Web安全相关（二）：跨站请求伪造（CSRF/XSRF）
简介
场景
某程序员大神God在某在线银行Online Bank给他的朋友Friend转账。
转账后，出于好奇，大神God查看了网站的源文件，以及捕获到转账的请求。
大神God发现，这个网站没有做防止CSRF的措施，而且他自己也有一个有一定访问量的网站，于是，他计划在自己的网站上内嵌一个隐藏的Iframe伪造请求（每10s发送一次），来等待鱼儿Fish上钩，给自己转账。
网站源码：
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=gb2312" />
<title></title>
</head>
<body>
<div>
我是一个内容丰富的网站，你不会关闭我！
</div> <iframe name="frame" src="invalid.html" sandbox="allow-same-origin allow-scripts allow-forms" style="display: none; width: 800px; height: 1000px;"> </iframe>
<script type="text/javascript">
setTimeout("self.location.reload();", 10000);
</script>
</body>
</html>
伪造请求源码：
<html>
<head>
<title></title>
</head>
<body>
<form id="theForm" action="http://localhost:22699/Home/Transfer" method="post">
<input class="form-control" id="TargetUser" name="TargetUser" placeholder="用户名" type="text" value="God" />
<input class="form-control" id="Amount" name="Amount" placeholder="转账金额" type="text" value="100" />
</form> <script type="text/javascript">
document.getElementById('theForm').submit();
</script>
</body>
</html>
鱼儿Fish打开了大神God的网站，在上面浏览丰富多彩的内容。此时伪造请求的结果是这样的（为了演示效果，去掉了隐藏）：
因为鱼儿Fish没有登陆，所以，伪造请求一直无法执行，一直跳转回登录页面。
然后鱼儿Fish想起了要登录在线银行Online Bank查询内容，于是他登录了Online Bank。
此时伪造请求的结果是这样的（为了演示效果，去掉了隐藏）：
鱼儿Fish每10秒会给大神God转账100元。
防止CSRF
CSRF能成功是因为同一个浏览器会共享Cookies，也就是说，通过权限认证和验证是无法防止CSRF的。那么应该怎样防止CSRF呢？其实防止CSRF的方法很简单，只要确保请求是自己的站点发出的就可以了。那怎么确保请求是发自于自己的站点呢？ASP.NET以Token的形式来判断请求。
我们需要在我们的页面生成一个Token，发请求的时候把Token带上。处理请求的时候需要验证Cookies+Token。
此时伪造请求的结果是这样的（为了演示效果，去掉了隐藏）：
$.ajax
如果我的请求不是通过Form提交，而是通过Ajax来提交，会怎样呢？结果是验证不通过。
为什么会这样子？我们回头看看加了@Html.AntiForgeryToken()后页面和请求的变化。
1. 页面多了一个隐藏域，name为__RequestVerificationToken。
2. 请求中也多了一个字段__RequestVerificationToken。
原来要加这么个字段，我也加一个不就可以了！
啊！为什么还是不行...逼我放大招，研究源码去！
噢！原来token要从Form里面取。但是ajax中，Form里面并没有东西。那token怎么办呢？我把token放到碗里，不对，是放到header里。
js代码：
$(function () {
var token = $('@Html.AntiForgeryToken()').val();
$('#btnSubmit').click(function () {
var targetUser = $('#TargetUser').val();
var amount = $('#Amount').val();
var data = { 'targetUser': targetUser, 'amount': amount };
return $.ajax({
url: '@Url.Action("Transfer2", "Home")',
type: 'POST',
data: JSON.stringify(data),
contentType: 'application/json',
dataType: 'json',
traditional: 'true',
beforeSend: function (xhr) {
xhr.setRequestHeader('__RequestVerificationToken', token);
},
success:function() {
window.location = '@Url.Action("Index", "Home")';
}
});
});
});
在服务端，参考ValidateAntiForgeryTokenAttribute，编写一个AjaxValidateAntiForgeryTokenAttribute：
[AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Method)]
public class AjaxValidateAntiForgeryTokenAttribute : FilterAttribute, IAuthorizationFilter
{
public void OnAuthorization(AuthorizationContext filterContext)
{
if (filterContext == null)
{
throw new ArgumentNullException("filterContext");
} var request = filterContext.HttpContext.Request; var antiForgeryCookie = request.Cookies[AntiForgeryConfig.CookieName];
