使用filter过滤xss攻击

企业开发 2018-05-31 12:14:12 阅读次数: 0

先说一下实现思路：

1. 使用正则表达式的方式实现脚本过滤，这个方法准确率较高，但是可能根据不能的要求会变动；

2. 为了保证配置灵活（包括正则表达式灵活），使用xml配置文件的方式记录配置信息，配置信息包含是否开启校验、是否记录日志、是否中断请求、是否替换脚本字符等；

3. 为保证xml与正则表达式的特殊字符不冲突，使用<![CDATA[]]>标签存放正则表达式，但是在类中需要特殊处理；

4. 通过继承HttpRequestWrapper的方式实现request中header和parameter信息过滤；

5. xml解析使用dom4j，稍后会对这个工具的使用写一篇文章，暂时辛苦大家去网站查找资料（这篇文章很不错http://www.ibm.com/developerworks/cn/xml/x-dom4j.html）；

6. 使用XSSSecurityManager类实现配置信息加载和处理，XSSSecurityConfig记录匹配信息，XSSSecurityCon标识程序所需常量；

附件包含源码，如果能帮我改进更好

功能实现流程

package com.sg.security;

import java.io.IOException;
import java.util.Enumeration;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

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


/**
 * @author winnie
 * @date 
 * @describe request信息封装类，用于判断、处理request请求中特殊字符
 */
public class XSSHttpRequestWrapper extends HttpServletRequestWrapper {
	
	/**
	 * 封装http请求
	 * @param request
	 */
	public XSSHttpRequestWrapper(HttpServletRequest request) {
		super(request);
	}
	
	@Override
	public String getHeader(String name) {
		String value = super.getHeader(name);
		// 若开启特殊字符替换，对特殊字符进行替换
		if(XSSSecurityConfig.REPLACE){
			XSSSecurityManager.securityReplace(name);
		}
		return value;
	}

	@Override
	public String getParameter(String name) {
		String value = super.getParameter(name);
		// 若开启特殊字符替换，对特殊字符进行替换
		if(XSSSecurityConfig.REPLACE){
			XSSSecurityManager.securityReplace(name);
		}
		return value;
	}

	/**
	 * 没有违规的数据，就返回false;
	 * 
	 * @return
	 */
	@SuppressWarnings("unchecked")
	private boolean checkHeader(){
		Enumeration<String> headerParams = this.getHeaderNames();
		while(headerParams.hasMoreElements()){
			String headerName = headerParams.nextElement();
			String headerValue = this.getHeader(headerName);
			if(XSSSecurityManager.matches(headerValue)){
				return true;
			}
		}
		return false;
	}
	
	/**
	 * 没有违规的数据，就返回false;
	 * 
	 * @return
	 */
	@SuppressWarnings("unchecked")
	private boolean checkParameter(){
		Map<String,Object> submitParams = this.getParameterMap();
		Set<String> submitNames = submitParams.keySet();
		for(String submitName : submitNames){
			Object submitValues = submitParams.get(submitName);
			if(submitValues instanceof String){
				if(XSSSecurityManager.matches((String)submitValues)){
					return true;
				}
			}else if(submitValues instanceof String[]){
				for(String submitValue : (String[])submitValues){
					if(XSSSecurityManager.matches((String)submitValue)){
						return true;
					}
				}
			}
		}
		return false;
	}
	
   
    /**
     * 没有违规的数据，就返回false;
     * 若存在违规数据，根据配置信息判断是否跳转到错误页面
     * @param response
     * @return
     * @throws IOException 
     * @throws ServletException 
     */
    public boolean validateParameter(HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException{
    	// 开始header校验，对header信息进行校验
    	if(XSSSecurityConfig.IS_CHECK_HEADER){
	    	if(this.checkHeader()){
	    		return true;
	    	}
    	}
    	// 开始parameter校验，对parameter信息进行校验
    	if(XSSSecurityConfig.IS_CHECK_PARAMETER){
	    	if(this.checkParameter()){
	    		return true;
	    	}
    	}
    	return false;
    }
	
}

/**
 * 
 */
package com.sg.security;

import java.io.IOException;

import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.FilterConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

import org.apache.log4j.Logger;


/**
 * @author winnie
 * @date 
 * @describe 安全信息审核类
 */
public class XSSSecurityFilter implements Filter{

	private static Logger logger = Logger.getLogger(XSSSecurityFilter.class);
	
	/**
	 * 销毁操作
	 */
	public void destroy() {
		logger.info("XSSSecurityFilter destroy() begin");
		XSSSecurityManager.destroy();
		logger.info("XSSSecurityFilter destroy() end");
	}

