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Nginx配置各种响应头防止XSS,点击劫持,frame恶意攻击

开发技术 开发技术 2周前 (07-27) 21次浏览

为什么要配置HTTP响应头?

不知道各位有没有被各类XSS攻击、点击劫持 (ClickJacking、 frame 恶意引用等等方式骚扰过,百度联盟被封就有这些攻击的功劳在里面。为此一直都在搜寻相关防御办法,至今效果都不是很好,最近发现其实各个浏览器本身提供了一些安全相关的响应头,使用这些响应头一般只需要修改服务器配置即可,不需要修改程序代码,成本很低。至于具体的效果只能是拭目以待了,但是感觉还是有一定的效果的。

Nginx配置各种响应头防止XSS,点击劫持,frame恶意攻击

而这些HTTP响应头在我们部署 Nginx 的时候经常会被忽略掉,个人感觉这是一个比较严重的“疏忽”,加上还是很有必要的,如果有条件最好是部署一个适合自己站点的X-Content-Security-Policy响应头。

点击劫持
# 点击劫持(ClickJacking)是一种视觉上的欺骗手段。大概有两种方式,

# 一是攻击者使用一个透明的iframe,覆盖在一个网页上,然后诱使用户在该页面上进行操作,此时用户将在不知情的情况下点击透明的iframe页面;

# 二是攻击者使用一张图片覆盖在网页,遮挡网页原有位置的含义;

X-Frame-Options响应头

X-Frame-Options HTTP 响应头是微软提出来的一个HTTP响应头,主要用来给浏览器指示允许一个页面可否在 <frame>, <iframe> 或者 <object> 中展现的标记。网站可以使用此功能,来确保自己网站的内容没有被嵌到别人的网站中去,也从而避免了点击劫持 (ClickJacking{注1}) 的攻击。

使用X-Frame-Options有三个值

# DENY
# 表示该页面不允许在frame中展示,即使在相同域名的页面中嵌套也不允许

# SAMEORIGIN
# 表示该页面可以在相同域名页面的frame中展示

# ALLOW-FROM url
# 表示该页面可以在指定来源的frame中展示

如果设置为 DENY,不光在别人的网站 frame 嵌入时会无法加载,在同域名页面中同样会无法加载。另一方面,如果设置为SAMEORIGIN,那么页面就可以在同域名页面的 frame 中嵌套。

PS:目前发现这个HTTP响应头会带来的问题就是百度统计中的“热点追踪(页面点击图)”功能会失效,这也说明百度统计的“热点追踪(页面点击图)”使用的是 frame 嵌入引用网页的形式,这时候大家可以使用 X-Frame-OptionsALLOW-FROM uri来指定百度统计域名为可 frame 嵌入域名即可。具体在Nginx里可以采用如下的方式添加响应头

# add_header X-Frame-Options:ALLOW-FROM https://tongji.baidu.com;
# add_header X-Frame-Options:SAMEORIGIN;

X-Content-Type-Options响应头

互联网上的资源有各种类型,通常浏览器会根据响应头的Content-Type字段来分辨它们的类型。例如:text/html代表html文档,image/png是PNG图片,text/css是CSS样式文档。然而,有些资源Content-Type是错的或者未定义。这时,某些浏览器会启用MIME-sniffing来猜测该资源的类型,解析内容并执行。

例如,我们即使给一个html文档指定Content-Type为text/plain,在IE8-中这个文档依然会被当做html来解析。利用浏览器的这个特性,攻击者甚至可以让原本应该解析为图片的请求被解析为JavaScript。在Nginx里通过下面这个响应头可以禁用浏览器的类型猜测行为:

# X-Content-Type-Options HTTP 消息头相当于一个提示标志,被服务器用来提示客户端一定要遵循在 Content-Type 首部中对  MIME 类型 的设定,
# 而不能对其进行修改。这就禁用了客户端的 MIME 类型嗅探行为,换句话说,也就是意味着网站管理员确定自己的设置没有问题。

