文章目录

1. CSRF是什么？
2. CSRF可以做什么？
3. CSRF的原理
- 3.1 举例描述原理
4. CSRF的防御
- 4.1 服务端进行CSRF防御

1. CSRF是什么？

CSRF（Cross-site request forgery），中文名称：跨站请求伪造，也被称为：one click attack/session riding，缩写为：CSRF/XSRF。

注意和XSS的区别，后者是脚本攻击。参见《XSS跨域脚本攻击》

2. CSRF可以做什么？

你这可以这么理解CSRF攻击：攻击者盗用了你的身份，以你的名义发送恶意请求。CSRF能够做的事情包括：以你名义发送邮件，发消息，盗取你的账号，甚至于购买商品，虚拟货币转账…造成的问题包括：个人隐私泄露以及财产安全。

3. CSRF的原理

下图简单阐述了CSRF攻击的思想：
在这里插入图片描述
从上图可以看出，要完成一次CSRF攻击，受害者必须依次完成两个步骤：

1.登录受信任网站A，并在本地生成Cookie。
2.在不登出A的情况下，访问危险网站B。

看到这里，你也许会说：“如果我不满足以上两个条件中的一个，我就不会受到CSRF的攻击”。是的，确实如此，但你不能保证以下情况不会发生：

1.你不能保证你登录了一个网站后，不再打开一个tab页面并访问另外的网站。
2.你不能保证你关闭浏览器了后，你本地的Cookie立刻过期，你上次的会话已经结束。（事实上，关闭浏览器不能结束一个会话，但大多数人都会错误的认为关闭浏览器就等于退出登录/结束会话了…）
3.上图中所谓的攻击网站，可能是一个存在其他漏洞的可信任的经常被人访问的网站。

3.1 举例描述原理

上面大概地讲了一下CSRF攻击的思想，下面我将用几个例子详细说说具体的CSRF攻击，这里我以一个银行转账的操作作为例子（仅仅是例子，真实的银行网站没这么傻:>）

3.1.1 示例1：

银行网站A，它以GET请求来完成银行转账的操作，如：

http://www.mybank.com/Transfer.php?toBankId=11&money=1000

危险网站B，它里面有一段HTML的代码如下：

<img src=http://www.mybank.com/Transfer.php?toBankId=11&money=1000>

首先，你登录了银行网站A，然后访问危险网站B，噢，这时你会发现你的银行账户少了1000块…

为什么会这样呢？原因是银行网站A违反了HTTP规范，使用GET请求更新资源。在访问危险网站B的之前，你已经登录了银行网站A，而B中的<img>以GET的方式请求第三方资源（这里的第三方就是指银行网站了，原本这是一个合法的请求，但这里被不法分子利用了），所以你的浏览器会带上你的银行网站A的Cookie发出Get请求，去获取资源“http://www.mybank.com/Transfer.php?toBankId=11&money=1000”，结果银行网站服务器收到请求后，认为这是一个更新资源操作（转账操作），所以就立刻进行转账操作…

3.1.2 示例2：

为了杜绝上面的问题，银行决定改用POST请求完成转账操作。

银行网站A的WEB表单如下：

　<form action="Transfer.php" method="POST">
　　　　<p>ToBankId: <input type="text" name="toBankId" /></p>
　　　　<p>Money: <input type="text" name="money" /></p>
　　　　<p><input type="submit" value="Transfer" /></p>
　　</form>

后台处理页面Transfer.php如下：

<?php
　　　　session_start();
　　　　if (isset($_REQUEST['toBankId'] &&　isset($_REQUEST['money']))
　　　　{
    
    
　　　　    buy_stocks($_REQUEST['toBankId'],　$_REQUEST['money']);
　　　　}
　　?>

危险网站B，仍然只是包含那句HTML代码：

　<img src=http://www.mybank.com/Transfer.php?toBankId=11&money=1000>

和示例1中的操作一样，你首先登录了银行网站A，然后访问危险网站B，结果…和示例1一样，你再次没了1000块～T_T，这次事故的原因是：银行后台使用了$_REQUEST去获取请求的数据，而$_REQUEST既可以获取GET请求的数据，也可以获取POST请求的数据，这就造成了在后台处理程序无法区分这到底是GET请求的数据还是POST请求的数据。在PHP中，可以使用$_GET和$_POST分别获取GET请求和POST请求的数据。在JAVA中，用于获取请求数据request一样存在不能区分GET请求数据和POST数据的问题。

3.1.3 示例3：

经过前面2个惨痛的教训，银行决定把获取请求数据的方法也改了，改用$_POST，只获取POST请求的数据，后台处理页面Transfer.php代码如下：

　<?php
　　　　session_start();
　　　　if (isset($_POST['toBankId'] &&　isset($_POST['money']))
　　　　{
    
    
　　　　    buy_stocks($_POST['toBankId'],　$_POST['money']);
　　　　}
　　?>

然而，危险网站B与时俱进，它改了一下代码：

　　<head>
　　　　<script type="text/javascript">
　　　　　　function steal()
　　　　　　{
    
    
          　　　　 iframe = document.frames["steal"];
　　     　　      iframe.document.Submit("transfer");
　　　　　　}
　　　　</script>
　　</head>

