作者:陈吉
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前端一般会面临 XSS 这样的安全风险,但随着 React 等现代前端框架的流行,使我们在平时开发时不用太关注安全问题。以 React 为例,React 从设计层面上就具备了很好的防御 XSS 的能力。本文将以源码角度,看看 React 做了哪些事情来实现这种安全性的。
Cross-Site Scripting(跨站脚本攻击)简称 XSS,是一种代码注入攻击。XSS 攻击通常指的是利用网页的漏洞,攻击者通过巧妙的方法注入 XSS 代码到网页,因为浏览器无法分辨哪些脚本是可信的,导致 XSS 脚本被执行。XSS 脚本通常能够窃取用户数据并发送到攻击者的网站,或者冒充用户,调用目标网站接口并执行攻击者指定的操作。
// 某网站具有搜索功能,该功能通过 URL 参数接收用户提供的搜索词:
https://xxx.com/search?query=123
// 服务器在对此 URL 的响应中回显提供的搜索词:
<p>您搜索的是: 123</p>
// 如果服务器不对数据进行转义等处理,则攻击者可以构造如下链接进行攻击:
https://xxx.com/search?query=<img src="empty.png" onerror ="alert('xss')">
// 该 URL 将导致以下响应,并运行 alert('xss'):
<p>您搜索的是: <img src="empty.png" onerror ="alert('xss')"></p>
// 如果有用户请求攻击者的 URL ,则攻击者提供的脚本将在用户的浏览器中执行。
// 某个评论页,能查看用户评论。
// 攻击者将恶意代码当做评论提交,服务器没对数据进行转义等处理// 评论输入:<textarea>
<img src="empty.png" onerror ="alert('xss')">
</textarea>
// 则攻击者提供的脚本将在所有访问该评论页的用户浏览器执行
该漏洞存在于客户端代码,与服务器无关
无论使用哪种攻击方式,其本质就是将恶意代码注入到应用中,浏览器去默认执行。React 官方中提到了 React DOM 在渲染所有输入内容之前,默认会进行转义。它可以确保在你的应用中,永远不会注入那些并非自己明确编写的内容。所有的内容在渲染之前都被转换成了字符串,因此恶意代码无法成功注入,从而有效地防止了 XSS 攻击。我们具体看下:
React 在渲染 HTML 内容和渲染 DOM 属性时都会将 "'&<> 这几个字符进行转义,转义部分源码如下:
for (index = match.index; index < str.length; index++) {
switch (str.charCodeAt(index)) {
case 34: // "
escape = '"';
break;
case 38: // &
escape = '&';
break;
case 39: // '
escape = ''';
break;
case 60: // <
escape = '<';
break;
case 62: // >
escape = '>';
break;
default:
continue;
}
}
这段代码是 React 在渲染到浏览器前进行的转义,可以看到对浏览器有特殊含义的字符都被转义了,恶意代码在渲染到 HTML 全都被转成了字符串,如下:
// 一段恶意代码
<img src="empty.png" onerror ="alert('xss')">
// 转义后输出到 html 中<img src="empty.png" onerror ="alert('xss')">
这样就有效的防止了 XSS 攻击。
JSX 实际上是一种语法糖,Babel 会把 JSX 编译成 React.createElement() 的函数调用,最终返回一个 ReactElement,以下为这几个步骤对应的代码:
// JSX
const element = (
<h1 className="greeting">
Hello, world!
</h1>
);// 通过 babel 编译后的代码
const element = React.createElement( 'h1',
{className: 'greeting'},
'Hello, world!'
);// React.createElement() 方法返回的 ReactElement
const element = { $$typeof: Symbol('react.element'),
type: 'h1',
key: null,
props: {
children: 'Hello, world!',
className: 'greeting'
} ...}
我们可以看到,最终渲染的内容是在 Children 属性中,那了解了 JSX 的原理后,我们来试试能否通过构造特殊的 Children 进行 XSS 注入,来看下面一段代码:
const storedData = `{
"ref":null,
"type":"body",
"props":{
"dangerouslySetInnerHTML":{
"__html":"<img src="empty.png" onerror ="alert('xss')"/>"
} }}`;// 转成 JSON
const parsedData = JSON.parse(storedData);
// 将数据渲染到页面
render () {
return <span> {parsedData} </span>;
}
这段代码中, 运行后会报以下错误,提示不是有效的 ReactChild
Uncaught (in promise) Error: Objects are not valid as a React child (found: object with keys {ref, type, props}). If you meant to render a collection of children, use an array instead.
