Content Security Policy教程

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?
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。
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。

开启方式

#通过 HTTP 头信息的Content-Security-Policy
Content-Security-Policy: script-src 'self'; object-src 'none';
style-src cdn.example.org third-party.org; child-src https:

#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:">

具体含义:
* 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,现代浏览器(Chrome/Firefox) Console控制台中将会报错。


限制选项

  1. 资源加载限制
    • 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. default-src
    default-src用来设置上面各个选项的默认值。
  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。

    • frame-ancestors:限制嵌入框架的网页
    • base-uri:限制<base#href>
    • form-action:限制<form#action>
  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。
  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。
Content-Security-Policy: default-src 'self'; ...; report-uri /my_amazing_csp_report_parser;

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/my_amazing_csp_report_parser"
  }
}

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;

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。
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。
* '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。
<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。注意,计算hash值的时候,<script>标签不算在内。
Content-Security-Policy: script-src 'sha256-qznLcsROx4GACP2dm0UCKCzCG-HiZ1guq6ZZDob_Tng='
#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。

重要点

  • 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。
  • 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>
  • 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。

参考

https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/HTTP/Headers/Content-Security-Policy/base-uri
http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/09/csp.html

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