原创

Spring Boot利用filter实现xss防御

1.什么是xss？

Cross-Site Scripting（跨站脚本攻击）简称 XSS，是一种代码注入攻击。攻击者通过在目标网站上注入恶意脚本，使之在用户的浏览器上运行。利用这些恶意脚本，攻击者可获取用户的敏感信息如 Cookie、SessionID 等，进而危害数据安全。 为了和 CSS 区分，这里把攻击的第一个字母改成了 X，于是叫做 XSS。 XSS 的本质是：恶意代码未经过滤，与网站正常的代码混在一起；浏览器无法分辨哪些脚本是可信的，导致恶意脚本被执行。 而由于直接在用户的终端执行，恶意代码能够直接获取用户的信息，或者利用这些信息冒充用户向网站发起攻击者定义的请求。 在部分情况下，由于输入的限制，注入的恶意脚本比较短。但可以通过引入外部的脚本，并由浏览器执行，来完成比较复杂的攻击策略。 这里有一个问题：用户是通过哪种方法“注入”恶意脚本的呢？ 不仅仅是业务上的“用户的 UGC 内容”可以进行注入，包括 URL 上的参数等都可以是攻击的来源。在处理输入时，以下内容都不可信：
  • 来自用户的 UGC 信息
  • 来自第三方的链接
  • URL 参数
  • POST 参数
  • Referer （可能来自不可信的来源）
  • Cookie （可能来自其他子域注入）

XSS 分类

根据攻击的来源，XSS 攻击可分为存储型、反射型和 DOM 型三种。 |类型|存储区|插入点| |-|-| |存储型 XSS|后端数据库|HTML| |反射型 XSS|URL|HTML| |DOM 型 XSS|后端数据库/前端存储/URL|前端 JavaScript|
  • 存储区：恶意代码存放的位置。
  • 插入点：由谁取得恶意代码，并插入到网页上。

存储型 XSS

存储型 XSS 的攻击步骤：
  1. 攻击者将恶意代码提交到目标网站的数据库中。
  2. 用户打开目标网站时，网站服务端将恶意代码从数据库取出，拼接在 HTML 中返回给浏览器。
  3. 用户浏览器接收到响应后解析执行，混在其中的恶意代码也被执行。
  4. 恶意代码窃取用户数据并发送到攻击者的网站，或者冒充用户的行为，调用目标网站接口执行攻击者指定的操作。
这种攻击常见于带有用户保存数据的网站功能，如论坛发帖、商品评论、用户私信等。

反射型 XSS

反射型 XSS 的攻击步骤：
  1. 攻击者构造出特殊的 URL，其中包含恶意代码。
  2. 用户打开带有恶意代码的 URL 时，网站服务端将恶意代码从 URL 中取出，拼接在 HTML 中返回给浏览器。
  3. 用户浏览器接收到响应后解析执行，混在其中的恶意代码也被执行。
  4. 恶意代码窃取用户数据并发送到攻击者的网站，或者冒充用户的行为，调用目标网站接口执行攻击者指定的操作。
反射型 XSS 跟存储型 XSS 的区别是：存储型 XSS 的恶意代码存在数据库里，反射型 XSS 的恶意代码存在 URL 里。 反射型 XSS 漏洞常见于通过 URL 传递参数的功能，如网站搜索、跳转等。 由于需要用户主动打开恶意的 URL 才能生效，攻击者往往会结合多种手段诱导用户点击。 POST 的内容也可以触发反射型 XSS，只不过其触发条件比较苛刻（需要构造表单提交页面，并引导用户点击），所以非常少见。

DOM 型 XSS

DOM 型 XSS 的攻击步骤：
  1. 攻击者构造出特殊的 URL，其中包含恶意代码。
  2. 用户打开带有恶意代码的 URL。
  3. 用户浏览器接收到响应后解析执行，前端 JavaScript 取出 URL 中的恶意代码并执行。
  4. 恶意代码窃取用户数据并发送到攻击者的网站，或者冒充用户的行为，调用目标网站接口执行攻击者指定的操作。
DOM 型 XSS 跟前两种 XSS 的区别：DOM 型 XSS 攻击中，取出和执行恶意代码由浏览器端完成，属于前端 JavaScript 自身的安全漏洞，而其他两种 XSS 都属于服务端的安全漏洞。

XSS 攻击的预防

通过前面的介绍可以得知，XSS 攻击有两大要素：
  1. 攻击者提交恶意代码。
  2. 浏览器执行恶意代码。
我们是否能够在用户输入的过程，过滤掉用户输入的恶意代码呢？
  • 输入过滤
  • 预防存储型和反射型 XSS 攻击
  • 纯前端渲染
  • 转义 HTML
  • 预防 DOM 型 XSS 攻击

2.代码工程

实验目标

利用过滤器实现xss拦截

pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>springboot-demo</artifactId>
        <groupId>com.et</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>xss</artifactId>

