防御XSS攻击的七条原则

前言

本文将会着重介绍防御XSS攻击的一些原则，需要读者对于XSS有所了解，至少知道XSS漏洞的基本原理，如果您对此不是特别清楚，请参考这两篇文章：《Stored and Reflected XSS Attack》《DOM Based XSS》

攻击者可以利用XSS漏洞向用户发送攻击脚本，而用户的浏览器因为没有办法知道这段脚本是不可信的，所以依然会执行它。对于浏览器而言，它认为这段脚本是来自可以信任的服务器的，所以脚本可以光明正大地访问Cookie，或者保存在浏览器里被当前网站所用的敏感信息，甚至可以知道用户电脑安装了哪些软件。这些脚本还可以改写HTML页面，进行钓鱼攻击。

虽然产生XSS漏洞的原因各种各样，对于漏洞的利用也是花样百出，但是如果我们遵循本文提到防御原则，我们依然可以做到防止XSS攻击的发生。

有人可能会问，防御XSS的核心不就是在输出不可信数据的时候进行编码，而现如今流行的Web框架（比如Rails）大多都在默认情况下就对不可信数据进行了HTML编码，帮我们做了防御，还用得着我们自己再花时间研究如何防御XSS吗？答案是肯定的，对于将要放置到HTML页面body里的不可信数据，进行HTML编码已经足够防御XSS攻击了，甚至将HTML编码后的数据放到HTML标签（TAG）的属性（attribute）里也不会产生XSS漏洞（但前提是这些属性都正确使用了引号），但是，如果你将HTML编码后的数据放到了
直接插入到SCRIPT标签里 <!– …不要在这里直接插入不可信数据… –> 插入到HTML注释里

插入到HTML标签的属性名里

插入到HTML标签的属性值里 <不要在这里直接插入不可信数据 href=”…”> 作为HTML标签的名字直接插入到CSS里

最重要的是，千万不要引入任何不可信的第三方JavaScript到页面里，一旦引入了，这些脚本就能够操纵你的HTML页面，窃取敏感信息或者发起钓鱼攻击等等。

原则2：在将不可信数据插入到HTML标签之间时，对这些数据进行HTML Entity编码

在这里相当强调是往HTML标签之间插入不可信数据，以区别于往HTML标签属性部分插入不可信数据，因为这两者需要进行不同类型的编码。当你确实需要往HTML标签之间插入不可信数据的时候，首先要做的就是对不可信数据进行HTML Entity编码。比如，我们经常需要往DIV，P，TD这些标签里放入一些用户提交的数据，这些数据是不可信的，需要对它们进行HTML Entity编码。很多Web框架都提供了HTML Entity编码的函数，我们只需要调用这些函数就好，而有些Web框架似乎更“智能”，比如Rails，它能在默认情况下对所有插入到HTML页面的数据进行HTML Entity编码，尽管不能完全防御XSS，但着实减轻了开发人员的负担。

…插入不可信数据前，对其进行HTML Entity编码…

…插入不可信数据前，对其进行HTML Entity编码…

以此类推，往其他HTML标签之间插入不可信数据前，对其进行HTML Entity编码

[编码规则]
那么HTML Entity编码具体应该做哪些事情呢？它需要对下面这6个特殊字符进行编码：

&     –>     &
<     –>     <
>     –>     >
”     –>     "
‘     –>     '
/     –>     /

有两点需要特别说明的是:

• 不推荐将单引号( ‘ )编码为 ' 因为它并不是标准的HTML标签
• 需要对斜杠号( / )编码，因为在进行XSS攻击时，斜杠号对于关闭当前HTML标签非常有用

推荐使用OWASP提供的ESAPI函数库，它提供了一系列非常严格的用于进行各种安全编码的函数。在当前这个例子里，你可以使用:

String encodedContent = ESAPI.encoder().encodeForHTML(
   request.getParameter(“input”));

原则3：在将不可信数据插入到HTML属性里时，对这些数据进行HTML属性编码

这条原则是指，当你要往HTML属性（例如width、name、value属性）的值部分(data value)插入不可信数据的时候，应该对数据进行HTML属性编码。不过需要注意的是，当要往HTML标签的事件处理属性（例如onmouseover）里插入数据的时候，本条原则不适用，应该用下面介绍的原则4对其进行JavaScript编码。

属性值部分没有使用引号，不推荐

属性值部分使用了单引号

属性值部分使用了双引号

[编码规则]

除了阿拉伯数字和字母，对其他所有的字符进行编码，只要该字符的ASCII码小于256。编码后输出的格式为 （以&#x开头，HH则是指该字符对应的十六进制数字，分号作为结束符）

之所以编码规则如此严格，是因为开发者有时会忘记给属性的值部分加上引号。如果属性值部分没有使用引号的话，攻击者很容易就能闭合掉当前属性，随后即可插入攻击脚本。例如，如果属性没有使用引号，又没有对数据进行严格编码，那么一个空格符就可以闭合掉当前属性。请看下面这个攻击：

假设HTML代码是这样的：

攻击者可以构造这样的输入：

x onmouseover=”javascript:alert(/xss/)”

最后，在用户的浏览器里的最终HTML代码会变成这个样子：

只要用户的鼠标移动到这个DIV上，就会触发攻击者写好的攻击脚本。在这个例子里，脚本仅仅弹出一个警告框，除了恶作剧一下也没有太多的危害，但是在真实的攻击中，攻击者会使用更加具有破坏力的脚本，例如下面这个窃取用户cookie的XSS攻击：

x />

<div

除了空格符可以闭合当前属性外，这些符号也可以：

%     *     +     ,     –     /     ;     <     =     >     ^     |     `(反单引号，IE会认为它是单引号)

