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django csrf验证难题及csrf原理

2019年2月16日 - Java

正文首要分三个部分,首先简单介绍csrf,接着对照源码重点解析一下yii框架的认证原理,最终针对页面缓存导致的token被缓存提议一种有效的方案。涉及的知识点会作为附录附于文末。

1. CSRF

Cross-site request forgery, also known as one-click attack or
session riding and abbreviated as CSRF or XSRF, is a type
of malicious exploit of a website where unauthorized commands are
transmitted from a user that the web application trusts. There are
many ways in which a malicious website can transmit such commands;
specially-crafted image tags, hidden forms, and JavaScript
XMLHttpRequests, for example, can all work without the user’s
interaction or even knowledge. Unlike cross-site scripting(XSS), which
exploits the trust a user has for a particular site, CSRF exploits the
trust that a site has in a user’s browser.

1.CSRF描述

2. 攻击的细节

CSOdysseyF全称为“Cross-Site Request
Forgery”,是在用户合法的SESSION内发起的攻击。黑客通过在网页中放置Web恶意请求代码,并诱使受害人访问该页面,当页面被访问后,请求在被害人不知情的图景下以事主的合法地位发起,并施行黑客所希望的动作。以下HTML代码提供了多个“删除产品”的效益:

2.1 攻击进程

<a href="http://www.shop.com/delProducts.php?id=100" "javascript:return confirm('Are you sure?')">Delete</a>

3. 防卫措施

如果程序员在后台从未对该“删除产品”请求做相应的合法性验证,只要用户访问了该链接,相应的出品即被去除,那么黑客可透过欺骗受害者访问带有以下恶意代码的网页,即可在被害人不知情的景况下删除相应的产品。

3.1 检查Referer字段

2.yii的csrf验证原理
/vendor/yiisoft/yii2/web/Request.php简写为Request.php

3.2 添加校验token

/vendor/yiisoft/yii2/web/Controller.php简写为Controller.php

4. django中出现csrf验证战败消除办法

开启csrf验证

4.1 在django 项目标setting上将csrf中间件屏蔽,不引进!

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    #'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',
]

在控制器里将enableCsrfValidation为true,则控制器内存有操作都会开启验证,经常做法是将enableCsrfValidation为false,而将部分机警操作设为true,开启局地验证。

4.2 在form表单中添加{% csrf_token%}

<div class="container">
    <div class="login">
    <label>用户登录</label>
    <form method="post" action="/user/login/">
        {% csrf_token %}
        账号:<input type="text" maxlength="20" name="username"><br>
        密码:<input type="password" maxlength="20" name="password"><br>
        {{ error }}
        <input type="submit" value="登录">
    </form>
    </div>
</div>

<div class="container">
    <div class="login">
    <label>用户登录</label>
    <form method="post" action="/user/login/">
        <input type='hidden' name='csrfmiddlewaretoken' value='HedcdWXjTwCxyVOd4d8MKLmiCTHZpmU0X0nkQ6dzbBcMawOAwkNdDjZtariC2i1B' />
        账号:<input type="text" maxlength="20" name="username"><br>
        密码:<input type="password" maxlength="20" name="password"><br>

        <input type="submit" value="登录">
    </form>
    </div>
</div>

Request sent 137 bytes of Cookie data:

__lnkrntdmcvrd=-1
csrftoken=Htr860vr38EaEumkfWuvEoW3BmyXInDcXfBgJaLHldepg5mHH39WxWze9U9AljKN
sessionid=qjt57gldisr5gb6x5k663l9tv1axl86f

故此得以得出结论django中的csrf验证须求form中的隐藏字段和cookie中的csrftoken一同发给服务器完毕csrf验证。

public $enableCsrfValidation = false;
/**
 * @param \yii\base\Action $action
 * @return bool
 * @desc: 局部开启csrf验证(重要的表单提交必须加入验证,加入$accessActions即可
 */
public function beforeAction($action){
    $currentAction = $action->id;
    $accessActions = ['vote','like','delete','download'];
    if(in_array($currentAction,$accessActions)) {
        $action->controller->enableCsrfValidation = true;
    }
    parent::beforeAction($action);
    return true;
}

P.S.

生成token字段

在Request.php

第二通过平安组件Security获取一个三十个人的任性字符串,并存入cookie或session,那是原生的token.

