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深入淺析同源策略和跨域訪問

 更新時(shí)間：2015年11月26日 15:31:38   投稿：mrr  
同源策略（Same origin policy）是一種約定，它是瀏覽器最核心也最基本的安全功能，如果缺少了同源策略，則瀏覽器的正常功能可能都會(huì)受到影響?？梢哉fWeb是構(gòu)建在同源策略基礎(chǔ)之上的，瀏覽器只是針對同源策略的一種實(shí)現(xiàn)

1. 什么是同源策略 

    理解跨域首先必須要了解同源策略。同源策略是瀏覽器上為安全性考慮實(shí)施的非常重要的安全策略。

    何謂同源:

        URL由協(xié)議、域名、端口和路徑組成，如果兩個(gè)URL的協(xié)議、域名和端口相同，則表示他們同源。

   同源策略:

        瀏覽器的同源策略，限制了來自不同源的"document"或腳本，對當(dāng)前"document"讀取或設(shè)置某些屬性。 （白帽子講web安全[1]）

        從一個(gè)域上加載的腳本不允許訪問另外一個(gè)域的文檔屬性。

    舉個(gè)例子：

        比如一個(gè)惡意網(wǎng)站的頁面通過iframe嵌入了銀行的登錄頁面（二者不同源），如果沒有同源限制，惡意網(wǎng)頁上的javascript腳本就可以在用戶登錄銀行的時(shí)候獲取用戶名和密碼。

    在瀏覽器中，<script>、<img>、<iframe>、<link>等標(biāo)簽都可以加載跨域資源，而不受同源限制，但瀏覽器限制了JavaScript的權(quán)限使其不能讀、寫加載的內(nèi)容。

    另外同源策略只對網(wǎng)頁的HTML文檔做了限制，對加載的其他靜態(tài)資源如javascript、css、圖片等仍然認(rèn)為屬于同源。

    代碼示例（http://localhost:8080/和http://localhost:8081由于端口不同而不同源）：

http://localhost:8080/test.html 
    <html> 
      <head><title>test same origin policy</title></head> 
      <body> 
        <iframe id="test" src="http://localhost:8081/test2.html"></iframe> 
        <script type="text/javascript"> 
          document.getElementById("test").contentDocument.body.innerHTML = "write somthing"; 
        </script> 
      </body> 
    </html> 
http://localhost:8081/test2.html 
    <html> 
      <head><title>test same origin policy</title></head> 
      <body> 
        Testing. 
      </body> 
    </html>

    在Firefox中會(huì)得到如下錯(cuò)誤：

        Error: Permission denied to access property 'body'

    Document對象的domain屬性存放著裝載文檔的服務(wù)器的主機(jī)名，可以設(shè)置它。
    例如來自"blog.csdn.net"和來自"bbs.csdn.net"的頁面，都將document.domain設(shè)置為"csdn.net"，則來自兩個(gè)子域名的腳本即可相互訪問。
    出于安全的考慮，不能設(shè)置為其他主domain，比如http://www.csdn.net/不能設(shè)置為sina.com

2. Ajax跨域

    Ajax (XMLHttpRequest)請求受到同源策略的限制。

    Ajax通過XMLHttpRequest能夠與遠(yuǎn)程的服務(wù)器進(jìn)行信息交互，另外XMLHttpRequest是一個(gè)純粹的Javascript對象，這樣的交互過程，是在后臺(tái)進(jìn)行的，用戶不易察覺。

    因此，XMLHTTP實(shí)際上已經(jīng)突破了原有的Javascript的安全限制。

    舉個(gè)例子：

        假設(shè)某網(wǎng)站引用了其它站點(diǎn)的javascript，這個(gè)站點(diǎn)被compromise并在javascript中加入獲取用戶輸入并通過ajax提交給其他站點(diǎn)，這樣就可以源源不斷收集信息。

        或者某網(wǎng)站因?yàn)榇嬖诼┒磳?dǎo)致XSS注入了javascript腳本，這個(gè)腳本就可以通過ajax獲取用戶信息并通過ajax提交給其他站點(diǎn)，這樣就可以源源不斷收集信息。

   如果我們又想利用XMLHTTP的無刷新異步交互能力，又不愿意公然突破Javascript的安全策略，可以選擇的方案就是給XMLHTTP加上嚴(yán)格的同源限制。

   這樣的安全策略，很類似于Applet的安全策略。IFrame的限制還僅僅是不能訪問跨域HTMLDOM中的數(shù)據(jù)，而XMLHTTP則根本上限制了跨域請求的提交。（實(shí)際上下面提到了CORS已經(jīng)放寬了限制）

   隨著Ajax技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的發(fā)展，對跨域的要求也越來越強(qiáng)烈。下面介紹Ajax的跨域技術(shù)。   

2.1 JSONP

    JSONP技術(shù)實(shí)際和Ajax沒有關(guān)系。我們知道<script>標(biāo)簽可以加載跨域的javascript腳本，并且被加載的腳本和當(dāng)前文檔屬于同一個(gè)域。因此在文檔中可以調(diào)用/訪問腳本中的數(shù)據(jù)和函數(shù)。如果javascript腳本中的數(shù)據(jù)是動(dòng)態(tài)生成的，那么只要在文檔中動(dòng)態(tài)創(chuàng)建<script>標(biāo)簽就可以實(shí)現(xiàn)和服務(wù)端的數(shù)據(jù)交互。

