【第三篇】ASP.NET MVC快速入门之安全策略(MVC5+EF6)

目录

【第一篇】ASP.NET MVC快速入门之数据库操作(MVC5+EF6)

【第二篇】ASP.NET MVC快速入门之数据注解(MVC5+EF6)

【第三篇】ASP.NET MVC快速入门之安全策略(MVC5+EF6)

【第四篇】ASP.NET MVC快速入门之完整示例(MVC5+EF6)

【番外篇】ASP.NET MVC快速入门之免费jQuery控件库(MVC5+EF6)

 

请关注三石的博客:http://cnblogs.com/sanshi

 

表单身份验证(Forms Authentication

WebForms中的表单身份验证

在讲解MVC提供的安全策略之前,还是先看下WebForms中常见的表单身份验证(Forms Authentication),这种身份验证的过程也很简单:

1.     用户提供登录信息(比如用户名和密码)。

2.     登录信息验证通过后,会创建一个包含用户名的FormsAuthenticationTicket对象。

3.     对此Ticket对象进行加密,并将加密结果以字符串的形式保存到浏览器Cookie中。

 

后会的所有HTTP请求,都会带上这个Cookie并由WebForms进行比对,同时对外公开如下两个属性:

1.     HttpContext.User.Identity.IsAuthenticated

2.     HttpContext.User.Identity.Name

 

Web.config中,我们一般需要配置登录页面(loginUrl)、登录后的跳转页面(defaultUrl),

登录后的保持时间(timeout)等信息:

<system.web>
<authentication mode="Forms">
      <forms loginUrl="~/default.aspx" timeout="120"
defaultUrl="~/main.aspx" protection="All" path="/" />
</authentication>
<authorization>
      <deny users="?" />
</authorization>
</system.web>

 

上面这个配置拒绝了所有用户的匿名访问,当然我们在<system.web>节的外面更改指定目录的访问权限,比如:

<location path="res">
       <system.web>
         <authorization>
              <allow users="*" />
         </authorization>
       </system.web>
</location>

 

这个配置允许匿名用户对res目录的访问(一般是静态资源)。

 

MVC中的表单身份验证

MVC对验证模型进行了重写,但是基本的原理没有变化,我们更关注的是不同点:

1.     WebForms中基于目录进行权限控制。

2.     MVC中对控制器或者控制器的方法进行权限控制。

 

理解这一点也不难,因为MVC中没有和物理目录对应的URL,并且同一个控制器方法可能会对应多个访问URL,这一过程是由路由引擎配置的,在第一篇文章中有简单介绍。

 

Authorize注解

MVC中,我们要保护的资源不是文件夹目录,而是控制器和控制器方法,所以MVC提供了授权过滤器(Authorize Filter)对此进行保护,它是以数据注解的形式提供的。

[Authorize]
public class StudentsController : Controller
{
       ...
}

 

这里是对整个控制器进行了保护,防止匿名用户访问,这时访问会得到一个错误的页面:

 

配置表单身份验证

现在添加配置信息:

<system.web>
<authentication mode="Forms">
  <forms loginUrl="~/Home/Login" defaultUrl="~/Students" timeout="120" protection="All" path="/" />
</authentication>
</system.web>

 

 

指定了登录页面~/Home/Login,登录后的页面是~/Students,现在再来浏览页面:

http://localhost:55654/Students

 

 

 

这次访问有两个HTTP请求,并且浏览器地址栏的URL改变了:

http://localhost:55654/Home/Login?ReturnUrl=%2fStudents

 

这样的地方我们很熟悉,ReturnUrl参数指定了登录成功后需要调整的页面,而~/Home/Login则是我们刚刚在Web.config中配置的登录页面。

 

两个HTTP请求中的第一个,响应码是302,这是一个重定向响应,浏览器会自动识别302响应并跳转到响应头中Location指定的网址。所以第二个请求是由浏览器发起的,但是我们尚未定义Login页面,所以返回404未找到。