那究竟是哪里出问题了?我们看一下 ReactElement 的源码:
const symbolFor = Symbol.for;
REACT_ELEMENT_TYPE = symbolFor('react.element');
const ReactElement = function(type, key, ref, self, source, owner, props) {
const element = {
// 这个 tag 唯一标识了此为 ReactElement
$$typeof: REACT_ELEMENT_TYPE,
// 元素的内置属性
type: type,
key: key,
ref: ref,
props: props,
// 记录创建此元素的组件
_owner: owner,
};
...
return element;
}
注意到其中有个属性是 $$typeof,它是用来标记此对象是一个 ReactElement,React 在进行渲染前会通过此属性进行校验,校验不通过将会抛出上面的错误。React 利用这个属性来防止通过构造特殊的 Children 来进行的 XSS 攻击,原因是 $$typeof 是个 Symbol 类型,进行 JSON 转换后会 Symbol 值会丢失,无法在前后端进行传输。如果用户提交了特殊的 Children,也无法进行渲染,利用此特性,可以防止存储型的 XSS 攻击。
dangerouslySetInnerHTML 是 React 为浏览器 DOM 提供 innerHTML 的替换方案。通常来讲,使用代码直接设置 HTML 存在风险,因为很容易使用户暴露在 XSS 攻击下,因为当使用 dangerouslySetInnerHTML 时,React 将不会对输入进行任何处理并直接渲染到 HTML 中,如果攻击者在 dangerouslySetInnerHTML 传入了恶意代码,那么浏览器将会运行恶意代码。看下源码:
function getNonChildrenInnerMarkup(props) {
const innerHTML = props.dangerouslySetInnerHTML; // 有dangerouslySetInnerHTML属性,会不经转义就渲染__html的内容
if (innerHTML != null) {
if (innerHTML.__html != null) {
return innerHTML.__html;
} } else {
const content = props.children; if (typeof content === 'string' || typeof content === 'number') {
return escapeTextForBrowser(content);
} } return null;
}
所以平时开发时最好避免使用 dangerouslySetInnerHTML,如果不得不使用的话,前端或服务端必须对输入进行相关验证,例如对特殊输入进行过滤、转义等处理。前端这边处理的话,推荐使用白名单过滤 (https://jsxss.com/zh/index.html),通过白名单控制允许的 HTML 标签及各标签的属性。
举个例子:
// 用户的输入
const userProvidePropsString = `{"dangerouslySetInnerHTML":{"__html":"<img onerror='alert("xss");' src='empty.png' />"}}"`;
// 经过 JSON 转换const userProvideProps = JSON.parse(userProvidePropsString);// userProvideProps = {// dangerouslySetInnerHTML: {// "__html": `<img onerror='alert("xss");' src='empty.png' />`
// }// };render() { // 出于某种原因解析用户提供的 JSON 并将对象作为 props 传递 return <div {...userProvideProps} />
}
这段代码将用户提供的数据进行 JSON 转换后直接当做 div 的属性,当用户构造了类似例子中的特殊字符串时,页面就会被注入恶意代码,所以要注意平时在开发中不要直接使用用户的输入作为属性。
const userWebsite = "JAVAscript:alert('xss');";
<a href={userWebsite}></a>
如果没有对该 URL 进行过滤以防止通过 JavaScript: 或 data: 来执行 JavaScript,则攻击者可以构造 XSS 攻击,此处会有潜在的安全问题。用户提供的 URL 需要在前端或者服务端在入库之前进行验证并过滤。
服务端作为最后一道防线,也需要做一些措施以防止 XSS 攻击,一般涉及以下几方面:
出现 XSS 漏洞本质上是输入输出验证不充分,React 在设计上已经很安全了,但是一些反模式的写法还是会引起安全漏洞。Vue 也是类似,Vue 做的安全措施主要也是转义,HTML 的内容和动态绑定的属性都会进行转义。无论使用 React 或 Vue 等前端框架,都不能百分百的防止 XSS 攻击,所以服务端必须对前端参数做一些验证,包括但不限于特殊字符转义、标签、属性白名单过滤等。一旦出现安全问题一般都是挺严重的,不管是敏感数据被窃取或者用户资金被盗,损失往往无法挽回。我们平时开发中需要保持安全意识,保持代码的可靠性和安全性。
作者:陈吉
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