# X-Content-Type-Options响应头的缺失使得目标URL更易遭受跨站脚本攻击。
# add_header X-Content-Type-Options: nosniff;

这个响应头的值只能是nosniff, 可用于IE8+和Chrome

IE的行为受X-Content-Type-Options的影响,如果Web应用没有返回Content-Type,那么IE9、IE11将拒绝加载相关资源

# 如果服务器发送响应头 “X-Content-Type-Options: nosniff”,则 script 和 styleSheet
# 元素会拒绝包含错误的 MIME 类型的响应。这是一种安全功能,有助于防止基于 MIME 类型混淆的攻击。

X-Content-Security-Policy响应头

W3C 的 Content Security Policy,简称 CSP。顾名思义,这个规范与内容安全有关,主要是用来定义页面可以加载哪些资源,减少 XSS 的发生。

Chrome 扩展已经引入了 CSP,通过 manifest.json 中的 content_security_policy 字段来定义。一些现代浏览器也支持通过响应头来定义 CSP。下面我们主要介绍如何通过响应头来使用 CSP,Chrome 扩展中 CSP 的使用可以参考 Chrome 官方文档

# HTTP 响应头Content-Security-Policy允许站点管理者控制用户代理能够为指定的页面加载哪些资源。
# 除了少数例外情况,设置的政策主要涉及指定服务器的源和脚本结束点。

# Content-Security-Policy响应头的缺失使得目标URL更易遭受跨站脚本攻击。
浏览器兼容性
# 早期的 Chrome 是通过 X-WebKit-CSP 响应头来支持 CSP 的,而 firefox 和 IE 则支持 X-Content-Security-Policy,
# Chrome25 和 Firefox23 开始支持标准的 Content-Security-Policy
如何使用
# 要使用 CSP,只需要服务端输出类似这样的响应头就行了:
Content-Security-Policy: default-src 'self'
  
# default-src 是 CSP 指令,多个指令之间用英文分号分割;'self' 是指令值,多个指令值用英文空格分割。目前,有这些 CSP 指令:
指令 指令值示例 说明
default-src ‘self’ cnd.a.com 定义针对所有类型(js、image、css、web font,ajax 请求,iframe,多媒体等)资源的默认加载策略,某类型资源如果没有单独定义策略,就使用默认的。
script-src ‘self’ js.a.com 定义针对 JavaScript 的加载策略。
style-src ‘self’ css.a.com 定义针对样式的加载策略。
img-src ‘self’ img.a.com 定义针对图片的加载策略。
connect-src ‘self’ 针对 AjaxWebSocket 等请求的加载策略。不允许的情况下,浏览器会模拟一个状态为 400 的响。
font-src font.a.com 针对 WebFont 的加载策略。
object-src ‘self’ 针对 <object><embed><applet> 等标签引入的 flash 等插件的加载策略。
media-src media.a.com 针对 <audio><video> 等标签引入的 HTML 多媒体的加载策略。
frame-src ‘self’ 针对 frame 的加载策略。
sandbox allow-forms 对请求的资源启用 sandbox(类似于 iframe 的 sandbox 属性)。
report-uri /report-uri 告诉浏览器如果请求的资源不被策略允许时,往哪个地址提交日志信息。 特别的:如果想让浏览器只汇报日志,不阻止任何内容,可以改用 Content-Security-Policy-Report-Only 头。
指令值 指令示例 说明
img-src 允许任何内容。
‘none’ img-src ‘none’ 不允许任何内容。
‘self’ img-src ‘self’ 允许来自相同来源的内容(相同的协议、域名和端口)。
data: img-src data: 允许 data: 协议(如 base64 编码的图片)。
http://www.a.com img-src img.a.com 允许加载指定域名的资源。
.a.com img-src .a.com 允许加载 a.com 任何子域的资源。
https://img.com img-src https://img.com 允许加载 img.com 的 https 资源(协议需匹配)。
https: img-src https: 允许加载 https 资源。
‘unsafe-inline’ script-src ‘unsafe-inline’ 允许加载 inline 资源(例如常见的 style 属性,onclick,inline js 和 inline css 等等)。
‘unsafe-eval’ script-src ‘unsafe-eval’ 允许加载动态 js 代码,例如 eval()。

