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Web應用安全性:瀏覽器是如何工作的

 這里先解釋瀏覽器的功能以及執(zhí)行方式。由于大多數(shù)客戶將通過瀏覽器與 web 應用程序進行交互，因此必須了解這些出色程序的基礎知識。

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瀏覽器是一個渲染引擎，它的工作是下載一個web頁面，并以人類能夠理解的方式渲染它。

雖然這幾乎是一種過于簡單的過分簡化，但我們現(xiàn)在需要知道的全部內容。

  •  用戶在瀏覽器欄中輸入一個地址。
  •  瀏覽器從該 URL 下載“文檔”并渲染它。

你可能習慣使用 Chrome，F(xiàn)irefox，Edge或Safari等流行的瀏覽器之一，但這并不意味著沒有不同的瀏覽器。

例如，lynx 是一種輕量級的、基于文本的瀏覽器，可以在命令行中工作。lynx 的核心原理與其他“主流”瀏覽器的原理完全相同。用戶輸入 web 地址(URL)，瀏覽器獲取文檔并呈現(xiàn)它——僅有的區(qū)別是 lynx 不使用可視化渲染引擎，而是使用基于文本的界面，這使得像谷歌這樣的網站看起來像這樣:

我們大致了解瀏覽器的功能，但是讓我們仔細看看這些機智的應用程序為我們所做的步驟。

瀏覽器做了什么?

長話短說，瀏覽器的工作主要包括:

  •  DNS 解析
  •  HTTP 交換
  •  渲染
  •  重復以下步驟

DNS 解析

這個過程確保一旦用戶輸入 URL，瀏覽器就知道它必須連接到哪個服務器。瀏覽器聯(lián)系 DNS 服務器，發(fā)現(xiàn)google.com 翻譯成 216.58.207.110，這是一個瀏覽器可以連接的 IP 地址。

HTTP 交換

一旦瀏覽器確定了哪個服務器將為我們的請求提供服務，它將啟動與它的 TCP 連接并開始 HTTP 交換。 這只是瀏覽器與服務器通信所需內容以及服務器回復的一種方式。

HTTP 只是用于在 Web 上進行通信協(xié)議的名稱，而瀏覽器一般通過 HTTP 與服務器進行通信。 HTTP 交換涉及客戶端（我們的瀏覽器）發(fā)送請求，服務器回復響應。

例如，當瀏覽器成功連接到 google.com 背后的服務器后，它將發(fā)送一個如下所示的請求: 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. GET / HTTP/1.1  
    2. 
  
  
  
  
  2. Host: google.com  
    3. 
  
  
  
  
  3. Accept: */* 
    4.

讓我們一行一行地把請求分解:

  •  GET / HTTP/1.1:在第一行中，并補充說其余請求將遵循 HTTP/1.1 協(xié)議（它也可以使用1.0或2）
  •  Host: google.com：這是 HTTP/1.1 中必須的 HTTP 報頭。因為服務器可能服務多個域(google.com, google.co.uk) 。這里的客戶端提到請求是針對特定的主機的。
  •  Accept: */*：一個可選的標頭，其中瀏覽器告訴服務器接受任何類型的響應。服務器可以擁有 JSON、XM L或HTML 格式的可用資源，因此它可以選擇自己喜歡的格式。

作為客戶端的瀏覽器發(fā)送請求之后，就輪到服務器進行響應了，這是響應的格式如下: 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. HTTP/1.1 200 OK  
    2. 
  
  
  
  
  2. Cache-Control: private, max-age=0  
    3. 
  
  
  
  
  3. Content-Type: text/html; charset=ISO-8859-1  
    4. 
  
  
  
  
  4. Server: gws  
    5. 
  
  
  
  
  5. X-XSS-Protection: 1; mode=block  
    6. 
  
  
  
  
  6. X-Frame-Options: SAMEORIGIN  
    7. 
  
  
  
  
  7. Set-Cookie: NID=1234; expires=Fri, 18-Jan-2019 18:25:04 GMT; path=/; domain=.google.com; HttpOnly  
    8. 
  
  
  
  
  8.   
    9. 
  
  
  
  
  9. ...  
    10. 
  
  
  
  
  10. ...  
    11. 
  
  
  
  
  11.  
    12.

哇，有很多信息需要消化。服務器讓我們知道請求是成功的(200 OK)，并向響應中添加一些頭部信息，例如，它告知哪個服務器處理了我們的請求(Server:gws)，該響應的 X-XSS-Protection 策略是什么，等等。

現(xiàn)在，你不需要理解響應中的每一行，在本系列后面的文章中，我們將介紹 HTTP 協(xié)議及其頭部等內容。

現(xiàn)在，你只需要了解客戶端和服務器正在交換信息，并且它們是通過 HTTP 進行交換的。

渲染 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1.   
    2. 
  
  
  
  
  2. ...  
    3. 
  
  
  
  
  3. ...  
    4. 
  
  
  
  
  4.  
    5.

