针对XSS漏洞的前端防火墙:整装待发

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针对XSS漏洞的前端防火墙:整装待发
到目前为止，我们把能用前端脚本防御XSS 的方案都列举了一遍。尽管看起来似乎很复杂累赘，不过那些是理论探讨而已，在实际中未必要都实现。我们的目标只是为了预警，能发现问题就行，并非要做到滴水不漏的程度。
事实上，HTML5早已制定了一套浏览器XSS 解决方案 —— Content Security Policy，并且大多主流浏览器实现了这个标准。
既然我们使用前端脚本重新实现一遍，因此得在各个方面占有优势。
兼容性
CSP 目前主流浏览器大多已支持，IE10、11 支持部分功能。对于 IE10 之前的，当然就束手无策了。如果使用前端脚本实现，可根据浏览器的实际能力进退。
对于第一篇介绍的 DOM-XSS，只要支持标准事件模型即可开启，因此兼容 IE9 完全可行。
事实上，IE8就已开放了浏览器 API 接口，并支持原生访问器的操作。所以，IE8 是支持钩子程序，并能拦截可疑元素。
考虑到实际中，大多情况不做拦截，仅仅上报日志用以预警。对于这样低的需求，任何版本的浏览器都是完全可行的，甚至连 IE6 也没问题。
由于国内 IE 浏览器仍占有相当一部分比例，因此使用前端脚本的方案，能覆盖到更广的用户群体中。
部署
CSP 是通过 HTTP 头部实现的，策略配置储存在 Content-Security-Policy 这个字段里，因此得在Web 服务器端进行配置。这对一些使用虚拟主机搭建的中小网站来说，配置起来比较麻烦。
而前端实现只需在页面里插入个脚本就行，完全不用关心后端的部署，修改策略也无需重启服务，维护起来容易的多。
不过，未来 CSP 会支持页面部署，通过 meta 标签即可配置策略，因此实用性会大幅提高。
当然，如今面临的各种问题，最终都能通过标准的完善和时代的进步而消失。所以任何方案都只是在解决当下的问题。
性能
毫无疑问，浏览器原生支持的肯定比模拟出来的更有效率。
之前考虑了各种情况，需安装各种事件和钩子，感觉很是累赘。不过，那只是理论上防御最严密的情况，现实中基本只作预警，并不需监控全开。
作为测试，我们还是考虑最严密的情况。根据前几篇文章探讨的结果，我们做一个原型演示。
为了能线下模拟在线产品，同时做了一个 Chrome 插件，将脚本注入到在线页面里：

页面中使用到的脚本、插件、网络通信等，都在控制台里监控到，并且根据策略匹配显示不同的颜色。
再来看性能影响。尽管我们开启了所有的监控，但初始化消耗的时间，仍可接受。(测试环境 i3 2.3G的笔记本Win7 64位)
毕竟，JavaScript 的钩子仅仅是修改变量的字段而已，并非像传统语言那样得修改内存权限等等。

当然，这个页面内容比较少，只能看出脚本初始化的情况。
我们换个内容非常多的页面：

由于嵌套了框架页，在讨论钩子的时候我们提到，新的页面环境也需防御，因此触发了多次『主动防御』的初始化。
『静态扫描』的内容，正是被 MutationObserver 捕获的元素。由于页面内容非常多，静态元素也是随着 HTML 文档边下载边展现的。尽管扫描累计时间并不少，但相对整个页面加载的数秒时间，也基本忽略不计了。
『动态扫描』的内容，则是后期通过脚本创建的。随着滚动条往下拉，扫描次数也逐渐增多。由于我们勾住了 createElement ，理论上说调用会慢一些。不过现实中很少会一口气大量调用该方法的，大多使用模板通过 innerHTML 批量创建。
另外，我们还勾住了 setAttribute 这个常用的方法，统计结果和『访问器钩子』一起纳入在『属性检验』里。不过，现实中大多场合并不需要调用这个方法，毕竟从 attribute 到 property 还得经过一次字符串的解析，能直接用 property 则完全没必要去 setAttribute。
而访问器钩子，只有在修改 script、embed 这些元素的 src 属性时才会触发，这些操作本来就很少，因此属性扫描的额外消耗还是可以忽略的。
策略配置
使用脚本最大的优势就在于，其策略可以灵活配置。规则可以动态产生，匹配也不限模式，通配符或是正则都可以。本来一切都是脚本实现的，何去何从完全也可由脚本决定。
当然，为了更好的适应 CSP 标准，我们尽可能的将策略规范与标准靠近，以便相互兼容。
因为脚本的灵活性，我们不仅支持通配符来匹配站点名，正则表达式也是完全支持。同时为了方便测试，调试控制台里可以动态修改策略。
下面，我们找个存在 XSS 的页面，立即来试验下：

刷新，XSS 执行了：

虽然是非同源执行的，但好歹也算个 XSS。我们就拿它来测试。
接着开启我们的防火墙，为可执行模块配上白名单策略。只允许当前站点的资源，其他的则拦截，并且发送报警日志：

出现奇迹的时刻到来了。。。

站外的可疑模块成功拦截了!同时开始发送预警日志到后台。
日志上报
标准的 CSP 中，上报的格式是固定的，并且信息内容也有限。但对于脚本来说，这些都不是问题，随时可以添加想要获得的信息。
你肯定会觉得，上报的数量不会太多，存在漏洞的毕竟只是少数。不过，广义上的 XSS 未必都是由漏洞引起的。
XSS —— CrossSiteScript，只要是页面里的站外的脚本，都可以算是。通常情况下只能由漏洞引起，但在一些特殊的场合，任意页面都可能出现站外脚本，例如之前讨论的流量劫持，或是浏览器插件，都是很常见的情况。
所以，我们除了能在线预警外，还能统计各个地区运行商的广告劫持，以及一些网页外挂插件。
当然，想绕过也是很容易的。只要在流量上过滤了我们的防御脚本，或是屏蔽日志发送，我们都是无从得知的。
后记
事实上，最终的方案已上线。尽管只抽样了极少量的用户，但仍传回上百万的预警日志。几乎所有都是广告劫持和浏览器插件，即使存在漏洞暂时也无法得知，我们不可能一个个去分析复现。因此，我们还需一套高效的复现系统，来帮助我们实现自动化的复现工作。





来源：网络转载

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