Nodejs应用安全备忘录

本人新博客www.wjs.photo,基于360的firekylin，感兴趣的可以看看哈

本文翻译自 www.risingstack.com ,并非逐字逐句的翻译，有错误的地方请指出，谢谢啦

应用程序的安全就像是你房间里突然出现一只大象，那么明显，但是写代码的同学还是会忽略。也都认为应用程序的安全非常重要但是却很少有时间认真对待，毕竟我们有那么多bug要改（坏笑）。所以我们整理了一个NodeJs应用安全备忘录，以帮助你在部署启动NodeJs应用程序的时候进行安全检查。当然，这些项目大部分是通用的，适用于所有的语言和框架而不仅仅是Node.js。但是本文具体还涉及到一些Node.js的工具。感兴趣的同学也可以查看我的介绍Node.js的安全性的博客。

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配置管理（Configuration Management）

HTTP安全头部

Strict-Transport-Security：强制通过（SSL/TLS上的HTTP）连接到服务器

X-Frame-Options：提供阻止点击挟持攻击

X-XSS-Protection：启用浏览器内置的跨站点脚本（XSS）筛选器

X-Content-Type-Options：防止浏览器从MIME探查从声明内容类型的响应

Content-Security-Policy：防止各种攻击，包括跨站点脚本和其他跨网站注射

在Express中，我们可以很容易用helmet来设置这些头部：

var express = require('express');
var helmet = require('helmet');
var app = express();
app.use(helmet());

当然，在koa框架中也可以使用：传送门

这些头部不只是可以放在代码中，也可以配置在web服务器中（Apache、nginx），这样也就省了改动程序代码

    # nginx.conf
    add_header X-Frame-Options SAMEORIGIN;
    add_header X-Content-Type-Options nosniff;
    add_header X-XSS-Protection "1; mode=block";
    add_header Content-Security-Policy "default-src 'self'";

nginx服务器的配置也可以参考：这里

客户端的敏感数据

在部署前端应用程序时要确保不会将秘密的API公开,公开的API会被任何人访问

虽然没有好的自动检查的方法，但有两个注意点可以减轻由于意外而暴露敏感数据的风险

1.检查使用的请求

2.常规的代码审查

身份验证

Brute Force Protection（暴力攻击防护）

暴力破解（也称穷举法），即将密码进行逐个推算直到找到真正的密码，然后在web应用程序中登录。

为了防止应用程序受到暴力破解的攻击，应用程序最好要有密码错误容许次数机制，在NodeJs中，你可以使用：ratelimiter

      var limit = new Limiter({ id: email, db: db });
      limit.get(function(err, limit) { });
      

当然啦，你也可以将他包装成一个中间件，就可以放在应用程序中，无论是Express框架还是Koa框都有厉害的中间件，在koa框架中，他可能是这个样子：

  var ratelimit = require('koa-ratelimit');
  var redis = require('redis');  var koa = require('koa');
  var app = koa();
  var emailBasedRatelimit = ratelimit({
  db: redis.createClient(),
  duration: 60000,
  max: 10,
  id: function (context) {
  return context.body.email;
  } });
  var ipBasedRatelimit = ratelimit({
  db: redis.createClient(),
  duration: 60000,
  max: 10,
  id: function (context) {
   return context.ip;
   }
   });
   app.post('/login', ipBasedRatelimit, emailBasedRatelimit, handleLogin); 

我们在这里做的是有限的用户在给定的时间里（60000毫秒）可以出错多少次（10次），这样我们的程序可以减轻被暴力破解的风险。不过这些配置必须为给定的应用，不要直接复制粘贴他们。

会话管理

安全使用Cookie的重要性不能被低估：尤其是在动态Web应用程序，这就需要保持整个无状态协议状态，如HTTP。

Cookie的属性列表：

secure —这个属性设置为true时是告诉浏览器如果正在通过HTTPS发送请求，只发送cookie。

HttpOnly—-如果Cookie中设置了这个属性，那么通过程序(JS脚本、Applet等)将无法读取到Cookie信息，可以有效的用来防止诸如跨站点脚本攻击

限制cookie的作用范围

** Domain--这个属性是用来比较中被请求的URL服务器的域。如果域匹配，或者如果它是一个子域，则路径属性将下一个检查。

path--除了Domain，该Cookie有效期可以指定URL路径。如果域名和路径匹配，那么该cookie将被请求发送。

expires** --这个属性是用来设置Cookie的到期时间，因为该cookie不会过期，直到超出设定的日期

在NodeJs中，可以很容易的创建cookie, 通过cookies或者cookie-session

 var cookieSession = require('cookie-session');
 var express = require('express'); var app = express();
 app.use(cookieSession({    name: 'session',
 keys: [     process.env.COOKIE_KEY1,     process.env.COOKIE_KEY2   ] }));
 app.use(function (req, res, next) {
     var n = req.session.views || 0;
     req.session.views = n++;
     res.end(n + ' views');
    });
 app.listen(3000); 

（这个例子是取自cookie的会话模块文档）。

CSRF（跨站请求伪造）

跨站请求伪造一种挟持用户在当前已登录的web应用程序上执行非自己操作的攻击方法，这种攻击专门针对更改请求，而不是窃取数据，因为攻击者也没法比见到伪造请求的响应

在NodeJs中要减轻这种攻击，可以使用 [csrf] (https://www.npmjs.com/package/csrf)块，由于这个比较底层，也有不同的框架包装好的，这个例子是csurf模块，用于CSRF保护明文中间件

