Content Security Policy 入门教程

跨域脚本攻击 XSS 是最常见、危害最大的网页安全漏洞。

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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?
这就是”网页安全政策”(Content Security Policy,缩写 CSP)的来历。本文详细介绍如何使用 CSP 防止 XSS 攻击。
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一、简介

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。
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。
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Content-Security-Policy: script-src 'self'; object-src 'none';
style-src cdn.example.org third-party.org; child-src https:

另一种是通过网页的 <meta> 标签。

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<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
  • 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。

Chrome 的报错信息。
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Firefox 的报错信息。
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二、限制选项

CSP 提供了很多限制选项,涉及安全的各个方面。

2.1 资源加载限制

以下选项限制各类资源的加载。

  • script-src:外部脚本
  • style-src:样式表
  • img-src:图像
  • media-src:媒体文件(音频和视频)
  • font-src:字体文件
  • object-src:插件(比如 Flash)
  • child-src:框架
  • 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

2.2 default-src

default-src 用来设置上面各个选项的默认值。

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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。

2.3 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。

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frame-ancestors:限制嵌入框架的网页
base-uri:限制<base#href>
form-action:限制<form#action>

2.4 其他限制

其他一些安全相关的功能,也放在了 CSP 里面。

  • 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:限制可以使用的插件格式
  • sandbox:浏览器行为的限制,比如不能有弹出窗口等。

2.5 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。

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Content-Security-Policy: default-src 'self'; ...; report-uri /my_amazing_csp_report_parser;

上面代码指定,将注入行为报告给 /my_amazing_csp_report_parser 这个 URL。
浏览器会使用 POST 方法,发送一个 JSON 对象,下面是一个例子。

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{
"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/my_amazing_csp_report_parser"
}
}

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三、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。

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Content-Security-Policy-Report-Only: default-src 'self'; ...; report-uri /my_amazing_csp_report_parser;

四、选项值

每个限制选项可以设置以下几种值,这些值就构成了白名单。

  • 主机名:example.org,https://example.com:443
  • 路径名:example.org/resources/js/
  • 通配符:.example.org,://.example.com:(表示任意协议、任意子域名、任意端口)
  • 协议名:https:、data:
  • 关键字’self’:当前域名,需要加引号
  • 关键字’none’:禁止加载任何外部资源,需要加引号

多个值也可以并列,用空格分隔。

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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。

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# 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。

五、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。

  • ‘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。

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Content-Security-Policy: script-src 'nonce-EDNnf03nceIOfn39fn3e9h3sdfa'

页面内嵌脚本,必须有这个 token 才能执行。

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<script nonce=EDNnf03nceIOfn39fn3e9h3sdfa>
// some code
</script>

hash值的例子如下,服务器给出一个允许执行的代码的hash值。

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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。

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<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。

六、注意点

(1)script-srcobject-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。

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<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。

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<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。

七、参考链接

https://research.google.com/pubs/pub45542.html, by Lukas Weichselbaum
http://www.html5rocks.com/en/tutorials/security/content-security-policy/, by Mike West

原文地址:http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/09/csp.html