	/**
	 * 安全审核
	 * 读取配置信息
	 */
	public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
			FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
		// 判断是否使用HTTP
        checkRequestResponse(request, response);
        // 转型
        HttpServletRequest httpRequest = (HttpServletRequest) request;
        HttpServletResponse httpResponse = (HttpServletResponse) response;
        // http信息封装类
		XSSHttpRequestWrapper xssRequest = new XSSHttpRequestWrapper(httpRequest);
        
        // 对request信息进行封装并进行校验工作，若校验失败（含非法字符），根据配置信息进行日志记录和请求中断处理
        if(xssRequest.validateParameter(httpResponse)){
        	if(XSSSecurityConfig.IS_LOG){
        		// 记录攻击访问日志
        		// 可使用数据库、日志、文件等方式
        	}
        	if(XSSSecurityConfig.IS_CHAIN){
        		httpRequest.getRequestDispatcher(XSSSecurityCon.FILTER_ERROR_PAGE).forward( httpRequest, httpResponse);
        		return;
    		}
        }
        chain.doFilter(xssRequest, response);
	}

	/**
	 * 初始化操作
	 */
	public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
		XSSSecurityManager.init(filterConfig);
	}

	/**
     * 判断Request ,Response 类型
     * @param request
     *            ServletRequest
     * @param response
     *            ServletResponse
     * @throws ServletException 
     */
    private void checkRequestResponse(ServletRequest request,
            ServletResponse response) throws ServletException {
        if (!(request instanceof HttpServletRequest)) {
            throw new ServletException("Can only process HttpServletRequest");

        }
        if (!(response instanceof HttpServletResponse)) {
            throw new ServletException("Can only process HttpServletResponse");
        }
    }
}

/**
 * 
 */
package com.sg.security;

import java.util.Iterator;
import java.util.regex.Pattern;

import javax.servlet.FilterConfig;

import org.apache.log4j.Logger;
import org.dom4j.DocumentException;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.io.SAXReader;

/**
 * @author winnie
 * @date 
 * @describe 安全过滤配置管理类，由XSSSecurityManger修改
 */
public class XSSSecurityManager {
	
	private static Logger logger = Logger.getLogger(XSSSecurityManager.class);
	
	/**
	 * REGEX：校验正则表达式
	 */
	public static String REGEX;
	
	 /**
     * 特殊字符匹配
     */
    private static Pattern XSS_PATTERN ;
	
    
    private XSSSecurityManager(){
        //不可被实例化
    }
    
    public static void init(FilterConfig config){
    	logger.info("XSSSecurityManager init(FilterConfig config) begin");
    	//初始化过滤配置文件
        String xssPath = config.getServletContext().getRealPath("/")
        		+ config.getInitParameter("securityconfig");
        
        // 初始化安全过滤配置
        try {
			if(initConfig(xssPath)){
				// 生成匹配器
				XSS_PATTERN = Pattern.compile(REGEX);
			}
		} catch (DocumentException e) {
			logger.error("安全过滤配置文件xss_security_config.xml加载异常",e);
		}
		logger.info("XSSSecurityManager init(FilterConfig config) end");
    }
    
    /**
     * 读取安全审核配置文件xss_security_config.xml
     * 设置XSSSecurityConfig配置信息
     * @param path 配置文件地址 eg C:/apache-tomcat-6.0.33/webapps/security_filter/WebRoot/config/xss/xss_security_config.xml
     * @return 
     * @throws DocumentException
     */
	@SuppressWarnings("unchecked")
	public static boolean initConfig(String path) throws DocumentException {
		logger.info("XSSSecurityManager.initConfig(String path) begin");
		Element superElement = new SAXReader().read(path).getRootElement();
		XSSSecurityConfig.IS_CHECK_HEADER = new Boolean(getEleValue(superElement,XSSSecurityCon.IS_CHECK_HEADER));
		XSSSecurityConfig.IS_CHECK_PARAMETER = new Boolean(getEleValue(superElement,XSSSecurityCon.IS_CHECK_PARAMETER));
		XSSSecurityConfig.IS_LOG = new Boolean(getEleValue(superElement,XSSSecurityCon.IS_LOG));
		XSSSecurityConfig.IS_CHAIN = new Boolean(getEleValue(superElement,XSSSecurityCon.IS_CHAIN));
		XSSSecurityConfig.REPLACE = new Boolean(getEleValue(superElement,XSSSecurityCon.REPLACE));

