XSS跨站攻擊原理與調查方法研究
2017-10-13 13:55:58孫羽壯
網絡安全技術與應用 2017年6期
關鍵詞：用戶
◆黃 波 孫羽壯
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XSS跨站攻擊原理與調查方法研究
◆黃 波 孫羽壯
（遼寧警察學院 遼寧 116036）
現代Web開發技術誕生及廣泛應用，基于Web安全漏洞的各種網絡攻擊成為網絡安全威脅之一。XSS跨站腳本攻擊已經算得上是除DDOS攻擊和SQL注入攻擊之外第三大Web攻擊。本文針對XSS跨站攻擊開展分析研究，首先介紹XSS跨站攻擊的特點、主要類型及攻擊原理，結合相關分析闡述了XSS跨站攻擊的廣泛性及其危害性，總結經典XSS跨站腳本攻擊案例；再通過實驗室虛擬環境搭建模擬實現XSS跨站攻擊過程，分析XSS跨站攻擊遺留痕跡，結合公安工作中網絡犯罪偵查的業務需要，總結了XSS跨站攻擊的痕跡數據并闡述防御此攻擊的具體措施。
XSS；跨站攻擊；網絡安全；調查方法
0 引言
自從現代Web開發技術誕生以來,XSS跨站腳本攻擊以及基于Web的安全漏洞就一直圍繞在我們身邊。XSS攻擊占當今Web攻擊總數的12.75%,在所有報告的漏洞中,大約70%都是與XSS跨站腳本攻擊有關。幾乎90%的網站都至少會有一個XSS漏洞。除了DDOS(分布式拒絕服務)攻擊和SQL注入攻擊之外,XSS跨站腳本攻擊可以算得上是第三大Web攻擊了。在過去,類似Twitter、Facebook、YouTube,雅虎,MySpace或者Paypal等鼎鼎大名的網站都遭受過這種攻擊。
《2016年中國網站安全漏洞形式分析報告》中，跨站腳本攻擊（XSS）漏洞是2016年最為頻繁掃出的漏洞類型之一。如表1所述給出了被掃出次數最多的十大類典型網站安全漏洞：
表1 2016年被掃描出次數最多的十大類典型網站安全漏洞
如圖1所述給出了各類網站安全漏洞被掃出次數的比例分布情況。從表中可以看出，跨站腳本攻擊漏洞（16.0%）是占比最高的網站安全漏洞之一。
圖1 2016年網站漏洞類型分布
XSS跨站腳本攻擊對網絡安全有十分嚴重的危害。網絡空間已經成為海、陸、空、天之外的第五大空間，這個網絡空間的安全也是重要的國家資源，其需要有主權、安全保護。面對未來日益復雜的網絡環境，防治XSS跨站腳本攻擊是解決網絡安全的必要因素。
1 XSS跨站攻擊概述
要想成功防御XSS跨站腳本攻擊，就必須對XSS跨站腳本攻擊有全面具體的了解，知道XSS跨站腳本攻擊的類型及其攻擊原理，知己知彼方能百戰百勝。
1.1 XSS跨站攻擊的概述
XSS，全稱Cross SiteScript，翻譯為跨站腳本攻擊，是Web程序中普遍的漏洞，XSS屬于用于客戶端的被動式攻擊方式，所以危害性容易被忽視。攻擊者在Web頁面里插入惡意Script代碼，當用戶瀏覽該頁時，嵌入Web頁面里的惡意Script代碼就會被執行，從而達到惡意攻擊用戶的目的。
利用XSS跨站腳本攻擊可以進行網絡釣魚，盜取各類用戶帳號；竊取用戶Cookie信息，獲取用戶隱私信息或者利用用戶身份進一步操作網站；劫持用戶會話，執行任意操作；網頁掛馬；傳播跨站腳本蠕蟲等。由此可見，XSS跨站腳本攻擊方式十分靈活。
1.2 XSS跨站攻擊的主要類型
XSS跨站攻擊的主要類型有以下幾種：
1.2.1Stored XSS漏洞
如果有某個Web應用程序的功能是負責將用戶提交的數據存儲到數據庫中，然后在需要時將這個用戶提交的數據再從數據庫中提取出返回到網頁中，在這個過程中，如果用戶提交的數據中包含一個XSS攻擊代碼，一旦Web應用程序準備將這個攻擊語句作為用戶數據返回到網頁中，那么所有包含這個回顯信息的網頁將全部受到XSS漏洞的影響。Web應用程序過于相信用戶的數據，將其作為一個合法信息保存在數據庫中。這種因為存儲外部數據而引發的XSS漏洞稱為Web應用程序的Stored XSS漏洞，即存儲型XSS漏洞也稱為持久型XSS漏洞。
1.2.2Non-persistent XSS漏洞
當用戶訪問一個帶有XSS攻擊代碼的Web請求時，服務器端接收數據后處理，然后把帶有XSS攻擊代碼的數據發送到瀏覽器，瀏覽器解析這段帶有XSS攻擊代碼的數據后，最終造成XSS漏洞。這個過程就像一次反射，故稱為反射性XSS也稱為非持久型XSS。
1.2.3 DOM-Based XSS漏洞
DOM是Document Object Model（文檔對象模型）的縮寫。DOM是一種與瀏覽器、平臺、語言無關的接口，使得網頁開發者可以利用它來訪問頁面其他的標準組件。DOM給予Web設計師和開發者一個標準的方法，讓他們來訪問他們站點中的數據、腳本和表現層對象。
