界: Input Validation and Representation

输入验证与表示问题是由元字符、交替编码和数字表示引起的。安全问题源于信任输入。这些问题包括:“Buffer Overflows”、“Cross-Site Scripting”攻击、“SQL Injection”等其他问题。

Cross-Site Scripting: DOM

Abstract
向一个 Web 浏览器发送未经验证的数据会导致该浏览器执行恶意代码。
Explanation
Cross-Site Scripting (XSS) 漏洞在以下情况下发生:

1. 数据通过一个不可信赖的数据源进入 Web 应用程序。对于基于 DOM 的 XSS,将从 URL 参数或浏览器中的其他值读取数据,并使用客户端代码将其重新写入该页面。对于 Reflected XSS,不可信赖的数据源通常为 Web 请求,而对于 Persisted(也称为 Stored)XSS,该数据源通常为数据库或其他后端数据存储。


2.未经验证但包含在动态内容中的数据将传送给 Web 用户。对于基于 DOM 的 XSS,任何时候当受害人的浏览器解析 HTML 页面时,恶意内容都将作为 DOM(文档对象模型)创建的一部分执行。

传送到 Web 浏览器的恶意内容通常采用 JavaScript 片段的形式,但也可能会包含一些 HTML、Flash 或者其他任意一种可以被浏览器执行的代码。基于 XSS 的攻击手段花样百出,几乎是无穷无尽的,但通常它们都会包含传输给攻击者的私有数据(如 Cookie 或者其他会话信息)。在攻击者的控制下,指引受害者进入恶意的网络内容;或者利用易受攻击的站点,对用户的机器进行其他恶意操作。

示例:下面的 JavaScript 代码片段可从 HTTP 请求中读取雇员 ID eid,并将其显示给用户。


String queryString = Window.Location.getQueryString();
int pos = queryString.indexOf("eid=")+4;
HTML output = new HTML();
output.setHTML(queryString.substring(pos, queryString.length()));


如果 eid 只包含标准的字母或数字文本,这个例子中的代码就能正确运行。如果 eid 中的某个值包含元字符或源代码,则 Web 浏览器就会在显示 HTTP 响应时执行该代码。

起初,这个例子似乎是不会轻易遭受攻击的。毕竟,有谁会输入导致恶意代码在自己电脑上运行的 URL 呢?真正的危险在于攻击者会创建恶意的 URL,然后采用电子邮件或社交工程的欺骗手段诱使受害者访问此 URL 的链接。当受害者单击这个链接时,他们不知不觉地通过易受攻击的网络应用程序,将恶意内容带到了自己的电脑中。这种对易受攻击的 Web 应用程序进行盗取的机制通常被称为反射式 XSS。


正如例子中所显示的,XSS 漏洞是由于 HTTP 响应中包含了未验证的数据代码而引起的。受害者遭受 XSS 攻击的途径有三种:

- 系统从 HTTP 请求中直接读取数据,并在 HTTP 响应中返回数据。当攻击者诱使用户为易受攻击的 Web 应用程序提供危险内容,而这些危险内容随后会反馈给用户并在 Web 浏览器中执行时,就会发生 Reflected XSS 漏洞利用。发送恶意内容最常用的方法是,将恶意内容作为一个参数包含在公开发布或通过电子邮件直接发送给受害者的 URL 中。以这种手段构造的 URL 已成为多种网络钓鱼阴谋的核心,攻击者会借此诱骗受害者访问指向易受攻击站点的 URL。该站点将攻击者的内容反馈给受害者后,便会执行这些内容,接下来会将用户计算机中的各种私密信息(比如可能包含会话信息的 Cookie)传输给攻击者,或者执行其他恶意活动。

— 应用程序将危险数据存储在数据库或其他可信赖的数据存储器中。这些危险数据随后会被回写到应用程序中,并包含在动态内容中。Persistent XSS 盗取发生在如下情况:攻击者将危险内容注入到数据存储器中,且该存储器之后会被读取并包含在动态内容中。从攻击者的角度看,注入恶意内容的最佳位置莫过于一个面向许多用户,尤其是相关用户显示的区域。相关用户通常在应用程序中具备较高的特权,或相互之间交换敏感数据,这些数据对攻击者来说有利用价值。如果某一个用户执行了恶意内容,攻击者就有可能以该用户的名义执行某些需要特权的操作,或者获得该用户个人所有的敏感数据的访问权限。

