漫談Cookie安全
在Web應用中,Cookie很容易成為安全問題的一部分。從以往的經驗來看,對Cookie在開發過程中的使用,很多開發團隊并沒有形成共識或者一定的規范,這也使得很多應用中的Cookie成為潛在的易受攻擊點。在給Web應用做安全架構評審(Security architecture review)的時候,我通常會問設計人員以下幾個問題:
你的應用中,有使用JavaScript來操作客戶端Cookie嗎?如果有,那么是否必須使用JavaScript才能完成此應用場景?如果沒有,你的Cookie允許JavaScript來訪問嗎?
你的網站(可能包含多個Web應用)中,對于Cookie的域(Domain)和路徑(Path)設置是如何制定策略的?為何這樣劃分?
在有SSL的應用中,你的Cookie是否可以在HTTP請求和HTTPS請求中通用?
在實際的應用場景中,Cookie被用來做得最多的一件事是保持身份認證的服務端狀態。這種保持可能是基于會話(Session)的,也有可能是持久性的。不管哪一種,身份認證Cookie中包含的服務端票據(Ticket)一旦泄露,那么服務端將很難區分帶有此票據的用戶請求是來自于真實的用戶,或者是來自惡意的攻擊者。在實際案例中,造成Cookie泄露最多的途徑,是通過跨站腳本(XSS, Cross Site Script)漏洞。攻擊者可以通過一小段JavaScript代碼,偷竊到代表用戶身份的重要的Cookie標示。由于跨站腳本漏洞是如此的普遍(不要以為簡單的HTML Encode就可以避免被跨站,跨站是一門很深的學問,以至于在業界衍生出一個專用的名詞:跨站師),幾乎每一個網站都無法避免,所以這種方式是實際攻防中被普遍使用的一種手段。
避免出現這種問題的首要秘訣就是盡所有的可能,給你的Cookie加上HttpOnly的標簽。HttpOnly的具體使用不在本文的討論范圍內,否則作者略有騙InfoQ稿酬的嫌疑。一個大家所不太熟悉的事實是,HttpOnly是由微軟在2000年IE6 Sp1中率先發明并予以支持的。截止現在,HttpOnly仍然只是一個廠商標準,但是在過去的十余年中,它得到了眾多瀏覽器的廣泛支持。
下表是OWASP整理的關于主流瀏覽器對HttpOnly支持情況的一個總結。從表中可以看出,目前主流的瀏覽器,除了Android之外,幾乎都無一例外對這一屬性予以了支持。
當然對于中國開發者來說,需要考慮的問題更加復雜一些:在這個神奇的地方,有大量的用戶使用的瀏覽器并不在以下的列表中,他們使用的是以下面瀏覽器中的一種或者數種為內核的“精裝版”瀏覽器。這些瀏覽器廠商對于同源策略、HttpOnly Cookie、證書管理等安全規范的支持情況,有待于進一步調查。

在我看來,一個Web應用的每一個Cookie都應該帶上HttpOnly的標簽。我沒有看到這個決定可能帶來的負面作用,如果一定要說有的話,那么就是你的應用將不能再通過JavaScript來讀寫Cookie了。可是這真有必要嗎?個人認為,JavaScript操作Cookie是一種不正常的做法;可以用JavaScript操作Cookie完成的功能,一樣可以用服務端響應Http頭設置Cookie來完成。相反,設置所有的Cookie為HttpOnly帶來的巨大好處則非常明顯:盡管你需要繼續修復XSS漏洞,但是這些漏洞至少暫時不會讓你的用戶遭受大規模的賬戶損失。
關于Cookie的第二個話題是域設置。
瀏覽器在選擇發送哪些本地Cookie到本次請求的服務端時,有一系列的比較和甄別。這些甄別中最重要的部分是Domain和Path的吻合。Domain形如。abc.com的Cookie,會被發送給所有abc.com在80端口上的子域請求。但是反之則不行,這就是Cookie的域匹配(domain match)原則。
在一個大型Web站點中,往往有多個應用,生存在不同的子域名或路徑下。這些應用之間由于共享同一個域名,所以往往可能會彼此有操作對方應用Cookie的能力。這種情況下,設計好Cookie的Domain和Path尤為重要。在實際設計工作中,最重要的一個安全原則就是:最小化授權。這意味著,你需要將自己的Cookie可被訪問到的范圍降至最低。應用之間傳遞數據和共享信息的解決方案非常多,而通過Cookie這種用戶輸入(User input)來共享數據,是最不安全的解決方案之一。
Cookie另外一個不太常被使用的屬性是Secure. 這個屬性啟用時,瀏覽器僅僅會在HTTPS請求中向服務端發送Cookie內容。如果你的應用中有一處非常敏感的業務,比如登錄或者付款,需要使用HTTPS來保證內容的傳輸安全;而在用戶成功獲得授權之后,獲得的客戶端身份Cookie如果沒有設置為Secure,那么很有可能會被非HTTPS頁面中拿到,從而造成重要的身份泄露。所以,在你的Web站點中,如果使用了SSL,那么你需要仔細檢查在SSL的請求中返回的Cookie值,是否指定了Secure屬性。
除此之外還值得特別指出的是,一些Web應用除了自己的程序代碼中生成的Cookie,往往還會從其他途徑生成一些Cookie。例如由Web Server或者應用容器自動生成的會話Cookie,由第三方庫或者框架生成的Cookie等等。這些都需要進行有針對性的加固處理。
幾乎每個站點都難以離開Cookie,但Cookie的使用因其貌似簡單,而很容易被人輕視。重新審視應用中的Cookie代碼,幾乎只需要很小的代價就可以獲得巨大的安全收益。
點評:cookie保存的數據信息可以方便用戶瀏覽,可以方便開發者更加完善網站資源,但凡事都會有兩面,有好的,也會有壞的。
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