由于DOM有如此好的功能，大量的Web應用程序開發者在自己的程序中加入對DOM的支持，Web應用程序開發者這種濫用DOM的做法使得Web應用程序的安全也大大降低，DOM-Based XSS正是在這樣的環境下出現的漏洞。DOM-Based XSS漏洞與Stored XSS漏洞不同，因為它甚至不需要將XSS攻擊語句存入到數據庫中，直接在瀏覽器的地址欄中就可以讓Web應用程序發生跨站行為。對于大多數的Web應用程序來說，這種類型的XSS漏洞是最容易發現和利用的。
1.3 XSS跨站攻擊原理分析
XSS跨站腳本攻擊是攻擊者往Web頁面里插入惡意HTML標簽或者JavaScript代碼，當用戶瀏覽該頁或者進行某些操作時，攻擊者利用用戶對原網站的信任，誘騙用戶或瀏覽器執行一些不安全的操作或者向其它網站提交用戶的私密信息。例如：攻擊者在論壇中放一個看似安全的鏈接，騙取用戶點擊，竊取Cookie中的用戶私密信息；或者攻擊者在論壇中加一個惡意表單，當用戶提交表單的時候，卻把信息傳送到攻擊者的服務器中，而不是用戶原本以為信任的站點。
諸如此類，唯一能完全杜絕XSS跨站腳本攻擊的方法，就是禁用Script，IMG等，顯然這是不可能的，用戶需要豐富的頁面內容。當安全影響應用時我們往往選擇后者，因此XSS跨站腳本攻擊又熱門又很難避免。
2 XSS跨站攻擊的模擬實現
2.1 XSS跨站攻擊環境搭建
利用虛擬機模擬XSS攻擊環境，利于對攻擊過程及結果的分析，與網絡中的XSS攻擊一致。
（1）XSS跨站攻擊平臺搭建
在虛擬機中創建Windows server 2003虛擬機作為攻擊端，利用WampServer和xsser.me源代碼搭建XSS攻擊平臺。WampServer是一款Apache Web服務器、PHP解釋器以及MySQL數據庫的集成安裝環，利于模擬XSS攻擊平臺的搭建，如圖2所示。搭建XSS攻擊平臺目的是為了方便對攻擊后返回信息的獲取。
圖2 模擬的XSS攻擊平臺
（2）XSS跨站攻擊目標網站搭建
在虛擬機中創建Windows Server 2003虛擬機作為目標端，并利用IIS(Internet Information Servicer)互聯網信息服務功能部署留言板網站。如圖3所示，留言板的留言功能并未禁止Script代碼的執行，因而存在XSS跨站腳本攻擊的漏洞。
（3）XSS跨站攻擊過程實現
在攻擊端中注冊用戶并創建項目生成項目代碼，將XSS攻擊代碼插入留言板中發表，等待管理員審核留言。跨站攻擊代碼如圖4所示。
攻擊代碼為：
’”>。
圖3 目標留言板
圖4 XSS跨站攻擊代碼
是將留言結束，而網頁原來的結束留言代碼由于沒有了開始代碼則無任何作用，由于該代碼前為空，所以留言板中沒有任何內容。
’”>是插入標記證明代碼的執行，該攻擊代碼標記如圖5所示將在留言板輸入框后方顯示。
圖5 攻擊代碼標記
是XSS攻擊的核心，執行crs腳本，crs腳本是全部的項目代碼，作用是在網站管理員登錄網站后臺審核留言時，將網站后臺登錄網址以及網站管理員登錄后所產生的Cookie發送回XSS攻擊平臺中。
Cookie是網站在用戶瀏覽器中保存下來的一份個人信息，Cookie作用是用戶下次訪問該網站時就可以免于輸入用戶名或密碼。另外，用戶使用賬號登陸網站后，要靠Cookie來維持會話Session，以保持在線狀態，如果清空當前網站對應的所有Cookie數據，用戶將立即下線。因此Cookie相當于“網絡身份證”內存大量個人信息，如果沒有Cookie，許多網站都登陸不上去。再比如，當用戶訪問某網站時，在不登陸的狀態下，可以直接進行登錄后的操作，其原理也是基于Cookie來記錄用戶的數據，只要不清除Cookie，下次再打開該網站時，操作結果依然存在。
圖6所示為XSS跨站攻擊過程中接收的返回信息在瀏覽器中登錄網站管理后臺，利用瀏覽器插件edit thiscookie修改Cookie，登錄網站后臺。
圖6 XSS攻擊返回信息
3 XSS跨站攻擊調查追蹤及防御
3.1 XSS跨站攻擊抓包分析
在XSS跨站攻擊時，利用Wireshark進行抓包分析，對抓取到的數據讀取。在抓到的數據包中可以看到攻擊代碼的發送，以及cookie的抓取。在圖7中可以看到XSS跨站攻擊代碼的發送，以及Cookie的明文抓取。
圖7 XSS攻擊代碼的發送及Cookie的抓取
3.2 XSS跨站攻擊本地分析
在攻擊的留言平臺源文件中可以看到所使用的攻擊代碼。
正常留言的情況下，留言的內容會在圖8選中的代碼中展現，由于插入攻擊代碼’”>，前方的將源文件中的