— 应用程序之外的数据源将危险数据储存在一个数据库或其他数据存储器中,随后这些危险数据被当作可信赖的数据回写到应用程序中,并储存在动态内容中。
References
[1] Understanding Malicious Content Mitigation for Web Developers CERT
[2] HTML 4.01 Specification W3
[3] INJECT-3: XML and HTML generation requires care Oracle
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[11] Standards Mapping - FIPS200 SI
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[30] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 3.2.1 Requirement 6.5.7
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[32] Standards Mapping - Payment Card Industry Software Security Framework 1.0 Control Objective 4.2 - Critical Asset Protection
[33] Standards Mapping - Payment Card Industry Software Security Framework 1.1 Control Objective 4.2 - Critical Asset Protection, Control Objective B.3.1 - Terminal Software Attack Mitigation, Control Objective B.3.1.1 - Terminal Software Attack Mitigation
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[35] Standards Mapping - SANS Top 25 2009 Insecure Interaction - CWE ID 079
[36] Standards Mapping - SANS Top 25 2010 Insecure Interaction - CWE ID 079
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[38] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 3.1 APP3510 CAT I, APP3580 CAT I
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[46] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.3 APSC-DV-002490 CAT I, APSC-DV-002560 CAT I
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[50] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.7 APSC-DV-002490 CAT I, APSC-DV-002560 CAT I
[51] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.8 APSC-DV-002490 CAT I, APSC-DV-002560 CAT I
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[58] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 5.3 APSC-DV-002490 CAT I, APSC-DV-002530 CAT II, APSC-DV-002560 CAT I
[59] Standards Mapping - Web Application Security Consortium Version 2.00 Cross-Site Scripting (WASC-08)
[60] Standards Mapping - Web Application Security Consortium 24 + 2 Cross-Site Scripting
desc.dataflow.java.cross_site_scripting_dom
Abstract
向一个 Web 浏览器发送未经验证的数据会导致该浏览器执行恶意代码。
Explanation
Cross-Site Scripting (XSS) 漏洞在以下情况下发生:

1. 数据通过一个不可信赖的数据源进入 Web 应用程序。对于基于 DOM 的 XSS,将从 URL 参数或浏览器中的其他值读取数据,并使用客户端代码将其重新写入该页面。对于 Reflected XSS,不可信赖的数据源通常为 Web 请求,而对于 Persisted(也称为 Stored)XSS,该数据源通常为数据库或其他后端数据存储。


2.未经验证但包含在动态内容中的数据将传送给 Web 用户。对于基于 DOM 的 XSS,任何时候当受害人的浏览器解析 HTML 页面时,恶意内容都将作为 DOM(文档对象模型)创建的一部分执行。

传送到 Web 浏览器的恶意内容通常采用 JavaScript 片段的形式,但也可能会包含一些 HTML、Flash 或者其他任意一种可以被浏览器执行的代码。基于 XSS 的攻击手段花样百出,几乎是无穷无尽的,但通常它们都会包含传输给攻击者的私有数据(如 Cookie 或者其他会话信息)。在攻击者的控制下,指引受害者进入恶意的网络内容;或者利用易受攻击的站点,对用户的机器进行其他恶意操作。

例 1:下面的 JavaScript 代码片段可从 URL 中读取雇员 ID eid,并将其显示给用户。


<SCRIPT>
var pos=document.URL.indexOf("eid=")+4;
document.write(document.URL.substring(pos,document.URL.length));
</SCRIPT>

示例 2:考虑使用 HTML 表单:


<div id="myDiv">
Employee ID: <input type="text" id="eid"><br>
...
<button>Show results</button>
</div>
<div id="resultsDiv">
...
</div>


下面的 jQuery 代码片段可从表单中读取雇员 ID,并将其显示给用户。


$(document).ready(function(){
$("#myDiv").on("click", "button", function(){
var eid = $("#eid").val();
$("resultsDiv").append(eid);
...
});
});


如果文本输入中 ID 为 eid 的雇员 ID 仅包含标准字母数字文本,则这些代码示例可正确运行。如果 eid 中的某个值包含元字符或源代码,则 Web 浏览器就会在显示 HTTP 响应时执行该代码。