		Element regexEle = superElement.element(XSSSecurityCon.REGEX_LIST);
		
		if(regexEle != null){
			Iterator<Element> regexIt = regexEle.elementIterator();
			StringBuffer tempStr = new StringBuffer("^");
			//xml的cdata标签传输数据时，会默认在\前加\，需要将\\替换为\
			while(regexIt.hasNext()){
				Element regex = (Element)regexIt.next();
				String tmp = regex.getText();
				tmp = tmp.replaceAll("\\\\\\\\", "\\\\");
	        	tempStr.append(tmp);
	        	tempStr.append("|");
			}
	        if(tempStr.charAt(tempStr.length()-1)=='|'){
	        	REGEX= tempStr.substring(0, tempStr.length()-1)+"$";
	        	logger.info("安全匹配规则"+REGEX);
	        }else{
	        	logger.error("安全过滤配置文件加载失败:正则表达式异常 "+tempStr.toString());
	        	return false;
	        }
		}else{
			logger.error("安全过滤配置文件中没有 "+XSSSecurityCon.REGEX_LIST+" 属性");
			return false;
		}
		logger.info("XSSSecurityManager.initConfig(String path) end");
		return true;

	}
    
	/**
	 * 从目标element中获取指定标签信息，若找不到该标签，记录错误日志
	 * @param element 目标节点
	 * @param tagName 制定标签
	 * @return 
	 */
	private static String getEleValue(Element element, String tagName){
		if (isNullStr(element.elementText(tagName))){
			logger.error("安全过滤配置文件中没有 "+XSSSecurityCon.REGEX_LIST+" 属性");
		}
		return element.elementText(tagName);
	}
	
    /**
     * 对非法字符进行替换
     * @param text
     * @return
     */
    public static String securityReplace(String text){
    	if(isNullStr(text)){
    		return text;
    	}else{
    		return text.replaceAll(REGEX, XSSSecurityCon.REPLACEMENT);
    	}
    }
    
    /**
     * 匹配字符是否含特殊字符
     * @param text
     * @return
     */
    public static boolean matches(String text){
    	if(text==null){
    		return false;
    	}
    	return XSS_PATTERN.matcher(text).matches();
    }
    
    /**
     * 释放关键信息
     */
    public static void destroy(){
    	logger.info("XSSSecurityManager.destroy() begin");
        XSS_PATTERN = null;
        REGEX = null;
        logger.info("XSSSecurityManager.destroy() end");
    }
    
    /**
     * 判断是否为空串，建议放到某个工具类中
     * @param value
     * @return
     */
    public static boolean isNullStr(String value){
    	return value == null || value.trim().equals("");
    }
}

/**
 * 
 */
package com.sg.security;

/**
 * @author winnie
 * 安全过滤配置信息类
 */
public class XSSSecurityConfig {
	
	/**
	 * CHECK_HEADER：是否开启header校验
	 */
	public static boolean IS_CHECK_HEADER; 
	
	/**
	 * CHECK_PARAMETER：是否开启parameter校验
	 */
	public static boolean IS_CHECK_PARAMETER;
	
	/**
	 * IS_LOG：是否记录日志
	 */
	public static boolean IS_LOG;
	
	/**
	 * IS_LOG：是否中断操作
	 */
	public static boolean IS_CHAIN;
	
	/**
	 * REPLACE：是否开启替换
	 */
	public static boolean REPLACE;
	

}

/**
 * 
 */
package com.sg.security;

/**
 * @author winnie
 * @date 
 * @describe
 */
public class XSSSecurityCon {

	/**
	 * 配置文件标签 isCheckHeader
	 */
	public static String IS_CHECK_HEADER = "isCheckHeader";

	/**
	 * 配置文件标签 isCheckParameter
	 */
	public static String IS_CHECK_PARAMETER = "isCheckParameter";

	/**
	 * 配置文件标签 isLog
	 */
	public static String IS_LOG = "isLog";

	/**
	 * 配置文件标签 isChain
	 */
	public static String IS_CHAIN = "isChain";

	/**
	 * 配置文件标签 replace
	 */
	public static String REPLACE = "replace";

	/**
	 * 配置文件标签 regexList
	 */
	public static String REGEX_LIST = "regexList";

	/**
	 * 替换非法字符的字符串
	 */
	public static String REPLACEMENT = "";

	/**
	 * FILTER_ERROR_PAGE:过滤后错误页面
	 */
	public static String FILTER_ERROR_PAGE = "/common/filtererror.jsp";