在響應的主體中，服務器根據 Content-Type 頭包括響應類型來表示。 在我們的例子中，內容類型設置為 text/ html，因此我們期待響應中的 HTML 標記 - 這正是我們在正文中找到的。

這才是瀏覽器真正的亮點所在。它解析 HTML，加載標記中包含的額外資源(例如，可能需要獲取JavaScript文件或CSS文檔)，并盡快將它們呈現(xiàn)給用戶。

最終的結果是普通人能夠理解的：

如果想要更詳細地了解當我們在瀏覽器地址欄中按回車鍵時會發(fā)生什么，建議閱讀“What happens when…”，這是一個非常精細的嘗試來解釋該過程背后的機制。

由于這是一個關注安全性的系列文章，從剛剛了解到的內容可以提到提示:攻擊者可以輕松地利用 HTTP 交換和渲染部分中的漏洞謀生。漏洞和惡意用戶也潛伏在其他地方，但是這些級別上更好的安全方法已經允許你在改進安全性方面取得進展。

供應商

4 個非常流行的瀏覽器屬于不同的公司:

  •  谷歌的 Chrome
  •  Mozilla 的火狐
  •  蘋果的 Safari
  •  微軟的 Edge

除了為了增加市場滲透率而相互競爭之外，供應商也為了提高 web 標準而相互合作，這是對瀏覽器的一種非常低的要求。

W3C是標準開發(fā)的主體，但是瀏覽器開發(fā)自己的特性并最終成為 web 標準的情況并不少見，安全性也不例外。

例如，Chrome 51 引入了 SameSite cookie，該功能允許 Web 應用程序擺脫稱為 CSRF 的特定類型的漏洞（稍后將詳細介紹）。其他供應商認為這是一個好主意，并紛紛效仿，導致 SameSite 成為 web 標準:到目前為止，Safari 是僅有的沒有 SameSite cookie 支持的主流瀏覽器。

這告訴我們兩件事:

  •  Safari似乎并不關心用戶的安全性（開玩笑：Safari 12中將提供SameSite cookie，這可能在你閱讀本文時已經發(fā)布）
  •  修補一個瀏覽器上的漏洞并不意味著所有用戶都是安全的

第一點是對 Safari 的一次嘗試(正如我提到的，開玩笑的!)，而第二點非常重要。在開發(fā)web應用程序時，我們不僅需要確保它們在不同的瀏覽器中看起來是相同的，還需要確保我們的用戶在不同的平臺上受到相同的保護。

你的網絡安全策略應根據瀏覽器供應商允許我們執(zhí)行的操作而有所不同。 如今，大多數(shù)瀏覽器都支持相同的功能集，并且很少偏離其常見的路線圖，但是上面的實例仍然會發(fā)生，這是我們在定義安全策略時需要考慮的事情。

在我們的例子中，如果我們決定只通過 SameSite cookie 來減輕 CSRF 攻擊，那么我們應該意識到我們正在將 Safari 用戶置于危險之中。我們的用戶也應該知道這一點。

然后，你應該記住,你可以決定是否支持瀏覽器版本:支持每一個瀏覽器版本將是不切實際的(想想 Internet Explorer 6)。雖然確保最近幾個版本的主流瀏覽器的支持通常是一個好的決定，但是如果你不打算在特定的平臺上提供保護，一般建議讓你的用戶知道。

專業(yè)提示:你不應該鼓勵你的用戶使用過時的瀏覽器，或積極支持他們。盡管你可能已經采取了所有必要的預防措施，但是其他web開發(fā)人員可能沒有。鼓勵用戶使用主流瀏覽器支持的新版本。

供應商還是標準bug?

普通用戶通過第三方客戶端（瀏覽器）訪問我們的應用程序這一事實增加了另一層次的間接性：瀏覽器本身可能存在安全漏洞?！?/p>

供應商通常會向能夠發(fā)現(xiàn)瀏覽器自身漏洞的安全研究人員提供獎勵(即 bug獎金)。這些bug與你的實現(xiàn)無關，而是與瀏覽器本身處理安全性的方式有關。

例如，Chrome 獎勵計劃可讓安全工程師與 Chrome 安全團隊聯(lián)系，報告他們發(fā)現(xiàn)的漏洞。 如果確認了這些漏洞，則會發(fā)布補丁，通常會向公眾發(fā)布安全建議通知，研究人員會從該計劃中獲得（通常是財務上的）獎勵。

像谷歌這樣的公司在他們的Bug賞金項目中投入了相對較多的資金，這使得他們能夠通過承諾在發(fā)現(xiàn)應用程序的任何問題時獲得經濟利益來吸引研究人員。

在一個漏洞賞金計劃中，每個人都是贏家:供應商設法提高其軟件的安全能力，研究人員也因此獲得報酬。我們將在后面討論這些程序，因為我相信Bug賞金計劃應該在安全領域有自己的一節(jié)。

Jake Archibald 是谷歌的一名開發(fā)人員，他最近發(fā)現(xiàn)了一個影響多個瀏覽器的漏洞。他在一篇有趣的博客文章中記錄了他的努力，他如何接觸不同的供應商，以及他們的反應，建議你閱讀 這篇文章。

開發(fā)人員的瀏覽器

到目前為止，我們應該理解一個非常簡單但相當重要的概念：瀏覽器只是為普通網絡沖浪者構建的 HTTP 客戶端。

它們肯定比平臺的純HTTP客戶端更強大(例如，考慮NodeJS的require(‘HTTP’))，但歸根結底，它們“只是”更簡單的 HTTP客戶端的自然演化。

作為開發(fā)人員，我們選擇的HTTP客戶機可能是 Daniel Stenberg 的 cURL，他是 web 開發(fā)人員每天使用的十分流行的軟件程序之一。它允許我們通過從命令行發(fā)送 HTTP 請求來實時執(zhí)行 HTTP 交換: 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. $ curl -I localhost:8080  
    2. 
  