 

创建登录页面

定义Home/Login控制器方法:

public class HomeController : Controller
{
       public ActionResult Login()
       {
              return View();
       }
}

 

 

在操作方法内部点击右键,选择[添加视图…]菜单项:

 

在弹出的向导对话框中,选择[Empty(without Model)],我们来手工创建视图内容:

 

完成的视图页面:

@{
    ViewBag.Title = "Login";
}

<h2>Login</h2>

@using (Html.BeginForm())
{
    @Html.AntiForgeryToken()
<input type="text" name="UserName" /> <input type="password" name="Password" /> <input type="submit" value="登录" /> }

 

 

点击[登录]按钮,表单会通过POST请求提交到Login方法:

[HttpPost]
[ValidateAntiForgeryToken]
public ActionResult Login(string UserName, string Password)
{
       if(UserName == "sanshi" && Password == "pass")
       {
              FormsAuthentication.RedirectFromLoginPage("sanshi", false);
       }
       return View();
}

 

 

这里硬编码了管理员的用户名和密码,在实际应用中可能需要从数据库中读取。

 

在布局中显示登录状态

接下来,我们需要在布局页面(Shared/_Layout.cshtml)中放置登录后的信息以及[退出系统]按钮:

@if (User.Identity.IsAuthenticated)
{
       using (Html.BeginForm("Logout", "Home", FormMethod.Post, new { id = "logoutForm" }))
       {
              @Html.AntiForgeryToken()
              <ul class="nav navbar-nav navbar-right">
                     <li><a href="javascript:;">Hello, @User.Identity.Name</a></li>
                     <li><a href="javascript:;" id="logout">退出系统</a></li>
              </ul>
       }
}
else
{
       <ul class="nav navbar-nav navbar-right">
              <li>@Html.ActionLink("登录", "Login", "Home")</li>
       </ul>
}

 

这段代码有两层逻辑:

1.     如果用户已经验证过身份,则显示一个表单,里面放置[Hello, sanshi]以及一个登录按钮。受限于Bootstrap的内置样式,这里只能通过a标签来取代input标签,在页面底部还会注册脚本来处理按钮点击事件。

2.     如果是匿名用户,则显示[登录]的超链接。

 

实现[退出系统]功能

注册[退出系统]按钮的客户端处理脚本,由于在生成表单标签时(Html.BeginForm),我们设置了表单标签的id属性,所以点击[退出系统]按钮时简单提交表单即可:

<script>
       $(function () {

              $('#logout').click(function () {
                     $('#logoutForm').submit();
              });
       });
</script>

 

 

[退出系统]按钮的后台逻辑,需要先清空客户端Cookie,然后执行客户端跳转:

[HttpPost]
[ValidateAntiForgeryToken]
public ActionResult Logout()
{
       FormsAuthentication.SignOut();
       return RedirectToAction("Index", "Home");
}

 

运行效果

来看下页面运行效果,首先是登录页面:

登录成功后,直接跳转到~/Students页面:

 

跨站请求伪造(CSRF

在前面的HTTP POST请求中,我们多次在ViewController中看下如下代码:

1.     View中调用了Html.AntiForgeryToken()

2.     Controller中的方法添加了[ValidateAntiForgeryToken]注解。

 

这样看似一对的写法其实是为了避免引入跨站请求伪造(CSRF)攻击。

 

这种攻击形式大概在2001年才为人们所认知,2006年美国在线影片租赁网站Netflix爆出多个CSRF漏洞,2008年流行的视频网址YouTube受到CSRF攻击,同年墨西哥一家银行客户受到CSRF攻击,杀毒厂商McAfee也曾爆出CSRF攻击(引自wikipedia)。

 

之所以很多大型网址也遭遇CSRF攻击,是因为CSRF攻击本身的流程就比较长,很多开发人员可能在几年的时间都没遇到CSRF攻击,因此对CSRF的认知比较模糊,没有引起足够的重视。