}

xss_security_config.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<XSSConfig>
	<!-- 是否进行header校验 -->
	<isCheckHeader>false</isCheckHeader>
	<!-- 是否进行parameter校验 -->
	<isCheckParameter>true</isCheckParameter>
	<!-- 是否记录日志 -->
	<isLog>true</isLog>
	<!-- 是否中断请求 -->
	<isChain>false</isChain>
	<!-- 是否开启特殊字符替换 -->
	<replace>true</replace>
	<!-- 是否开启特殊url校验 -->
	<isCheckUrl>true</isCheckUrl>
	<regexList>
		<!-- 匹配含有字符： alert( ) -->
		<regex><![CDATA[.*[A|a][L|l][E|e][R|r][T|t]\\s*\\(.*\\).*]]></regex>
		<!-- 匹配含有字符： window.location = -->
		<regex><![CDATA[.*[W|w][I|i][N|n][D|d][O|o][W|w]\\.[L|l][O|o][C|c][A|a][T|t][I|i][O|o][N|n]\\s*=.*]]></regex>
		<!-- 匹配含有字符：style = x:ex pression ( ) -->
		<regex><![CDATA[.*[S|s][T|t][Y|y][L|l][E|e]\\s*=.*[X|x]:[E|e][X|x].*[P|p][R|r][E|e][S|s]{1,2}[I|i][O|o][N|n]\\s*\\(.*\\).*]]></regex>
		<!-- 匹配含有字符： document.cookie -->
		<regex><![CDATA[.*[D|d][O|o][C|c][U|u][M|m][E|e][N|n][T|t]\\.[C|c][O|o]{2}[K|k][I|i][E|e].*]]></regex>
		<!-- 匹配含有字符： eval( ) -->
		<regex><![CDATA[.*[E|e][V|v][A|a][L|l]\\s*\\(.*\\).*]]></regex>
		<!-- 匹配含有字符： unescape() -->
		<regex><![CDATA[.*[U|u][N|n][E|e][S|s][C|c][A|a][P|p][E|e]\\s*\\(.*\\).*]]></regex>
		<!-- 匹配含有字符： execscript( ) -->
		<regex><![CDATA[.*[E|e][X|x][E|e][C|c][S|s][C|c][R|r][I|i][P|p][T|t]\\s*\\(.*\\).*]]></regex>
		<!-- 匹配含有字符： msgbox( ) -->
		<regex><![CDATA[.*[M|m][S|s][G|g][B|b][O|o][X|x]\\s*\\(.*\\).*]]></regex>
		<!-- 匹配含有字符： confirm( ) -->
		<regex><![CDATA[.*[C|c][O|o][N|n][F|f][I|i][R|r][M|m]\\s*\\(.*\\).*]]></regex>
		<!-- 匹配含有字符： prompt( ) -->
		<regex><![CDATA[.*[P|p][R|r][O|o][M|m][P|p][T|t]\\s*\\(.*\\).*]]></regex>
		<!-- 匹配含有字符： <script> </script> -->
		<regex><![CDATA[.*<[S|s][C|c][R|r][I|i][P|p][T|t]>.*</[S|s][C|c][R|r][I|i][P|p][T|t]>.*]]></regex>
		<!-- 匹配含有字符： 含有一个符号： "  -->
		<regex><![CDATA[[.&[^\"]]*\"[.&[^\"]]*]]></regex>
		<!-- 匹配含有字符： 含有一个符号： '  -->
		<regex><![CDATA[[.&[^']]*'[.&[^']]*]]></regex>
		<!-- 匹配含有字符： 含有回车换行 和 <script> </script> -->
		<regex><![CDATA[[[.&[^a]]|[|a|\n|\r\n|\r|\u0085|\u2028|\u2029]]*<[S|s][C|c][R|r][I|i][P|p][T|t]>.*</[S|s][C|c][R|r][I|i][P|p][T|t]>[[.&[^a]]|[|a|\n|\r\n|\r|\u0085|\u2028|\u2029]]*]]></regex>
	</regexList>
</XSSConfig>

web.xml配置

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app version="2.5" 
	xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee" 
	xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
	xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee 
	http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd">
  <welcome-file-list>
    <welcome-file>index.jsp</welcome-file>
  </welcome-file-list>
	<!-- 信息安全审核 -->
	<filter>
		<filter-name>XSSFiler</filter-name>
		<filter-class>
		    com.sg.security.XSSSecurityFilter
		</filter-class>
		<init-param>
			<param-name>securityconfig</param-name>
			<param-value>
			    /WebRoot/config/xss/xss_security_config.xml
			</param-value>
		</init-param>
	</filter>
	<!-- 拦截请求类型 -->
	<filter-mapping>
	    <filter-name>XSSFiler</filter-name>
	    <url-pattern>*.jsp</url-pattern>
	</filter-mapping>
	<filter-mapping>
	    <filter-name>XSSFiler</filter-name>
	    <url-pattern>*.do</url-pattern>
	</filter-mapping>
</web-app>

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