在路由中，你需要做的是：

 var cookieParser = require('cookie-parser');
 var csrf = require('csurf');
 var bodyParser = require('body-parser');
 var express = require('express');
 // setup route middlewares
 var csrfProtection = csrf({ cookie: true });
 var parseForm = bodyParser.urlencoded({ extended: false });
 // create express app
 var app = express();
 // we need this because "cookie" is true in csrfProtection
 app.use(cookieParser());
 app.get('/form', csrfProtection, function(req, res) {
 // pass the csrfToken to the view
   res.render('send', { csrfToken: req.csrfToken() }); });
   app.post('/process', parseForm, csrfProtection, function(req, res) {
     res.send('data is being processed');
    });

然后在视图层：

 <form action="/process" method="POST">
  <input type="hidden" name="_csrf" value="{{csrfToken}}">Favorite color:
  <input type="text" name="favoriteColor">
  <button type="submit">Submit</button>
 </form> 

（这个例子是取自csurf模块文档）。

数据验证

XSS有两个相似，但不同类型的攻击防范。一个是跨站脚本的反射版本，另一个是存储跨站脚本。

反射式跨站脚本，通过注入发送带有恶意脚本代码参数的URL，当URL地址被打开时，特有的恶意代码参数被HTML解析、执行。

存储跨站脚本，指的是恶意脚本代码被存储进被攻击的数据库，当其他用户正常浏览网页时，站点从数据库中读取了非法用户存入非法数据，恶意脚本代码被执行。

为了抵御这类攻击，确保你过滤或者清理用户输入。

SQL注入

SQL注入是由用户输入部分或完整的SQL查询的注入。它可以读取敏感信息。

 select title, author from books where id=$id

在这个实例代码中，参数$id如果用户输入的是2 or 1=1？，那查询变为如下：

select title, author from books where id=2 or 1=1

防范这类攻击的最简单的方法是使用参数化查询或准备好的语句。

SqlMap是一个开源的渗透测试工具，它可以自动检测并利用SQL注入漏洞和接管数据库服务器的过程。使用此工具来测试SQL注入漏洞的应用程序。

命令注入

命令注入是由攻击者向远程的Web服务器上运行的系统命令的技术。用这种方法攻击者可能甚至得到的系统的密码。

在实际开发中，如果你有一个网址，如：

https://example.com/downloads?file=user1.txt 

它可以变成：

https://example.com/downloads?file=%3Bcat%20/etc/passwd 

在这个例子中%3B变成了分号，所以多个系统命令可以运行。

为了抵御这类攻击，确保你始终过滤或清理了用户输入。

另外，在Node.js中我们可以这样来检测：

child_process.exec('ls', function (err, data) {      console.log(data); });

child_process.exec创建一个子线程来调用执行/bin/sh，所以他是一个bash的解释，而不是一个程序的启动，当用户输入被传递给这个方法，就会被执行，显示目录下的所有文件。一个新的命令被攻击者注入。

为了防止被攻击，可以使用child_process.execFile

安全传输

SSL版本，算法，密钥长度

由于HTTP是一种明文协议，如果通过了SSL / TLS隧道，被称为HTTPS进行保护。如今高档的密码通常使用，在服务器配置错误可以用来强制使用弱密码 - 或者在最坏的情况没有加密。

你必须测试：

• 密码，钥匙和重新谈判的配置是否正确
• 证书有效期

使用工具NMAP和sslyze可以很容易扫描出来

检查证书信息

nmap --script ssl-cert,ssl-enum-ciphers -p 443,465,993,995 www.example.com

利用sslyze可以测试SSL / TLS的漏洞

./sslyze.py --regular example.com:443

HSTS

在配置管理的一部分，我们使用这个briefly - Strict-Transport-Security 头强制执行安全（基于SSL的HTTP / TLS）连接到服务器上。就拿从Twitter下面的例子：

strict-transport-security:max-age=631138519 

这里max-age定义为秒，浏览器自动将所有的HTTP请求转换为HTTPS的数量。

它的测试是非常简单的：

curl -s -D- https://twitter.com/ | grep -i Strict 

拒绝服务

帐户锁定

帐户锁定是减少暴力攻击的方法。这就意味着，如果账户多次登录失败，就让这个账户在一定时间内（最初也可以是一两分钟，然后就可以成倍增加）锁定。

这可以保护应用程序不被攻击。

正则表达式

大多数正则表达式可能会导致攻击者的破解工作变得缓慢和低效。这些的正则表达式被称为邪恶的正则表达式：

• 与重复分组
• 里面的重复组
• 重复
• 轮换具有重叠

([a-zA-Z]+)*，(a+)+或者(a|a?)+是所有弱势的正则表达式作为一个简单的输入一样aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa!会导致重计算。每增加一个a，时间就会翻倍。

在NodeJs中，如果要检查正则表达式，你可以safe-regex

$ node safe.js '(beep|boop)*' true  $ node safe.js '(a+){10}' false 

错误处理

错误代码，堆栈跟踪

不同的错误情况的应用程序可能会泄漏对底层基础架构的敏感细节，如：X-Powered-By:Express。

栈跟踪不被视为自己的漏洞，但他们往往可能是吸引的攻击者的信息。提供了调试信息和产生错误操作的结果都被认为是不好的做法。应该用日志记录下来，而不是显示给用户。

NPM

NPM有很多包提供给大家使用，但是这也是有代价的：应该好好检查你需要为你的应用程序是什么。也许你使用之后可能含有重要的安全问题。

The Node Security Platform

不过幸运的是，有一个伟大的工具--The Node Security Platform，可以检查使用的模块为已知的漏洞。

npm i nsp -g  # either audit the shrinkwrap nsp audit-shrinkwrap  # or the package.json nsp audit-package 

你还可以使用requireSafe。

SnykSnyk

SnykSnyk类似于The Node Security Platform，但他的目的是提供一种工具，不能只检测，只是在代码库修复安全相关的问题。

更多信息你可以看看snyk.io

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