    JSONP就是利用<script>標(biāo)簽的跨域能力實(shí)現(xiàn)跨域數(shù)據(jù)的訪問，請求動(dòng)態(tài)生成的JavaScript腳本同時(shí)帶一個(gè)callback函數(shù)名作為參數(shù)。其中callback函數(shù)本地文檔的JavaScript函數(shù)，服務(wù)器端動(dòng)態(tài)生成的腳本會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，并在代碼中以產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為參數(shù)調(diào)用callback函數(shù)。當(dāng)這段腳本加載到本地文檔時(shí)，callback函數(shù)就被調(diào)用。

    第一個(gè)站點(diǎn)的測試頁面（http://localhost:8080/test.html）： 

<script src="http://localhost:8081/test_data.js"> 
  <script> 
    function test_handler(data) { 
      console.log(data); 
    } 
</script>

    服務(wù)器端的Javascript腳本（http://localhost:8081/test_data.js）：

test_handler('{"data": "something"}');

    為了動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)JSONP請求，可以使用Javascript動(dòng)態(tài)插入<script>標(biāo)簽：

<script type="text/javascript"> 
    // this shows dynamic script insertion 
    var script = document.createElement('script'); 
    script.setAttribute('src', url); 
    // load the script 
    document.getElementsByTagName('head')[0].appendChild(script);  
</script>

        JSONP協(xié)議封裝了上述步驟，jQuery中統(tǒng)一是現(xiàn)在AJAX中(其中data type為JSONP)：
    http://localhost:8080/test?callback=test_handler

    為了支持JSONP協(xié)議，服務(wù)器端必須提供特別的支持[2]，另外JSONP只支持GET請求。

2.2 Proxy

    使用代理方式跨域更加直接，因?yàn)镾OP的限制是瀏覽器實(shí)現(xiàn)的。如果請求不是從瀏覽器發(fā)起的，就不存在跨域問題了。

    使用本方法跨域步驟如下：

    1. 把訪問其它域的請求替換為本域的請求

    2. 本域的請求是服務(wù)器端的動(dòng)態(tài)腳本負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)際的請求
    各種服務(wù)器的Reverse Proxy功能都可以非常方便的實(shí)現(xiàn)請求的轉(zhuǎn)發(fā)，如Apache httpd + mod_proxy。

    Eg.

    為了通過Ajax從http://localhost:8080訪問http://localhost:8081/api，可以將請求發(fā)往http://localhost:8080/api。

    然后利用Apache Web服務(wù)器的Reverse Proxy功能做如下配置：

        ProxyPass /api http://localhost:8081/api

2.3 CORS

2.3.1 Cross origin resource sharing

       “Cross-origin resource sharing (CORS) is a mechanism that allows a web page to make XMLHttpRequests to another domain. Such "cross-domain" requests would otherwise be forbidden by web browsers, per the same origin security policy. CORS defines a way in which the browser and the server can interact to determine whether or not to allow the cross-origin request. It is more powerful than only allowing same-origin requests, but it is more secure than simply allowing all such cross-origin requests.” ----Wikipedia[3]

   通過在HTTP Header中加入擴(kuò)展字段，服務(wù)器在相應(yīng)網(wǎng)頁頭部加入字段表示允許訪問的domain和HTTP method，客戶端檢查自己的域是否在允許列表中，決定是否處理響應(yīng)。

   實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是JavaScript不能夠操作HTTP Header。某些瀏覽器插件實(shí)際上是具有這個(gè)能力的。

   服務(wù)器端在HTTP的響應(yīng)頭中加入（頁面層次的控制模式）：

   Access-Control-Allow-Origin: example.com
   Access-Control-Request-Method: GET, POST
   Access-Control-Allow-Headers: Content-Type, Authorization, Accept, Range, Origin
   Access-Control-Expose-Headers: Content-Range
   Access-Control-Max-Age: 3600

   多個(gè)域名之間用逗號(hào)分隔，表示對所示域名提供跨域訪問權(quán)限。"*"表示允許所有域名的跨域訪問。

   客戶端可以有兩種行為：

   1. 發(fā)送OPTIONS請求，請求Access-Control信息。如果自己的域名在允許的訪問列表中，則發(fā)送真正的請求，否則放棄請求發(fā)送。

   2. 直接發(fā)送請求，然后檢查response的Access-Control信息，如果自己的域名在允許的訪問列表中，則讀取response body，否則放棄。

   本質(zhì)上服務(wù)端的response內(nèi)容已經(jīng)到達(dá)本地，JavaScript決定是否要去讀取。

  Support: [Javascript Web Applications]
  * IE >= 8 (需要安裝caveat)
  * Firefox >= 3
  * Safari 完全支持
  * Chrome 完全支持
  * Opera 不支持