 

CSRF攻击的模拟示例

我们这里将通过一个模拟的示例,讲解CSRF的攻击原理,然后再回过头来看下MVC提供的安全策略。

 

看似安全的银行转账页面

假设我们是银行的Web开发人员,现在需要编写一个转账页面,客户登录后在此输入对方的账号和转出的金额,即可实现转账:

 

[Authorize]
public ActionResult TransferMoney()
{
       return View();
}

[HttpPost]
[Authorize]
public ActionResult TransferMoney(string ToAccount, int Money)
{
       // 这里放置转账业务代码

       ViewBag.ToAccount = ToAccount;
       ViewBag.Money = Money;
       return View();
}

 

 

由于这个过程需要身份验证,所以我们为TransferMoney的两个操作方法都加上了注解[Authorize],以阻止匿名用户的访问。

 

如果直接访问http://localhost:55654/Home/TransferMoney,会跳转到登录页面:

 

登录后,来到转账页面,我们看下转账的视图代码:

@{
    ViewBag.Title = "Transfer Money";
}
 
<h2>Transfer Money</h2>
 
@if (ViewBag.ToAccount == null)
{
    using (Html.BeginForm())
    {
        <input type="text" name="ToAccount" />
        <input type="text" name="Money" />
        <input type="submit" value="转账" />
    }
}
else
{
    @:您已经向账号 [@ViewBag.ToAccount] 转入 [@ViewBag.Money] 元!
}

 

 

视图代码中有一个逻辑判断,根据ViewBag.ToAccount是否为空来显示不同内容:

1.     ViewBag.ToAccount为空,则表明是页面访问。

2.     ViewBag.ToAccount不为空,则为转账成功,需要显示转账成功的提示信息。

 

来看下页面运行效果:

 

功能完成!看起来没有任何问题,但是这里却又一个CSRF漏洞,隐蔽而难于发现。

 

我是黑客,Show me the money

这里就有两个角色,银行的某个客户A,黑客B

 

黑客B发现了银行的这个漏洞,就写了两个简单的页面,页面一(click_me_please.html):

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;charset=utf-8" />
</head>
<body>
      
       哈哈,逗你玩的!
      
       <iframe frameborder="0"
style="display:none;" src="./click_me_please_iframe.html"></iframe>
 
</body>
</html>

 

 

第一个页面仅包含了一个隐藏的iframe标签,指向第二个页面(click_me_please_iframe.html):

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;charset=utf-8" />
</head>
<body onload="document.getElementById('myform1').submit();">
 
      
       <form method="POST" id="myform1"
action="http://localhost:55654/Home/TransferMoney">
              <input type="hidden" name="ToAccount" value="999999999">
              <input type="hidden" name="Money" value="3000">
       </form>
 
</body>
</html>

 

 

第二个页面放置了一个form标签,并在里面放置了黑客自己的银行账号和转账金额,在页面打开时提交表单(bodyonload属性)。

 

现在黑客把这两个页面放到公网:

http://fineui.com/demo_mvc/csrf/click_me_please.html

 

然后批量向用户发送带有攻击链接的邮件,而银行的客户A刚好登录了银行系统,并且手贱点击了这个链接:

 

然后你将看到这个页面:

 

你可能会在心里想,谁这么无聊,然后郁闷的关闭了这个页面。之后客户A会更加郁闷,因为黑客B的银行账号[999999999]已经成功多了3000块钱!

