JS `Content Security Policy (CSP)` Level 3:`strict-dynamic` 与 `trusted-types`

各位观众老爷,大家好!我是今天的主讲人,咱们今天聊点刺激的——JS CSP Level 3 的 strict-dynamictrusted-types。这俩家伙听起来高大上,但其实就是为了更好地保护咱们的网页不被坏家伙们搞破坏。准备好了吗?咱们这就开始!

第一部分:CSP 基础回顾:别让你的网页裸奔!

在深入 strict-dynamictrusted-types 之前,咱们先简单回顾一下 CSP(Content Security Policy)。你可以把它想象成你家的大门,有了它,你就可以控制哪些人可以进来,哪些人必须滚蛋。

CSP 本质上是一个 HTTP 响应头,告诉浏览器哪些资源可以加载,哪些不能加载。比如,你可以告诉浏览器只允许加载来自你自己的服务器的脚本,这样就能防止有人往你的网页里注入恶意脚本。

一个简单的 CSP 策略长这样:

Content-Security-Policy: default-src 'self'; script-src 'self'

这行代码的意思是:

  • default-src 'self': 默认情况下,只允许加载来自同源的资源。
  • script-src 'self': 只允许加载来自同源的脚本。

但是,传统的 CSP 策略有一个问题:它太严格了!很多时候,我们需要加载一些动态生成的脚本,比如用 JavaScript 动态创建的 <script> 标签。传统的 CSP 策略会阻止这些动态生成的脚本,因为它们没有明确地被列入白名单。这就很尴尬了。

第二部分:strict-dynamic:给动态脚本开个后门,但要小心!

strict-dynamic 就是为了解决这个问题而生的。它允许我们在某些情况下信任动态生成的脚本,而不需要把它们一个个都列入白名单。

strict-dynamic 的工作原理是这样的:

  1. 首先,你需要一个带有 noncehash 的白名单脚本。这个脚本必须是静态的,也就是直接写在 HTML 里的。
  2. 然后,这个白名单脚本可以动态地创建和执行其他脚本。
  3. strict-dynamic 会信任这些由白名单脚本创建的脚本,即使它们没有明确地被列入白名单。

听起来有点绕,咱们来个例子:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Strict Dynamic Example</title>
  <meta http-equiv="Content-Security-Policy" content="default-src 'self'; script-src 'self' 'nonce-r4nd0m'; require-trusted-types-for 'script'; trusted-types default;">
</head>
<body>

  <script nonce="r4nd0m">
    // 这个脚本是白名单脚本,因为它有 nonce
    const script = document.createElement('script');
    script.src = 'https://example.com/dynamic.js';
    document.body.appendChild(script);

    //或者:
    // const scriptText = `alert('Hello from dynamic script!');`;
    // const scriptElement = document.createElement('script');
    // scriptElement.text = scriptText;
    // document.body.appendChild(scriptElement);
  </script>

</body>
</html>

在这个例子中,我们给 <script> 标签添加了一个 nonce 属性。nonce 是一个随机字符串,必须和 CSP 策略中的 nonce 值一致。这样,浏览器就知道这个脚本是可信的。

CSP 策略长这样:

Content-Security-Policy: default-src 'self'; script-src 'self' 'nonce-r4nd0m' 'strict-dynamic'; require-trusted-types-for 'script'; trusted-types default;

解释一下:

  • default-src 'self': 默认情况下,只允许加载来自同源的资源。
  • script-src 'self' 'nonce-r4nd0m' 'strict-dynamic': 允许加载来自同源的脚本,允许加载带有 nonce-r4nd0m 的脚本,并且启用 strict-dynamic
  • require-trusted-types-for 'script'; trusted-types default;:需要 trusted-types 保护脚本注入,并使用默认策略。 我们稍后会详细讲解。

有了 strict-dynamic,浏览器就会信任 nonce 脚本创建的 https://example.com/dynamic.js 脚本,即使 dynamic.js 没有明确地被列入白名单。

strict-dynamic 的注意事项:

  • strict-dynamic 必须和 noncehash 一起使用。 如果你只写了 strict-dynamic,没有指定 noncehash,那它就没有任何作用。
  • strict-dynamic 只信任由白名单脚本创建的脚本。 如果你直接在 HTML 里写了一个没有 noncehash<script> 标签,strict-dynamic 是不会信任它的。
  • strict-dynamic 可能会引入安全风险。 因为它允许白名单脚本创建任意脚本,所以如果你的白名单脚本被攻击者控制,那整个网站就完蛋了。

strict-dynamic 的优点:

  • 简化 CSP 策略。 不需要把所有动态生成的脚本都列入白名单。
  • 提高性能。 减少了浏览器检查 CSP 策略的次数。

strict-dynamic 的缺点:

  • 增加了安全风险。 如果白名单脚本被攻击者控制,那整个网站就完蛋了。
  • 配置复杂。 需要正确配置 noncehash,否则 strict-dynamic 就不会生效。

第三部分:trusted-types:给你的 DOM 操作上把锁!

trusted-types 是 CSP Level 3 中另一个重要的特性。它可以帮助你防止 DOM Based XSS 攻击。

DOM Based XSS 攻击是指攻击者通过修改 DOM 结构来注入恶意脚本。比如,攻击者可以修改 innerHTML 属性,插入一个 <script> 标签。

trusted-types 的工作原理是这样的:

  1. 首先,你需要定义一个或多个 trusted type policies
  2. 然后,你只能使用这些 trusted type policies 创建的值来设置某些 DOM 属性,比如 innerHTMLsrchref 等。
  3. 如果尝试使用普通字符串来设置这些 DOM 属性,浏览器会报错。

这样,即使攻击者能够修改 DOM 结构,他们也无法注入恶意脚本,因为他们无法创建有效的 trusted type 值。

咱们来个例子:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Trusted Types Example</title>
  <meta http-equiv="Content-Security-Policy" content="require-trusted-types-for 'script'; trusted-types default; default-src 'self'; script-src 'self';">
</head>
<body>

  <div id="container"></div>

  <script>
    // 创建一个 trusted type policy
    const policy = trustedTypes.createPolicy('my-policy', {
      createHTML: (input) => {
        // 在这里对输入进行安全检查
        if (input.includes('<script>')) {
          throw new Error('Invalid input: contains script tag');
        }
        return input;
      },
      createScriptURL: (input) => {
          if (!input.startsWith('https://example.com/')) {
              throw new Error('Invalid script URL');
          }
          return input;
      }
    });

    const container = document.getElementById('container');

    // 使用 trusted type policy 创建 HTML 内容
    const safeHTML = policy.createHTML('<p>Hello, world!</p>');

    // 设置 innerHTML 属性
    container.innerHTML = safeHTML;

    // 尝试使用普通字符串设置 innerHTML 属性 (会报错)
    // container.innerHTML = '<p>Hello, world!</p><script>alert("XSS");</script>'; // This will throw an error

    // 使用 trusted type policy 创建 script URL
    const safeScriptURL = policy.createScriptURL('https://example.com/safe.js');
    const scriptElement = document.createElement('script');
    scriptElement.src = safeScriptURL;
    document.body.appendChild(scriptElement);

    // 尝试使用不安全的 URL (会报错)
    // const unsafeScriptURL = 'http://example.com/unsafe.js'; // This will throw an error
    // const scriptElement2 = document.createElement('script');
    // scriptElement2.src = unsafeScriptURL;
    // document.body.appendChild(scriptElement2);

  </script>

</body>
</html>

在这个例子中,我们定义了一个名为 my-policytrusted type policy。这个 policy 有一个 createHTML 方法,用于创建安全的 HTML 内容。在 createHTML 方法中,我们对输入进行了安全检查,如果输入包含 <script> 标签,就抛出一个错误。

CSP 策略长这样:

Content-Security-Policy: require-trusted-types-for 'script'; trusted-types default my-policy; default-src 'self'; script-src 'self';

解释一下:

  • require-trusted-types-for 'script': 要求使用 trusted types 保护脚本注入。
  • trusted-types default my-policy: 允许使用默认策略和 my-policy 策略。
  • default-src 'self': 默认情况下,只允许加载来自同源的资源。
  • script-src 'self': 只允许加载来自同源的脚本。