 2.3.2 測試

   測試頁面http://localhost:8080/test3.html使用jquery發(fā)送Ajax請求。

<html> 
    <head><title>testing cross sop</title></head> 
    <body> 
      Testing. 
      <script src="jquery-2.0.0.min.js"></script> 
      <script type='text/javascript'> 
        $.ajax({ 
          url: 'http://localhost:8000/hello', 
          success: function(data) { 
            alert(data); 
          }, 
          error: function() { 
            alert('error'); 
          } 
        }); 
      </script> 
    </body> 
</html>

    測試Restful API(http://localhost:8000/hello/{name})使用bottle.py來host。

  from bottle import route, run, response
  @route('/hello')
  def index():
    return 'Hello World.'
  run(host='localhost', port=8000)

    測試1：

        測試正常的跨域請求的行為。

    測試結(jié)果：

        1. 跨域GET請求已經(jīng)發(fā)出，請求header中帶有
            Origin    http://localhost:8080
        2. 服務(wù)器端正確給出response
        3. Javascript拒絕讀取數(shù)據(jù)，在firebug中發(fā)現(xiàn)reponse為空，并且觸發(fā)error回調(diào)

    測試2：

        測試支持CORS的服務(wù)器的跨域請求行為。
        對Restful API做如下改動(dòng)，在response中加入header：
             def index():
                #Add CORS header#
                response.set_header("Access-Control-Allow-Origin", "http://localhost:8080")
                return 'Hello World.'
  

  測試結(jié)果：

        1. 跨域GET請求已經(jīng)發(fā)出，請求header中帶有
            Origin    http://localhost:8080
        2. 服務(wù)器端正確給出response
        3. 客戶端正常獲取數(shù)據(jù)

    測試3：

        測試OPTIONS請求獲取CORS信息。
        對客戶端的Ajax請求增加header：       

$.ajax({ 
     url: 'http://localhost:8000/hello', 
     headers: {'Content-Type': 'text/html'}, 
     success: function(data) { 
       alert(data); 
     }, 
     error: function() { 
       alert('error'); 
     } 
   });

        對Restful API做如下改動(dòng)：

   @route('/hello', method = ['OPTIONS', 'GET'])
      def index():
        if request.method == 'OPTIONS':
          return ''
        return 'Hello World.'

    測試結(jié)果：

    1. Ajax函數(shù)會(huì)首先發(fā)送OPTIONS請求
    2. 針對OPTIONS請求服務(wù)器
    3. 客戶端發(fā)現(xiàn)沒有CORS header后不會(huì)發(fā)送GET請求

    測試4：

        增加服務(wù)器端對OPTIONS方法的處理。
        對Restful API做如下改動(dòng)：

 @route('/hello', method = ['OPTIONS', 'GET'])
      def index():
        response.headers['Access-Control-Allow-Origin'] = 'http://localhost:8080'
        response.headers['Access-Control-Allow-Methods'] = 'GET, OPTIONS'
        response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] = 'Origin, Accept, Content-Type'
        if request.method == 'OPTIONS':
          return ''
        return 'Hello World.'

    測試結(jié)果：

        1. Ajax函數(shù)會(huì)首先發(fā)送OPTIONS請求
        2. 針對OPTIONS請求服務(wù)器
        3. 客戶端匹配CORS header中的allow headers and orgin后會(huì)正確發(fā)送GET請求并獲取結(jié)果

      測試發(fā)現(xiàn)，Access-Control-Allow-Headers是必須的。

   CORS協(xié)議提升了Ajax的跨域能力，但也增加了風(fēng)險(xiǎn)。一旦網(wǎng)站被注入腳本或XSS攻擊，將非常方便的獲取用戶信息并悄悄傳遞出去。

4. Cookie 同源策略

    Cookie中的同源只關(guān)注域名，忽略協(xié)議和端口。所以https://localhost:8080/和http://localhost:8081/的Cookie是共享的。

5. Flash/SilverLight跨域

    瀏覽器的各種插件也存在跨域需求。通常是通過在服務(wù)器配置crossdomain.xml[4]，設(shè)置本服務(wù)允許哪些域名的跨域訪問。
    客戶端會(huì)首先請求此文件，如果發(fā)現(xiàn)自己的域名在訪問列表里，就發(fā)起真正的請求，否則不發(fā)送請求。

 <?xml version="1.0"?>
      <!DOCTYPE cross-domain-policy SYSTEM "http://www.macromedia.com/xml/dtds/cross-domain-policy.dtd">
      <cross-domain-policy>
      <allow-access-from domain="*"/>
      <allow-http-request-headers-from domain="*" headers="*"/>
    </cross-domain-policy>

    通常crossdomain.xml放置在網(wǎng)站根目錄。

6. 總結(jié) 

    互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展催生了跨域訪問的需求，各種跨域方法和協(xié)議滿足了需求但也增加了各種風(fēng)險(xiǎn)。尤其是XSS和CSRF等攻擊的盛行也得益于此。

    了解這些技術(shù)背景有助于在實(shí)際項(xiàng)目中熟練應(yīng)用并規(guī)避各種安全風(fēng)險(xiǎn)。

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