可以使用ESAPI提供的函数进行HTML属性编码：

String encodedContent = ESAPI.encoder().encodeForHTMLAttribute(
    request.getParameter(“input”));

原则4：在将不可信数据插入到SCRIPT里时，对这些数据进行SCRIPT编码

这条原则主要针对动态生成的JavaScript代码，这包括脚本部分以及HTML标签的事件处理属性（Event Handler，如onmouseover, onload等）。在往JavaScript代码里插入数据的时候，只有一种情况是安全的，那就是对不可信数据进行JavaScript编码，并且只把这些数据放到使用引号包围起来的值部分（data value）之中，例如：

除此之外，往JavaScript代码里其他任何地方插入不可信数据都是相当危险的，攻击者可以很容易地插入攻击代码。

值部分使用了单引号

值部分使用了双引号

[编码规则]

除了阿拉伯数字和字母，对其他所有的字符进行编码，只要该字符的ASCII码小于256。编码后输出的格式为 /xHH （以 /x 开头，HH则是指该字符对应的十六进制数字）

在对不可信数据做编码的时候，千万不能图方便使用反斜杠（ / ）对特殊字符进行简单转义，比如将双引号 ” 转义成 /” ，这样做是不可靠的，因为浏览器在对页面做解析的时候，会先进行HTML解析，然后才是JavaScript解析，所以双引号很可能会被当做HTML字符进行HTML解析，这时双引号就可以突破代码的值部分，使得攻击者可以继续进行XSS攻击。例如：

假设代码片段如下：

攻击者输入的内容为：

/”; alert(‘xss’);//

如果只是对双引号进行简单转义，将其替换成 /” 的话，攻击者输入的内容在最终的页面上会变成：

浏览器在解析的时候，会认为反斜杠后面的那个双引号和第一个双引号相匹配，继而认为后续的alert(‘xss’)是正常的JavaScript脚本，因此允许执行。

可以使用ESAPI提供的函数进行JavaScript编码：

String encodedContent = ESAPI.encoder().encodeForJavaScript(
   request.getParameter(“input”));

原则5：在将不可信数据插入到Style属性里时，对这些数据进行CSS编码

当需要往Stylesheet，Style标签或者Style属性里插入不可信数据的时候，需要对这些数据进行CSS编码。传统印象里CSS不过是负责页面样式的，但是实际上它比我们想象的要强大许多，而且还可以用来进行各种攻击。因此，不要对CSS里存放不可信数据掉以轻心，应该只允许把不可信数据放入到CSS属性的值部分，并进行适当的编码。除此以外，最好不要把不可信数据放到一些复杂属性里，比如url, behavior等，只能被IE认识的Expression属性允许执行JavaScript脚本，因此也不推荐把不可信数据放到这里。

 … 

[编码规则]

除了阿拉伯数字和字母，对其他所有的字符进行编码，只要该字符的ASCII码小于256。编码后输出的格式为 /HH （以 / 开头，HH则是指该字符对应的十六进制数字）

同原则2，原则3，在对不可信数据进行编码的时候，切忌投机取巧对双引号等特殊字符进行简单转义，攻击者可以想办法绕开这类限制。

可以使用ESAPI提供的函数进行CSS编码：

String encodedContent = ESAPI.encoder().encodeForCSS(
    request.getParameter(“input”));

原则6：在将不可信数据插入到HTML URL里时，对这些数据进行URL编码

当需要往HTML页面中的URL里插入不可信数据的时候，需要对其进行URL编码，如下：

    Link Content 

[编码规则]

除了阿拉伯数字和字母，对其他所有的字符进行编码，只要该字符的ASCII码小于256。编码后输出的格式为 %HH （以 % 开头，HH则是指该字符对应的十六进制数字）

在对URL进行编码的时候，有两点是需要特别注意的：

1) URL属性应该使用引号将值部分包围起来，否则攻击者可以很容易突破当前属性区域，插入后续攻击代码
2) 不要对整个URL进行编码，因为不可信数据可能会被插入到href, src或者其他以URL为基础的属性里，这时需要对数据的起始部分的协议字段进行验证，否则攻击者可以改变URL的协议，例如从HTTP协议改为DATA伪协议，或者javascript伪协议。

可以使用ESAPI提供的函数进行URL编码：

String encodedContent = ESAPI.encoder().encodeForURL(
    request.getParameter(“input”));

ESAPI还提供了一些用于检测不可信数据的函数，在这里我们可以使用其来检测不可信数据是否真的是一个URL：

String userProvidedURL = request.getParameter(“userProvidedURL”);
boolean isValidURL = ESAPI.validator().isValidInput(
   “URLContext”, userProvidedURL, “URL”, 255, false);
if (isValidURL) {
  ”>
}

原则7：使用富文本时，使用XSS规则引擎进行编码过滤

Web应用一般都会提供用户输入富文本信息的功能，比如BBS发帖，写博客文章等，用户提交的富文本信息里往往包含了HTML标签，甚至是JavaScript脚本，如果不对其进行适当的编码过滤的话，则会形成XSS漏洞。但我们又不能因为害怕产生XSS漏洞，所以就不允许用户输入富文本，这样对用户体验伤害很大。

针对富文本的特殊性，我们可以使用XSS规则引擎对用户输入进行编码过滤，只允许用户输入安全的HTML标签，如, ,

等，对其他数据进行HTML编码。需要注意的是，经过规则引擎编码过滤后的内容只能放在