/**
 * Generates  an unmasked random token used to perform CSRF validation.
 * @return string the random token for CSRF validation.
 */
protected function generateCsrfToken()
{
    $token = Yii::$app->getSecurity()->generateRandomString();
    if ($this->enableCsrfCookie) {
        $cookie = $this->createCsrfCookie($token);
        Yii::$app->getResponse()->getCookies()->add($cookie);
    } else {
        Yii::$app->getSession()->set($this->csrfParam, $token);
    }
    return $token;
}

继之通过一多重加密替换操作,生成加密后_csrfToken,那个是传给浏览器的token.
先随机暴发CSSportageF_MASK_LENGTH(Yii2里暗中认同是五个人)长度的字符串 mask

对mask和token进行如下运算 str_replace('+', '.', base64_encode($mask . $this->xorTokens($token, $mask))); $this->xorTokens($arg1,$arg2) 是多个先补位异或运算

/**
 * Returns the XOR result of two strings.
 * If the two strings are of different lengths, the shorter one will be padded to the length of the longer one.
 * @param string $token1
 * @param string $token2
 * @return string the XOR result
 */
private function xorTokens($token1, $token2)
{
    $n1 = StringHelper::byteLength($token1);
    $n2 = StringHelper::byteLength($token2);
    if ($n1 > $n2) {
        $token2 = str_pad($token2, $n1, $token2);
    } elseif ($n1 < $n2) {
        $token1 = str_pad($token1, $n2, $n1 === 0 ? ' ' : $token1);
    }
    return $token1 ^ $token2;
}
public function getCsrfToken($regenerate = false)
{
    if ($this->_csrfToken === null || $regenerate) {
        if ($regenerate || ($token = $this->loadCsrfToken()) === null) {
            $token = $this->generateCsrfToken();
        }
        // the mask doesn't need to be very random
        $chars = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789_-.';
        $mask = substr(str_shuffle(str_repeat($chars, 5)), 0, static::CSRF_MASK_LENGTH);
        // The + sign may be decoded as blank space later, which will fail the validation
        $this->_csrfToken = str_replace('+', '.', base64_encode($mask . $this->xorTokens($token, $mask)));
    }

    return $this->_csrfToken;
}

验证token

在controller.php里调用request.php里的validateCsrfToken方法

/**
 * @inheritdoc
 */
public function beforeAction($action)
{
    if (parent::beforeAction($action)) {
        if ($this->enableCsrfValidation && Yii::$app->getErrorHandler()->exception === null && !Yii::$app->getRequest()->validateCsrfToken()) {
            throw new BadRequestHttpException(Yii::t('yii', 'Unable to verify your data submission.'));
        }
        return true;
    }

    return false;
}
public function validateCsrfToken($token = null)
{
    $method = $this->getMethod();
    if (!$this->enableCsrfValidation || in_array($method, ['GET', 'HEAD', 'OPTIONS'], true)) {
        return true;
    }

    $trueToken = $this->loadCsrfToken();//如果开启了enableCsrfCookie,CsrfToken就从cookie里取,否者从session里取(更安全)

    if ($token !== null) {
        return $this->validateCsrfTokenInternal($token, $trueToken);
    } else {
        return $this->validateCsrfTokenInternal($this->getBodyParam($this->csrfParam), $trueToken)
            || $this->validateCsrfTokenInternal($this->getCsrfTokenFromHeader(), $trueToken);
    }
}

获取客户端传入

$this->getBodyParam($this->csrfParam)

然后是validateCsrfTokenInternal

private function validateCsrfTokenInternal($token, $trueToken)
{
    if (!is_string($token)) {
        return false;
    }
    $token = base64_decode(str_replace('.', '+', $token));
    $n = StringHelper::byteLength($token);
    if ($n <= static::CSRF_MASK_LENGTH) {
        return false;
    }
    $mask = StringHelper::byteSubstr($token, 0, static::CSRF_MASK_LENGTH);
    $token = StringHelper::byteSubstr($token, static::CSRF_MASK_LENGTH, $n - static::CSRF_MASK_LENGTH);
    $token = $this->xorTokens($mask, $token);

    return $token === $trueToken;
}

加密时用的是 str_replace('+', '.', base64_encode(mask.mask.this->xorTokens(token,token,mask))); 解密
1.第贰要把.替换到+ 2.然后base64_decode 再
依照长度分别取出mask和mask和this->xorTokens(token,token,mask) ;
为了验证方便 this−>xorTokens(this−>xorTokens(token, $mask)
那里名为 token1 然后 举行mask和token1的异或运算,即得token
注目的在于加密时

token1=token^mask

所以 解密时

token=mask^token1=mask^(token^mask)

3.token缓存的化解方案

当页面全部被缓存后,token也被缓存导致验证失败,一种普遍的化解思路是每一趟提交前重复赢得token,那样就足以由此验证了。

附录:

str_pad(),该函数再次来到 input
被从左端、右端大概同时两端被填充到制定长度后的结果。假诺可选的
pad_string 参数没有被内定,input 将被空格字符填充,否则它将被
pad_string 填充到内定长度;

str_shuffle() 函数打乱壹个字符串,使用别的一种大概的排序方案。

因为yii2 csrf的阐明的加解密
涉及到异或运算

故而必要先添补php里字符串异或运算的连带知识,不需求的可以跳过

^异或运算 不雷同重回1 否者重临 0
在PHP语言中,平日用来做加密的运算,解密也一贯用^就行 字符串运算时
利用字符的ascii码转换为2进制来运算 单个字符运算

1.对此单个字符和单个字符的
直接计算其结果即可 比如表里的a^b

2.对于长度一样的三个字符串 如表里的ab^cd
统计a^c对应的结果和和b^d对应的结果 对应的字符连接起来

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