 

到底怎么转账的,不是有身份验证吗

是的。转账的确是需要身份验证,现在的问题是你登录了银行系统,已经完成了身份验证,并且在浏览器新的Tab中打开了黑客的链接,我们来看下到底发生了什么:

 

这里有三个HTTP请求,第一个就是[逗你玩]页面,第二个是里面的IFrame页面,第三个是IFrame加载完毕后发起的POST请求,也就是具体的转账页面。因为IFrame是隐藏的,所以用户并不知道发生了什么。

 

我们来具体看下第三个请求:

 

明显这次转账是成功的,并且Cookie中带上了用户身份验证信息,所有后台根本不知道这次请求是来自黑客的页面,转账成功的返回内容:

 

如何阻止CSRF攻击

从上面的实例我们可以看出,CSRF源于表单身份验证的实现机制。

 

由于HTTP本身是无状态的,也就是说每一次请求对于Web服务器来说都是全新的,服务器不知道之前请求的任何状态,而身份验证需要我们在第二次访问时知道是否登录的状态(不可能每次请求都验证账号密码),这本身就是一种矛盾!

 

解决这个矛盾的办法就是CookieCookie可以在浏览器中保存少量信息,所以Forms Authentication就用Cookie来保存加密过的身份信息。而Cookie中保存的全部值在每次HTTP请求中(不管是GET还是POST,也不管是静态资源还是动态资源)都会被发送到服务器,这也就给CSRF以可乘之机。

 

所以,CSRF的根源在于服务器可以从Cookie中获知身份验证信息,而无法得知本次HTTP请求是否真的是用户发起的。

 

Referer验证

RefererHTTP请求头信息中的一部分,每当浏览器向服务器发送请求时,都会附带上Referer信息,表明当前发起请求的页面地址。

 

一个正常的转账请求,我们可以看到Referer和浏览器地址栏是一致的:

 

我们再来看下刚才的黑客页面:

 

可以看到Referer的内容和当前发起请求的页面地址一样,注意对比:

1.     浏览器网址:click_me_please.html

2.     HTTP请求地址:Home/TransferMoney

3.     Refererclick_me_please_iframe.html,注意这个是发起请求的页面,而不一定就是浏览器地址栏显示的网址。

 

基于这个原理,我们可以简单的对转账的POST请求进行Referer验证:

[HttpPost]
[Authorize]
public ActionResult TransferMoney(string ToAccount, int Money)
{
       if(Request.Url.Host != Request.UrlReferrer.Host)
       {
              throw new Exception("Referrer validate fail!");
       }
 
       // 这里放置转账业务代码
 
       ViewBag.ToAccount = ToAccount;
       ViewBag.Money = Money;
       return View();
}

 

 

此时访问http://fineui.com/demo_mvc/csrf/click_me_please.html,恶意转账失败:

MVC默认支持的CSRF验证

MVC默认提供的CSRF验证方式更加彻底,它通过验证当前请求是否真的来自用户的操作。

 

在视图页面,表单内部增加对Html.AntiForgeryToken函数的调用:

@if (ViewBag.ToAccount == null)
{
    using (Html.BeginForm())
    {
        @Html.AntiForgeryToken()

        <input type="text" name="ToAccount" />
        <input type="text" name="Money" />
        <input type="submit" value="转账" />
    }
}
else
{
    @:您已经向账号 [@ViewBag.ToAccount] 转入 [@ViewBag.Money] 元!
}

 

 

这会在表单标签里面和Cookie中分别生成一个名为__RequestVerificationToken Token

 

然后添加[ValidateAntiForgeryToken]注解到控制器方法中:

[HttpPost]
[Authorize]
[ValidateAntiForgeryToken]
public ActionResult TransferMoney(string ToAccount, int Money)
{
       // 这里放置转账业务代码

       ViewBag.ToAccount = ToAccount;
       ViewBag.Money = Money;
       return View();
}

 

 

在服务器端,会验证这两个Token是否一致(不是相等),如果不一致就会报错。

 

下面手工修改表单中这个隐藏字段的值,来看下错误提示:

 

类似的道理,运行黑客页面http://fineui.com/demo_mvc/csrf/click_me_please.html,恶意转账失败:

 