　　<body onload="steal()">
　　　　<iframe name="steal" display="none">
　　　　　　<form method="POST" name="transfer"　action="http://www.myBank.com/Transfer.php">
　　　　　　　　<input type="hidden" name="toBankId" value="11">
　　　　　　　　<input type="hidden" name="money" value="1000">
　　　　　　</form>
　　　　</iframe>
　　</body>
</html>

如果用户仍是继续上面的操作，很不幸，结果将会是再次不见1000块…因为这里危险网站B暗地里发送了POST请求到银行!

总结一下上面3个例子，CSRF主要的攻击模式基本上是以上的3种，其中以第1,2种最为严重，因为触发条件很简单，一个就可以了，而第3种比较麻烦，需要使用JavaScript，所以使用的机会会比前面的少很多，但无论是哪种情况，只要触发了CSRF攻击，后果都有可能很严重。

理解上面的3种攻击模式，其实可以看出，CSRF攻击是源于WEB的隐式身份验证机制！WEB的身份验证机制虽然可以保证一个请求是来自于某个用户的浏览器，但却无法保证该请求是用户批准发送的！

4. CSRF的防御

我总结了一下看到的资料，CSRF的防御可以从服务端和客户端两方面着手，防御效果是从服务端着手效果比较好，现在一般的CSRF防御也都在服务端进行。

4.1 服务端进行CSRF防御

4.1.1 token

服务端的CSRF方式方法很多样，但总的思想都是一致的，就是在客户端页面增加伪随机数。

CSRF 攻击之所以能够成功，是因为黑客可以完全伪造用户的请求，因此，我们可以在请求中加入一个额外参数，服务器端对其进行校验。由于攻击网站B很难获得额外参数的值，进而难以伪造该参数，这样就中可以甄别！

因此下面的3个方法本质上思路一致。

但请求中所有的用户验证信息都是存在于 cookie 中，cookie 存在被黑客盗窃的可能性，因此安全性相对来说最低。要抵御 CSRF，关键在于在请求中放入黑客所不能伪造的信息，并且该信息不存在于 cookie 之中。可以在 HTTP 请求中以参数的形式加入一个随机产生的 token，并在服务器端建立一个拦截器来验证这个 token，如果请求中没有 token 或者 token 内容不正确，则认为可能是 CSRF 攻击而拒绝该请求。

4.1.1.1 Cookie Hashing(所有表单都包含同一个伪随机值)：

这可能是最简单的解决方案了，因为攻击者不能获得第三方的Cookie(理论上)，所以表单中的数据也就构造失败了:>

在服务端设置cookie：

<?php
　　　　//构造加密的Cookie信息
　　　　$value = “DefenseSCRF”;
　　　　setcookie(”cookie”, $value, time()+3600);
　　?>

在表单里增加Hash字段，其值为cookie，以认证这确实是用户发送的请求：

　<?php
　　　　$hash = md5($_COOKIE['cookie']);
　　?>
　　<form method=”POST” action=”transfer.php”>
　　　　<input type=”text” name=”toBankId”>
　　　　<input type=”text” name=”money”>
　　　　<input type=”hidden” name=”hash” value=”<?=$hash;?>”>
　　　　<input type=”submit” name=”submit” value=”Submit”>
　　</form>

然后在服务器端进行Hash值验证：

  <?php
　　      if(isset($_POST['check'])) {
    
    
     　　      $hash = md5($_COOKIE['cookie']);
          　　 if($_POST['check'] == $hash) {
    
    
               　　 doJob();
　　           } else {
    
    
　　　　　　　　//...
          　　 }
　　      } else {
    
    
　　　　　　//...
　　      }
      ?>

在这里插入图片描述

第一次访问银行网站A，产生cookie c，后续请求都会携带c；
如果表单中的hash字段的值和c相同，说明是同源发送的请求；
如果是危险网站B触发的请求，那么假post请求中的hash字段值要么为null，要么为错误的值，可以被甄别！

这个方法个人觉得已经可以杜绝99%的CSRF攻击了，那还有1%呢…由于用户的Cookie很容易由于网站的XSS漏洞而被盗取，这就另外的1%。一般的攻击者看到有需要算Hash值，基本都会放弃了，某些除外，所以如果需要100%的杜绝，这个不是最好的方法。

4.1.1.2 验证码

这个方案的思路是：每次的用户提交都需要用户在表单中填写一个图片上的随机字符串，厄…这个方案可以完全解决CSRF，但个人觉得在易用性方面似乎不是太好，还有听闻是验证码图片的使用涉及了一个被称为MHTML的Bug，可能在某些版本的微软IE中受影响。