从上面的介绍可以看到,CSP 协议可以控制的内容非常多。而且如果不特别指定 ‘unsafe-inline’ 时,页面上所有 inline 样式和脚本都不会执行;不特别指定 ‘unsafe-eval’,页面上不允许使用 new Function,setTimeout,eval 等方式执行动态代码。在限制了页面资源来源之后,被 XSS 的风险确实小不少。

当然,仅仅依靠 CSP 来防范 XSS 是远远不够的,不支持全部浏览器是它的硬伤。不过,鉴于低廉的开发成本,加上也没什么坏处。

StrictTransportSecurity响应头

什么是StrictTransportSecurity?

一个网站接受一个HTTP的请求,然后跳转到HTTPS,用户可能在开始跳转前,通过没有加密的方式和服务器对话,比如,用户输入http://foo.com或者直接foo.com。这样存在中间人攻击潜在威胁,跳转过程可能被恶意网站利用来直接接触用户信息,而不是原来的加密信息。网站通过HTTP Strict Transport Security通知浏览器,这个网站禁止使用HTTP方式加载,浏览器应该自动把所有尝试使用HTTP的请求自动替换为HTTPS请求。

为什么要开启

有的网站开启了https,但为了照顾用户的使用体验(因为用户总是很赖的,一般不会主动键入https,而是直接输入域名, 直接输入域名访问,默认就是http访问)同时也支持http访问,当用户http访问的时候,就会返回给用户一个302重定向,重定向到https的地址,然后后续的访问都使用https传输,这种通信模式看起来貌似没有问题,但细致分析,就会发现种通信模式也存在一个风险,那就是这个302重定向可能会被劫持篡改,如果被改成一个恶意的或者钓鱼的https站点,然后,你懂得,一旦落入钓鱼站点,数据还有安全可言吗?

对于篡改302的攻击,建议服务器开启HTTP Strict Transport Security功能,这个功能的含义是:

当用户已经安全的登录开启过htst功能的网站 (支持hsts功能的站点会在响应头中插入:Strict-Transport-Security) 之后,支持htst的浏览器(比如chrome. firefox)会自动将这个域名加入到HSTS列表,下次即使用户使用http访问这个网站,支持htst功能的浏览器就会自动发送https请求(前提是用户没有清空缓存,如果清空了缓存第一次访问还是明文,后续浏览器接收到服务器响应头中的Strict-Transport-Security,就会把域名加入到hsts缓存中,然后才会在发送请求前将http内部转换成https),而不是先发送http,然后重定向到https,这样就能避免中途的302重定向URL被篡改。进一步提高通信的安全性。

上面是我自己的理解,下面是owasp中文站点关于hsts的描述:

HSTS的作用是强制客户端(如浏览器)使用HTTPS与服务器创建连接。服务器开启HSTS的方法是,当客户端通过HTTPS发出请求时,在服务器返回的超文本传输协议响应头中包含Strict-Transport-Security字段。非加密传输时设置的HSTS字段无效。

比如,https://example.com/ 的响应头含有Strict-Transport-Security: max-age=31536000; includeSubDomains。这意味着两点:

在接下来的一年(即31536000秒)中,浏览器只要向example.com或其子域名发送HTTP请求时,必须采用HTTPS来发起连接。比如,用户点击超链接或在地址栏输入 http://www.example.com/ ,浏览器应当自动将 http 转写成 https,然后直接向 https://www.example.com/ 发送请求。

在接下来的一年中,如果 example.com 服务器发送的TLS证书无效,用户不能忽略浏览器警告继续访问网站。

HSTS可以用来抵御SSL剥离攻击。SSL剥离攻击是中间人攻击的一种,由Moxie Marlinspike于2009年发明。他在当年的黑帽大会上发表的题为“New Tricks For Defeating SSL In Practice”的演讲中将这种攻击方式公开。SSL剥离的实施方法是阻止浏览器与服务器创建HTTPS连接。它的前提是用户很少直接在地址栏输入https://,用户总是通过点击链接或3xx重定向,从HTTP页面进入HTTPS页面。所以攻击者可以在用户访问HTTP页面时替换所有https://开头的链接为http://,达到阻止HTTPS的目的。