    <properties>
        <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
    </properties>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-autoconfigure</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-lang3</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.jsoup</groupId>
            <artifactId>jsoup</artifactId>
            <version>1.11.3</version>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

controller

package com.et.controller;

import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@RestController
public class HelloWorldController {
    @RequestMapping("/hello")
    public Map<String, Object> showHelloWorld(){
        Map<String, Object> map = new HashMap<>();
        map.put("msg", "HelloWorld");
        return map;
    }
    @RequestMapping("/api/xss")
    public void xssApiTest(String name, String content) {
        System.out.println("api->name:"+name);
        System.out.println("api->content:"+content);
    }
    /**
     * bu
     * @param name
     * @param content
     */
    @RequestMapping("/ui/xss")
    public void xssUiTest(String name, String content) {
        System.out.println("ui->name:"+name);
        System.out.println("ui->content:"+content);
    }
}

filter

具体拦截起的业务逻辑，你可以把你需要的拦截逻辑写在这里 
package com.et.filter;


import org.apache.commons.lang3.StringUtils;

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

/**
 * 
 * @author Frank
 *
 */
public class XssFilter implements Filter {
    /**
     * excludes  link
     */
   List<String> excludes = new ArrayList<String>();
    /**
     * xss filter switch
     */
    public boolean enabled = false;
    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        String tempExcludes = filterConfig.getInitParameter("excludes");
        String tempEnabled = filterConfig.getInitParameter("enabled");
        if (StringUtils.isNotEmpty(tempExcludes)) {
            String[] url = tempExcludes.split(",");
            for (int i = 0; url != null && i < url.length; i++) {
                excludes.add(url[i]);
            }
        }
        if (StringUtils.isNotEmpty(tempEnabled)) {
            enabled = Boolean.valueOf(tempEnabled);
        }
    }
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
            throws IOException, ServletException {
        HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request;
        HttpServletResponse resp = (HttpServletResponse) response;
        if (handleExcludeURL(req, resp)) {
            chain.doFilter(request, response);
            return;
        }
        XssHttpServletRequestWrapper xssRequest = new XssHttpServletRequestWrapper((HttpServletRequest) request);
        chain.doFilter(xssRequest, response);
    }
    private boolean handleExcludeURL(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        if (!enabled) {
            return true;
        }
        if (excludes == null || excludes.isEmpty()) {
            return false;
        }
        String url = request.getServletPath();
        for (String pattern : excludes) {
            Pattern p = Pattern.compile("^" + pattern);
            Matcher m = p.matcher(url);
            if (m.find()) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    @Override
    public void destroy() {
    }
}
package com.et.filter;

import org.jsoup.Jsoup;
import org.jsoup.safety.Whitelist;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletRequestWrapper;

/**
 * XSS filter process
 * 
 * @author Frank
 *
 */
public class XssHttpServletRequestWrapper extends HttpServletRequestWrapper {
    public XssHttpServletRequestWrapper(HttpServletRequest request) {
        super(request);
    }
    @Override
    public String[] getParameterValues(String name) {
        // Customize rules based on actual needs. Here, the content field is rich text and does not need to be filtered.
        if ("content".equals(name)) {
            return super.getParameterValues(name);
        }
        String[] values = super.getParameterValues(name);
        if (values != null) {
            int length = values.length;
            String[] escapseValues = new String[length];
            for (int i = 0; i < length; i++) {
                // Prevent xss attacks and filter leading and trailing spaces
                escapseValues[i] = Jsoup.clean(values[i], Whitelist.relaxed()).trim();
            }
            return escapseValues;
        }
        return super.getParameterValues(name);
    }
}

config

配置xss拦截过滤器，并注册到过滤链上 
package com.et.config;

import com.et.filter.XssFilter;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import javax.servlet.DispatcherType;
import org.springframework.boot.web.servlet.FilterRegistrationBean;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.util.StringUtils;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * Filter config
 * @author Frank
 *
 */
@Configuration
public class FilterConfig
{
    @Value("${xss.enabled}")
    private String enabled;
    @Value("${xss.excludes}")
    private String excludes;
    @Value("${xss.urlPatterns}")
    private String urlPatterns;
    @SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })
    @Bean
    public FilterRegistrationBean xssFilterRegistration()
    {
        FilterRegistrationBean registration = new FilterRegistrationBean();
        registration.setDispatcherTypes(DispatcherType.REQUEST);
        registration.setFilter(new XssFilter());
        registration.addUrlPatterns(StringUtils.split(urlPatterns, ","));
        registration.setName("xssFilter");
        registration.setOrder(Integer.MAX_VALUE);
        Map<String, String> initParameters = new HashMap<String, String>();
        initParameters.put("excludes", excludes);
        initParameters.put("enabled", enabled);
        registration.setInitParameters(initParameters);
        return registration;
    }
}

application.yaml

server:
  port: 8088


xss:
  enabled: true
  #  Exclude links (separate multiple links with commas)
  excludes: /ui/*
  #  match links (separate multiple links with commas)
  urlPatterns: /api/*,/admin/*

代码仓库

3.测试

启动Spring Boot应用程序

使用postman测试

xss查看日志，发现name字段已经过滤了 log  

4.引用

正文到此结束
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