有了 trusted-types,我们就只能使用 my-policy.createHTML() 方法创建的值来设置 innerHTML 属性。如果尝试使用普通字符串来设置 innerHTML 属性,浏览器会报错。

trusted-types 的注意事项:

  • trusted-types 需要浏览器支持。 目前,只有 Chrome 和 Edge 支持 trusted-types
  • trusted-types 可能会影响性能。 因为每次设置 DOM 属性之前都需要创建一个 trusted type 值。
  • 需要仔细设计 trusted type policies 如果你的 trusted type policies 没有进行充分的安全检查,那 trusted-types 就没有任何作用。

trusted-types 的优点:

  • 防止 DOM Based XSS 攻击。
  • 提高代码安全性。

trusted-types 的缺点:

  • 浏览器支持有限。
  • 可能会影响性能。
  • 配置复杂。

第四部分:strict-dynamictrusted-types 的最佳实践

说了这么多,咱们来总结一下 strict-dynamictrusted-types 的最佳实践:

  • 尽可能使用 strict-dynamictrusted-types 这两个特性可以大大提高你的网站的安全性。
  • 仔细设计 noncehash 确保 nonce 是随机的,并且每次请求都不同。确保 hash 是正确的。
  • 仔细设计 trusted type policies 确保你的 trusted type policies 进行了充分的安全检查。
  • 定期审查 CSP 策略。 确保你的 CSP 策略仍然有效,并且没有引入新的安全风险。
  • 使用 CSP 报告功能。 启用 CSP 报告功能,可以让你知道哪些资源被阻止了,以及哪些攻击正在发生。

第五部分:代码示例:strict-dynamictrusted-types 的结合使用

为了更好地理解 strict-dynamictrusted-types 的作用,咱们来看一个结合使用这两个特性的例子:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Strict Dynamic and Trusted Types Example</title>
  <meta http-equiv="Content-Security-Policy" content="default-src 'self'; script-src 'self' 'nonce-r4nd0m' 'strict-dynamic'; require-trusted-types-for 'script'; trusted-types default my-policy;">
</head>
<body>

  <div id="container"></div>

  <script nonce="r4nd0m">
    // 创建一个 trusted type policy
    const policy = trustedTypes.createPolicy('my-policy', {
      createHTML: (input) => {
        // 在这里对输入进行安全检查
        if (input.includes('<script>')) {
          throw new Error('Invalid input: contains script tag');
        }
        return input;
      }
    });

    const container = document.getElementById('container');

    // 使用 trusted type policy 创建 HTML 内容
    const safeHTML = policy.createHTML('<p>Hello, world!</p>');

    // 设置 innerHTML 属性
    container.innerHTML = safeHTML;

    // 动态创建脚本
    const script = document.createElement('script');
    script.src = 'https://example.com/dynamic.js';
    document.body.appendChild(script);
  </script>

</body>
</html>

在这个例子中,我们同时使用了 strict-dynamictrusted-typesstrict-dynamic 允许我们动态创建 https://example.com/dynamic.js 脚本,而 trusted-types 保护我们免受 DOM Based XSS 攻击。

总结:

strict-dynamictrusted-types 是 CSP Level 3 中两个非常重要的特性。它们可以帮助你提高网站的安全性,防止 XSS 攻击。但是,使用这两个特性也需要小心谨慎,否则可能会引入新的安全风险。

希望今天的讲座对你有所帮助!记住,安全无小事,保护好你的网站,别让坏家伙们得逞!

表格总结:

特性 优点 缺点 适用场景
strict-dynamic 简化 CSP 策略,提高性能 增加安全风险,配置复杂 需要加载动态生成的脚本,但又不想把它们一个个都列入白名单
trusted-types 防止 DOM Based XSS 攻击,提高代码安全性 浏览器支持有限,可能会影响性能,配置复杂 需要操作 DOM 结构,但又担心 DOM Based XSS 攻击
strict-dynamic + trusted-types 结合两者的优点,既能简化 CSP 策略,又能防止 DOM Based XSS 攻击 结合两者的缺点,配置更加复杂,需要仔细设计 noncehashtrusted type policies 需要加载动态生成的脚本,并且需要操作 DOM 结构,担心 DOM Based XSS 攻击

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