4.1.1.3 One-Time Tokens(不同的表单包含一个不同的伪随机值)

在实现One-Time Tokens时，需要注意一点：就是“并行会话的兼容”。如果用户在一个站点上同时打开了两个不同的表单，CSRF保护措施不应该影响到他对任何表单的提交。考虑一下如果每次表单被装入时站点生成一个伪随机值来覆盖以前的伪随机值将会发生什么情况：用户只能成功地提交他最后打开的表单，因为所有其他的表单都含有非法的伪随机值。必须小心操作以确保CSRF保护措施不会影响选项卡式的浏览或者利用多个浏览器窗口浏览一个站点。

4.1.2 验证 HTTP Referer 字段

根据 HTTP 协议，在 HTTP 头中有一个字段叫 Referer，它记录了该 HTTP 请求的来源地址。在通常情况下，访问一个安全受限页面的请求来自于同一个网站，比如需要访问 http://bank.example/withdraw?account=bob&amount=1000000&for=Mallory，用户必须先登陆 bank.example，然后通过点击页面上的按钮来触发转账事件。这时，该转帐请求的 Referer 值就会是转账按钮所在的页面的 URL，通常是以 bank.example 域名开头的地址。而如果黑客要对银行网站实施 CSRF 攻击，他只能在他自己的网站构造请求，当用户通过黑客的网站发送请求到银行时，该请求的 Referer 是指向黑客自己的网站。因此，要防御 CSRF 攻击，银行网站只需要对于每一个转账请求验证其 Referer 值，如果是以 bank.example 开头的域名，则说明该请求是来自银行网站自己的请求，是合法的。如果 Referer 是其他网站的话，则有可能是黑客的 CSRF 攻击，拒绝该请求。

简单来说，就是任何请求被发送时，把发送者归属的的页面的url(对应最顶层的，即浏览器网址框)信息提供出来，命名为Referer！

这种方法的显而易见的好处就是简单易行，网站的普通开发人员不需要操心 CSRF 的漏洞，只需要在最后给所有安全敏感的请求统一增加一个拦截器来检查 Referer 的值就可以。特别是对于当前现有的系统，不需要改变当前系统的任何已有代码和逻辑，没有风险，非常便捷。

然而，这种方法并非万无一失：

Referer 的值是由浏览器提供的，虽然 HTTP 协议上有明确的要求，但是每个浏览器对于 Referer 的具体实现可能有差别，并不能保证浏览器自身没有安全漏洞。使用验证 Referer 值的方法，就是把安全性都依赖于第三方（即浏览器）来保障，从理论上来讲，这样并不安全。事实上，对于某些浏览器，比如 IE6 或 FF2，目前已经有一些方法可以篡改 Referer 值。如果 bank.example 网站支持 IE6 浏览器，黑客完全可以把用户浏览器的 Referer 值设为以 bank.example 域名开头的地址，这样就可以通过验证，从而进行 CSRF 攻击。

简单来说，有些浏览器不支持Referer

即便是使用最新的浏览器，黑客无法篡改 Referer 值，这种方法仍然有问题。因为 Referer 值会记录下用户的访问来源，有些用户认为这样会侵犯到他们自己的隐私权，特别是有些组织担心 Referer 值会把组织内网中的某些信息泄露到外网中。因此，用户自己可以设置浏览器使其在发送请求时不再提供 Referer。当他们正常访问银行网站时，网站会因为请求没有 Referer 值而认为是 CSRF 攻击，拒绝合法用户的访问。

简单来说，即使浏览器支持Referer ，用户也可能自行关掉

4.1.3 在 HTTP 头中自定义属性并验证

这种方法也是使用 token 并进行验证，和上一种方法不同的是，这里并不是把 token 以参数的形式置于 HTTP 请求之中，而是把它放到 HTTP请求头中自定义的属性里。通过 XMLHttpRequest 这个类，可以一次性给所有该类请求加上 csrftoken 这个 HTTP 头属性，并把 token 值放入其中。

这样解决了上种方法在请求中加入 token 的不便，同时，通过 XMLHttpRequest 请求的地址不会被记录到浏览器的地址栏，也不用担心 token 会透过 Referer 泄露到其他网站中去。

然而这种方法的局限性非常大。XMLHttpRequest 请求通常用于 Ajax 方法中对于页面局部的异步刷新，并非所有的请求都适合用这个类来发起，而且通过该类请求得到的页面不能被浏览器所记录下，从而进行前进，后退，刷新，收藏等操作，给用户带来不便。另外，对于没有进行 CSRF 防护的遗留系统来说，要采用这种方法来进行防护，要把所有请求都改为 XMLHttpRequest 请求，这样几乎是要重写整个网站，这代价无疑是不能接受的。

参考：
《浅谈CSRF攻击方式》参考的主体
《WEB三大攻击之—CSRF攻击与防护》补充了HTTP Referer

【web】CSRF跨站(跨域)请求伪造攻击方式