。与XSS攻击相比，CSRF攻击往往不大流行（因此对其进行防范的资源也相当稀少）和难以防范，所以被认为比XSS更具危险性。

可以这样来理解：

攻击者盗用了你的身份，以你的名义发送恶意请求，对服务器来说这个请求是完全合法的，但是却完成了攻击者所期望的一个操作，比如以你的名义发送邮件、发消息，盗取你的账号，添加系统管理员，甚至于购买商品、虚拟货币转账等。如下：其中Web A为存在CSRF漏洞的网站，Web B为攻击者构建的恶意网站，User C为Web A网站的合法用户。

2. CSRF攻击原理

如下图：

从上图可以看出，要完成一次CSRF攻击，受害者必须依次完成两个步骤：

1. 登录受信任网站A，并在本地生成Cookie。
2. 在不登出A的情况下，访问危险网站B。

看到这里，你也许会说：“如果我不满足以上两个条件中的一个，我就不会受到CSRF的攻击”。是的，确实如此，但你不能保证以下情况不会发生：

1. 你不能保证你登录了一个网站后，不再打开一个tab页面并访问另外的网站。
2. 你不能保证你关闭浏览器了后，你本地的Cookie立刻过期，你上次的会话已经结束。（事实上，关闭浏览器不能结束一个会话，但大多数人都会错误的认为关闭浏览器就等于退出登录/结束会话了......）
3. 上图中所谓的攻击网站，可能是一个存在其他漏洞的可信任的经常被人访问的网站。

3. CSRF攻击防范

目前防御 CSRF 攻击主要有三种策略：验证HTTP Referer字段；在请求地址中添加token并验证；在HTTP头中自定义属性并验证。

验证HTTP Referer字段

根据HTTP协议，在HTTP头中有一个字段叫Referer，它记录了该HTTP请求的来源地址。在通常情况下，访问一个安全受限页面的请求来自于同一个网站，比如需要访问http://bank.example/withdraw?account=bob&amount=1000000&for=Mallory用户必须先登陆bank.example，然后通过点击页面上的按钮来触发转账事件。这时，该转帐请求的 Referer 值就会是转账按钮所在的页面的 URL，通常是以bank.example域名开头的地址。而如果黑客要对银行网站实施CSRF攻击，他只能在他自己的网站构造请求，当用户通过黑客的网站发送请求到银行时，该请求的Referer是指向黑客自己的网站。因此，要防御CSRF攻击，银行网站只需要对于每一个转账请求验证其Referer值，如果是以bank.example开头的域名，则说明该请求是来自银行网站自己的请求，是合法的。如果Referer是其他网站的话，则有可能是黑客的CSRF攻击，拒绝该请求。

然而，这种方法并非万无一失。Referer的值是由浏览器提供的，虽然HTTP协议上有明确的要求，但是每个浏览器对于Referer的具体实现可能有差别，并不能保证浏览器自身没有安全漏洞。使用验证Referer值的方法，就是把安全性都依赖于第三方（即浏览器）来保障，从理论上来讲，这样并不安全。事实上，对于某些浏览器，比如IE6或FF2，目前已经有一些方法可以篡改Referer值。如果bank.example网站支持 IE6 浏览器，黑客完全可以把用户浏览器的Referer值设为以 bank.example 域名开头的地址，这样就可以通过验证，从而进行CSRF攻击。

即便是使用最新的浏览器，黑客无法篡改Referer值，这种方法仍然有问题。因为Referer值会记录下用户的访问来源，有些用户认为这样会侵犯到他们自己的隐私权，特别是有些组织担心Referer值会把组织内网中的某些信息泄露到外网中。因此，用户自己可以设置浏览器使其在发送请求时不再提供Referer。当他们正常访问银行网站时，网站会因为请求没有Referer值而认为是CSRF攻击，拒绝合法用户的访问。

在请求地址中添加token并验证

CSRF攻击之所以能够成功，是因为黑客可以完全伪造用户的请求，该请求中所有的用户验证信息都是存在于cookie中，因此黑客可以在不知道这些验证信息的情况下直接利用用户自己的cookie来通过安全验证。要抵御CSRF，关键在于在请求中放入黑客所不能伪造的信息，并且该信息不存在于cookie之中。可以在HTTP请求中以参数的形式加入一个随机产生的token，并在服务器端建立一个拦截器来验证这个token，如果请求中没有token或者token内容不正确，则认为可能是CSRF 攻击而拒绝该请求。

这种方法要比检查Referer要安全一些，token可以在用户登陆后产生并放于session之中，然后在每次请求时把token从session中拿出，与请求中的token进行比对，但这种方法的难点在于如何把token以参数的形式加入请求。对于 GET 请求，token将附在请求地址之后，这样 URL 就变成http://url?csrftoken=tokenvalue。 而对于 POST 请求来说，要在form的最后加上<input type="hidden" name="csrftoken" value="tokenvalue" />，这样就把token以参数的形式加入请求了。但是，在一个网站中，可以接受请求的地方非常多，要对于每一个请求都加上 token 是很麻烦的，并且很容易漏掉，通常使用的方法就是在每次页面加载时，使用 javascript 遍历整个 dom 树，对于 dom 中所有的 a 和 form 标签后加入token。这样可以解决大部分的请求，但是对于在页面加载之后动态生成的 html 代码，这种方法就没有作用，还需要程序员在编码时手动添加token。

该方法还有一个缺点是难以保证token本身的安全。特别是在一些论坛之类支持用户自己发表内容的网站，黑客可以在上面发布自己个人网站的地址。由于系统也会在这个地址后面加上token，黑客可以在自己的网站上得到这个token，并马上就可以发动CSRF攻击。为了避免这一点，系统可以在添加token的时候增加一个判断，如果这个链接是链到自己本站的，就在后面添加token，如果是通向外网则不加。不过，即使这个csrftoken不以参数的形式附加在请求之中，黑客的网站也同样可以通过Referer来得到这个token值以发动CSRF攻击。这也是一些用户喜欢手动关闭浏览器Referer功能的原因。

在HTTP头中自定义属性并验证

这种方法也是使用token并进行验证，和上一种方法不同的是，这里并不是把token以参数的形式置于 HTTP 请求之中，而是把它放到HTTP头中自定义的属性里。通过XMLHttpRequest这个类，可以一次性给所有该类请求加上csrftoken这个HTTP头属性，并把token值放入其中。这样解决了上种方法在请求中加入token的不便，同时，通过XMLHttpRequest请求的地址不会被记录到浏览器的地址栏，也不用担心token会透过Referer泄露到其他网站中去。