示例 3:以下代码显示了 React 应用程序中基于 DOM 的 XSS 示例:


let element = JSON.parse(getUntrustedInput());
ReactDOM.render(<App>
{element}
</App>);


Example 3 中,如果攻击者可以控制从 getUntrustedInput() 检索到的整个 JSON 对象,他们可能就能够使 React 将 element 呈现为一个组件,从而可以使用他们自己控制的值传递具有 dangerouslySetInnerHTML 的对象,这是一种典型的 Cross-Site Scripting 攻击。

最初,这些代码看起来似乎不会轻易遭受攻击。毕竟,有谁会输入包含可在自己电脑上运行的恶意代码的内容呢?真正的危险在于攻击者会创建恶意的 URL,然后采用电子邮件或社交工程的欺骗手段诱使受害者访问此 URL 的链接。当受害者单击这个链接时,他们不知不觉地通过易受攻击的网络应用程序,将恶意内容带到了自己的电脑中。这种对易受攻击的 Web 应用程序进行盗取的机制通常被称为反射式 XSS。

正如例子中所显示的,XSS 漏洞是由于 HTTP 响应中包含了未验证的数据代码而引起的。受害者遭受 XSS 攻击的途径有三种:

- 系统从 HTTP 请求中直接读取数据,并在 HTTP 响应中返回数据。当攻击者诱使用户为易受攻击的 Web 应用程序提供危险内容,而这些危险内容随后会反馈给用户并在 Web 浏览器中执行时,就会发生 Reflected XSS 漏洞利用。发送恶意内容最常用的方法是,将恶意内容作为一个参数包含在公开发布或通过电子邮件直接发送给受害者的 URL 中。以这种手段构造的 URL 已成为多种网络钓鱼阴谋的核心,攻击者会借此诱骗受害者访问指向易受攻击站点的 URL。该站点将攻击者的内容反馈给受害者后,便会执行这些内容,接下来会将用户计算机中的各种私密信息(比如可能包含会话信息的 Cookie)传输给攻击者,或者执行其他恶意活动。

— 应用程序将危险数据存储在数据库或其他可信赖的数据存储器中。这些危险数据随后会被回写到应用程序中,并包含在动态内容中。Persistent XSS 盗取发生在如下情况:攻击者将危险内容注入到数据存储器中,且该存储器之后会被读取并包含在动态内容中。从攻击者的角度看,注入恶意内容的最佳位置莫过于一个面向许多用户,尤其是相关用户显示的区域。相关用户通常在应用程序中具备较高的特权,或相互之间交换敏感数据,这些数据对攻击者来说有利用价值。如果某一个用户执行了恶意内容,攻击者就有可能以该用户的名义执行某些需要特权的操作,或者获得该用户个人所有的敏感数据的访问权限。

— 应用程序之外的数据源将危险数据储存在一个数据库或其他数据存储器中,随后这些危险数据被当作可信赖的数据回写到应用程序中,并储存在动态内容中。
References
[1] Understanding Malicious Content Mitigation for Web Developers CERT
[2] HTML 4.01 Specification W3
[3] XSS via a spoofed React element Daniel LeCheminant
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[6] Standards Mapping - Common Weakness Enumeration Top 25 2020 [1] CWE ID 079
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[33] Standards Mapping - Payment Card Industry Software Security Framework 1.1 Control Objective 4.2 - Critical Asset Protection, Control Objective B.3.1 - Terminal Software Attack Mitigation, Control Objective B.3.1.1 - Terminal Software Attack Mitigation
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[46] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.3 APSC-DV-002490 CAT I, APSC-DV-002560 CAT I
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[48] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.5 APSC-DV-002490 CAT I, APSC-DV-002560 CAT I
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[52] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.9 APSC-DV-002490 CAT I, APSC-DV-002560 CAT I
[53] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.10 APSC-DV-002490 CAT I, APSC-DV-002560 CAT I
[54] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.11 APSC-DV-002490 CAT I, APSC-DV-002560 CAT I
[55] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.1 APSC-DV-002490 CAT I, APSC-DV-002560 CAT I
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[60] Standards Mapping - Web Application Security Consortium 24 + 2 Cross-Site Scripting
desc.dataflow.javascript.cross_site_scripting_dom