HSTS可以很大程度上解决SSL剥离攻击,因为只要浏览器曾经与服务器创建过一次安全连接,之后浏览器会强制使用HTTPS,即使链接被换成了HTTP

另外,如果中间人使用自己的自签名证书来进行攻击,浏览器会给出警告,但是许多用户会忽略警告。HSTS解决了这一问题,一旦服务器发送了HSTS字段,用户将不再允许忽略警告。

0×03. Strict-Transport-Security的一些不足

用户首次访问某网站是不受HSTS保护的。这是因为首次访问时,浏览器还未收到HSTS,所以仍有可能通过明文HTTP来访问。解决这个不足目前有两种方案,一是浏览器预置HSTS域名列表,Google Chrome、Firefox、Internet Explorer和Spartan实现了这一方案。二是将HSTS信息加入到域名系统记录中。但这需要保证DNS的安全性,也就是需要部署域名系统安全扩展。截至2014年这一方案没有大规模部署。

由于HSTS会在一定时间后失效(有效期由max-age指定),所以浏览器是否强制HSTS策略取决于当前系统时间。部分操作系统经常通过网络时间协议更新系统时间,如Ubuntu每次连接网络时,OS X Lion每隔9分钟会自动连接时间服务器。攻击者可以通过伪造NTP信息,设置错误时间来绕过HSTS。解决方法是认证NTP信息,或者禁止NTP大幅度增减时间。比如Windows 8每7天更新一次时间,并且要求每次NTP设置的时间与当前时间不得超过15小时

X-XSS-Protection响应头

顾名思义,这个响应头是用来防范XSS的。最早我是在介绍IE8的文章里看到这个,现在主流浏览器都支持,并且默认都开启了XSS保护,用这个header可以关闭它。它有几种配置:

0:# 禁用XSS保护;
1:# 启用XSS保护;
1; # mode=block:启用XSS保护,并在检查到XSS攻击时,停止渲染页面(例如IE8中,检查到攻击时,整个页面会被一个#替换);

# HTTP X-XSS-Protection 响应头是 Internet Explorer,Chrome 和 Safari 的一个特性,
# 当检测到跨站脚本攻击 (XSS)时,浏览器将停止加载页面。

# X-XSS-Protection响应头的缺失使得目标URL更易遭受跨站脚本攻击。

# 浏览器提供的XSS保护机制并不完美,但是开启后仍然可以提升攻击难度,总之没有特别的理由,不要关闭它。
Nginx配置方法如下
# add_header X-Xss-Protection: 1;
# add_header X-Xss-Protection: mod=block;

Nginx配置各种响应头防止XSS,点击劫持,frame恶意攻击

实际案例

Google+

使用功能了这几个文本提到的响应头

# x-content-type-options: nosniff
# x-frame-options: SAMEORIGIN
# x-xss-protection: 1; mode=block
Twitter
# strict-transport-security: max-age=631138519
# x-frame-options: SAMEORIGIN
# x-xss-protection: 1; mode=block
PayPal
# X-Frame-Options: SAMEORIGIN
# Strict-Transport-Security: max-age=14400
Facebook

配置了详细的CSP,关闭了XSS保护

strict-transport-security: max-age=60
x-content-type-options: nosniff
x-frame-options: DENY
x-xss-protection: 0
content-security-policy: default-src *;script-src https://*.facebook.com http://*.facebook.com https://*.fbcdn.net http://*.fbcdn.net *.facebook.net *.google-analytics.com *.virtualearth.net *.google.com 127.0.0.1:* *.spotilocal.com:* chrome-extension://lifbcibllhkdhoafpjfnlhfpfgnpldfl 'unsafe-inline' 'unsafe-eval' https://*.akamaihd.net http://*.akamaihd.net;style-src * 'unsafe-inline';connect-src https://*.facebook.com http://*.facebook.com https://*.fbcdn.net http://*.fbcdn.net *.facebook.net *.spotilocal.com:* https://*.akamaihd.net ws://*.facebook.com:* http://*.akamaihd.net https://fb.scanandcleanlocal.com:*;

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