var cookieValue = antiForgeryCookie != null ? antiForgeryCookie.Value : null;
var formToken = request.Headers["__RequestVerificationToken"];
AntiForgery.Validate(cookieValue, formToken);
}
}
然后调用时把ValidateAntiForgeryToken替换成AjaxValidateAntiForgeryToken。
大功告成，好有成就感！
全局处理
如果所有的操作请求都要加一个ValidateAntiForgeryToken或者AjaxValidateAntiForgeryToken，不是挺麻烦吗？可以在某个地方统一处理吗？答案是阔仪的。
ValidateAntiForgeryTokenAttribute继承IAuthorizationFilter，那就在AuthorizeAttribute里做统一处理吧。
ExtendedAuthorizeAttribute：
public class ExtendedAuthorizeAttribute : AuthorizeAttribute
{
public override void OnAuthorization(AuthorizationContext filterContext)
{
PreventCsrf(filterContext);
base.OnAuthorization(filterContext);
GenerateUserContext(filterContext);
} /// <summary>
/// http://www.asp.net/mvc/overview/security/xsrfcsrf-prevention-in-aspnet-mvc-and-web-pages
/// </summary>
private static void PreventCsrf(AuthorizationContext filterContext)
{
var request = filterContext.HttpContext.Request; if (request.HttpMethod.ToUpper() != "POST")
{
return;
} var allowAnonymous = HasAttribute(filterContext, typeof(AllowAnonymousAttribute)); if (allowAnonymous)
{
return;
} var bypass = HasAttribute(filterContext, typeof(BypassCsrfValidationAttribute)); if (bypass)
{
return;
} if (filterContext.HttpContext.Request.IsAjaxRequest())
{
var antiForgeryCookie = request.Cookies[AntiForgeryConfig.CookieName];
var cookieValue = antiForgeryCookie != null ? antiForgeryCookie.Value : null;
var formToken = request.Headers["__RequestVerificationToken"];
AntiForgery.Validate(cookieValue, formToken);
}
else
{
AntiForgery.Validate();
}
} private static bool HasAttribute(AuthorizationContext filterContext, Type attributeType)
{
return filterContext.ActionDescriptor.IsDefined(attributeType, true) ||
filterContext.ActionDescriptor.ControllerDescriptor.IsDefined(attributeType, true);
} private static void GenerateUserContext(AuthorizationContext filterContext)
{
var formsIdentity = filterContext.HttpContext.User.Identity as FormsIdentity; if (formsIdentity == null || string.IsNullOrWhiteSpace(formsIdentity.Name))
{
UserContext.Current = null;
return;
} UserContext.Current = new WebUserContext(formsIdentity.Name);
}
}
然后在FilterConfig注册一下。
FAQ：
1. BypassCsrfValidationAttribute是什么鬼？不是有个AllowAnonymousAttribute吗？
如果有些操作你不需要做CSRF的处理，比如附件上传，你可以在对应的Controller或Action上添加BypassCsrfValidationAttribute。
AllowAnonymousAttribute不仅会绕过CSRF的处理，还会绕过认证和验证。BypassCsrfValidationAttribute绕过CSRF但不绕过认证和验证，
也就是BypassCsrfValidationAttribute作用于那些登录或授权后的Action。
2. 为什么只处理POST请求？
我开发的时候有一个原则，查询都用GET，操作用POST，而对于查询的请求没有必要做CSRF的处理。大家可以按自己的需要去安排！
3. 我做了全局处理，然后还在Controller或Action上加了ValidateAntiForgeryToken或者AjaxValidateAntiForgeryToken，会冲突吗？
不会冲突，只是验证会做两次。
源码下载
为了方便使用，我没有使用任何数据库，而是用了一个文件来存储数据。代码下载后可以直接运行，无需配置。
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