跨站请求伪造（CSRF）介绍

一、什么是跨站请求伪造（CSRF）

跨站请求伪造（Cross-Site Request Forgery，简称CSRF）是一种针对网站的恶意利用方式，也被称为“One Click Attack”或“Session Riding”。

CSRF攻击通过伪装来自受信任用户的请求，利用受信任的网站执行未授权的操作。尽管CSRF听起来与跨站脚本（XSS）相似，但两者的攻击方式和原理大相径庭。XSS利用站点内的信任用户，而CSRF则通过用户浏览器冒充用户身份向服务器发送伪造请求。

二、CSRF攻击原理

CSRF攻击的基本原理是攻击者诱使已经登录的用户（例如在银行网站上）在不知情的情况下执行攻击者预设的操作。CSRF攻击通常涉及三个角色：受害者（合法用户）、攻击者（恶意网站）和目标网站（存在CSRF漏洞的网站）。以下是CSRF攻击的典型过程：

1、用户登录：受害者打开浏览器，访问受信任的网站A，输入用户名和密码登录。
2、生成Cookie：登录成功后，网站A生成Cookie信息并返回给浏览器，用于记录用户的登录状态。
3、访问恶意网站：受害者在未退出网站A之前，在同一浏览器中打开一个新的标签页，访问攻击者构建的恶意网站B。
4、发送伪造请求：网站B包含攻击性代码，发出一个请求要求访问第三方站点A。浏览器在用户不知情的情况下携带Cookie信息，向网站A发出请求。
5、请求处理：网站A根据用户的Cookie信息以受害者的权限处理该请求，导致来自网站B的恶意代码被执行。

三、CSRF攻击的危害

1、利用已通过认证的用户权限更新设定信息：如更改密码、修改个人信息等。
2、利用已通过认证的用户权限购买商品：在用户不知情的情况下进行消费。
3、利用已通过认证的用户权限在留言板发表言论：发布不良信息等。

四、模拟一次CSRF攻击

虽然在实际环境中模拟CSRF攻击可能涉及法律和道德问题，但我们可以通过理论描述来模拟这一过程。

攻击场景
假设有两个网站：

网站A：一个受信任的银行网站，用户已经登录并持有有效的Cookie。
网站B：一个恶意网站，由攻击者控制。

步骤
1、用户登录网站A：用户输入用户名和密码，成功登录后，网站A在用户浏览器中设置了一个Cookie，用于维持会话。
2、用户访问网站B：用户在同一浏览器的另一个标签页中访问了网站B。
3、网站B发起请求：网站B包含一段恶意代码，该代码在用户不知情的情况下向网站A发起一个请求（如转账请求）。
4、浏览器发送请求：由于用户的浏览器仍然保持与网站A的会话，该请求会带上用户的Cookie，使得请求看起来是合法的。
5、网站A处理请求：网站A接收到请求后，根据Cookie中的用户信息执行相应的操作（如转账），而用户对此一无所知。

五、如何防止CSRF攻击
为了防止CSRF攻击，可以采取以下措施：

1、使用CSRF Token
这是最常见和有效的防御CSRF攻击的方法。服务器生成一个唯一的令牌（Token），并将其嵌入到每个表单或请求中。服务器在处理请求时验证令牌的有效性。在Spring Boot中，可以通过配置CSRF保护来实现这一点。这种方式需要服务器存储和管理Token。

示例（Spring Boot）

import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;

@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.csrf().and().authorizeRequests().anyRequest().authenticated();
    }
}

在表单中包含CSRF令牌：

<form action="/submit" method="post">
    <input type="hidden" name="${_csrf.parameterName}" value="${_csrf.token}" />
    <!-- 其他表单字段 -->
    <button type="submit">Submit</button>
</form>

2、验证HTTP请求的来源
服务器可以检查HTTP请求的来源地址（如Referer头），以确保请求来自预期的来源。然而，这种方法并不总是可靠的，因为Referer头可以被伪造或删除。现在较少使用。

示例代码（Java Servlet）

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import java.io.IOException;

publicclass CsrfFilter implements Filter {
    privatestaticfinal String TRUSTED_REFERER = "https://trusted.com";

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        HttpServletRequest httpRequest = (HttpServletRequest) request;
        String referer = httpRequest.getHeader("Referer");
        if (referer != null && referer.startsWith(TRUSTED_REFERER)) {
            chain.doFilter(request, response);
        } else {
            ((HttpServletResponse) response).sendError(HttpServletResponse.SC_FORBIDDEN, "CSRF protection");
        }
    }

    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {}

    @Override
    public void destroy() {}
}

3、设置SameSite Cookie属性
SameSite Cookie属性可以防止浏览器在跨站点请求中发送Cookie。当设置SameSite属性为Strict或Lax时，浏览器将不会在跨站点请求中发送Cookie。这是一种有效的防御CSRF攻击的方法，但需要浏览器支持。

示例代码（Java Servlet）

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import java.io.IOException;

publicclass SameSiteCookieFilter implements Filter {
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        HttpServletResponse httpResponse = (HttpServletResponse) response;
        Cookie[] cookies = ((HttpServletRequest) request).getCookies();
        if (cookies != null) {
            for (Cookie cookie : cookies) {
                cookie.setHttpOnly(true);
                cookie.setSecure(true);
                cookie.setPath("/");
                cookie.setMaxAge(3600);
                cookie.setSameSite("Strict"); // 或者 "Lax"
                httpResponse.addCookie(cookie);
            }
        }
        chain.doFilter(request, response);
    }

    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {}

    @Override
    public void destroy() {}
}

4、其他措施
双重提交Cookie：服务器在响应中设置一个CSRF令牌Cookie，并在每个请求中要求客户端将该令牌作为请求参数发送回来。服务器验证请求中的令牌和Cookie中的令牌是否匹配。这种方式不需要服务器存储Token，但需要通过客户端代码实现。
使用HTTPS：确保所有通信都通过安全的HTTP（HTTPS）进行，以避免中间人攻击。
实施内容安全策略（CSP）：CSP可以帮助减少XSS（跨站脚本）的风险，从而间接减少CSRF攻击的风险。

六、结论
CSRF攻击是一种严重的网络安全威胁，但通过采取适当的防范措施，如使用CSRF Token、验证HTTP请求的来源、设置SameSite Cookie属性等，可以有效地减少CSRF攻击的风险。在Java开发中，可以利用Spring Security等框架来方便地实现这些防范措施，从而保护Web应用的安全。