  
  
  
  2. HTTP/1.1 200 OK  
    3. 
  
  
  
  
  3. server: ecstatic-2.2.1  
    4. 
  
  
  
  
  4. Content-Type: text/html  
    5. 
  
  
  
  
  5. etag: "23724049-4096-"2018-07-20T11:20:35.526Z""  
    6. 
  
  
  
  
  6. last-modified: Fri, 20 Jul 2018 11:20:35 GMT  
    7. 
  
  
  
  
  7. cache-control: max-age=3600  
    8. 
  
  
  
  
  8. Date: Fri, 20 Jul 2018 11:21:02 GMT  
    9. 
  
  
  
  
  9. Connection: keep-alive 
    10.

在上面的示例中，我們在 localhost:8080/ 上請求了文檔，本地服務器成功響應。

在這里，我們沒有將響應的主體顯示在命令行，而是使用了 -I 標志，它告訴 cURL 我們只對響應頭感興趣。更進一步，我們可以指示 cURL 顯示更多的信息，包括它執(zhí)行的實際請求，以便更好地查看整個HTTP交換。需要使用的選項是-v(詳細): 

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. $ curl -I -v localhost:8080  
    2. 
  
  
  
  
  2. * Rebuilt URL to: localhost:8080/  
    3. 
  
  
  
  
  3. *   Trying 127.0.0.1...  
    4. 
  
  
  
  
  4. * Connected to localhost (127.0.0.1) port 8080 (#0)  
    5. 
  
  
  
  
  5. > HEAD / HTTP/1.1  
    6. 
  
  
  
  
  6. > Host: localhost:8080  
    7. 
  
  
  
  
  7. > User-Agent: curl/7.47.0  
    8. 
  
  
  
  
  8. > Accept: */*  
    9. 
  
  
  
  
  9. >  
    10. 
  
  
  
  
  10. < HTTP/1.1 200 OK  
    11. 
  
  
  
  
  11. HTTP/1.1 200 OK  
    12. 
  
  
  
  
  12. < server: ecstatic-2.2.1  
    13. 
  
  
  
  
  13. server: ecstatic-2.2.1  
    14. 
  
  
  
  
  14. < Content-Type: text/html  
    15. 
  
  
  
  
  15. Content-Type: text/html  
    16. 
  
  
  
  
  16. < etag: "23724049-4096-"2018-07-20T11:20:35.526Z""  
    17. 
  
  
  
  
  17. etag: "23724049-4096-"2018-07-20T11:20:35.526Z""  
    18. 
  
  
  
  
  18. < last-modified: Fri, 20 Jul 2018 11:20:35 GMT  
    19. 
  
  
  
  
  19. last-modified: Fri, 20 Jul 2018 11:20:35 GMT  
    20. 
  
  
  
  
  20. < cache-control: max-age=3600  
    21. 
  
  
  
  
  21. cache-control: max-age=3600  
    22. 
  
  
  
  
  22. < Date: Fri, 20 Jul 2018 11:25:55 GMT  
    23. 
  
  
  
  
  23. Date: Fri, 20 Jul 2018 11:25:55 GMT  
    24. 
  
  
  
  
  24. < Connection: keep-alive  
    25. 
  
  
  
  
  25. Connection: keep-alive  
    26. 
  
  
  
  
  26. <  
    27. 
  
  
  
  
  27. * Connection #0 to host localhost left intact 
    28.

主流瀏覽器通過它們的 DevTools 可以獲得幾乎相同的信息。

正如我們所見，瀏覽器只不過是精心設計的HTTP客戶端。 當然，他們添加了大量的功能（想到憑據管理，書簽，歷史等），但事實是，它們是作為人類的 HTTP 客戶端而誕生的。 這很重要，因為在大多數(shù)情況下，不需要使用瀏覽器來測試Web應用程序的安全性，因為你可以簡單的通過 curl 命令來查看響應信息。

進入 HTTP 協(xié)議

正如我們所提到的，HTTP交換和渲染階段是我們主要要涉及的階段，因為它們?yōu)閻阂庥脩籼峁┝舜髷?shù)量的攻擊媒介。

在下一篇文章中，我們將深入研究HTTP協(xié)議，并嘗試了解為了保護HTTP交換，我們應該采取哪些措施。


新聞名稱：Web應用安全性:瀏覽器是如何工作的
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