此时,虽然Cookie中的__RequestVerificationToken提交到了后台,但是黑客无法得知表单字段中的__RequestVerificationToken值,所以转账失败。

 

过多提交攻击(Over-Posting

在编辑Student的控制器方法中,有一个Bind特性注解,我们来回顾一下:

[HttpPost]
[ValidateAntiForgeryToken]
public ActionResult Edit([Bind(Include = "ID,Name,Gender,Major,EntranceDate")] Student student)
{
       if (ModelState.IsValid)
       {
              db.Entry(student).State = EntityState.Modified;
              db.SaveChanges();
              return RedirectToAction("Index");
       }
       return View(student);
}

 

 

这是为了防止Over-Posting攻击,这个理解起来相对简单一点,Bind特性的Include属性用来指定一个白名单,所有在白名单中的属性都会参与模型绑定。

 

假设在Student模型中增加一个[职务]的字段:

public string Job {get; set;}

 

 

如果没有Bind特性,那么在更新Student信息时,恶意用户可以通过模拟POST请求(第二篇文章有介绍)来提交Job的值,从而导致数据库中用户的Job改变。而Bind特性就是为了避免这种情况的发生。

 

Bind特性还提供了黑名单的设置方式,类似如下所示:

[Bind(Exclude = "Job")]

 

 

但是,一般我们推荐使用白名单,这样即使模型发生改变,也不会影响到现有的功能。

 


=========【2017-01-07】更新==========================================

上面模型绑定时,通过Bind属性指定了需要绑定的属性列表,没有指定Job属性,所以模型绑定后Job=NULL

如果之前设置过Job="工程师",那么通过如下代码:

db.Entry(student).State = EntityState.Modified;
db.SaveChanges();

之后,这个Job就会被设为NULL,执行的SQL语句:

exec sp_executesql N'UPDATE [dbo].[Students]
SET [Name] = @0, [Gender] = @1, [Major] = @2, [Job] = NULL, [EntranceDate] = @3
WHERE ([ID] = @4)
',N'@0 nvarchar(200),@1 int,@2 nvarchar(200),@3 datetime2(7),@4 int',@0=N'张三石8',@1=1,@2=N'材料科学与工程系',@3='2000-09-01 00:00:00',@4=1
go

可见,虽然我仅仅更改了Name字段,但是全部字段都会被更新到数据,并且Job被覆盖为NULL。

 

这是我们不希望看到的结果。

 

解决方法一:

我们可以通过设置Job属性未改变,来不更新Job字段:

db.Entry(student).State = EntityState.Modified;
db.Entry(student).Property(s => s.Job).IsModified = false;
db.SaveChanges();

此时的SQL语句:

exec sp_executesql N'UPDATE [dbo].[Students]
SET [Name] = @0, [Gender] = @1, [Major] = @2, [EntranceDate] = @3
WHERE ([ID] = @4)
',N'@0 nvarchar(200),@1 int,@2 nvarchar(200),@3 datetime2(7),@4 int',@0=N'张三石9',@1=1,@2=N'材料科学与工程系',@3='2000-09-01 00:00:00',@4=1
go

 

解决方法二:

我们也可以先从数据库获取Student对象,然后更新部分字段:

var _student = db.Students.Find(student.ID);
_student.Name = student.Name;
_student.Gender = student.Gender;
_student.Major = student.Major;
_student.EntranceDate = student.EntranceDate;

db.SaveChanges();

 

此时会有两个SQL查询,第一个是按照ID检索,第二个是更新:

exec sp_executesql N'SELECT TOP (2) 
    [Extent1].[ID] AS [ID], 
    [Extent1].[Name] AS [Name], 
    [Extent1].[Gender] AS [Gender], 
    [Extent1].[Major] AS [Major], 
    [Extent1].[Job] AS [Job], 
    [Extent1].[EntranceDate] AS [EntranceDate]
    FROM [dbo].[Students] AS [Extent1]
    WHERE [Extent1].[ID] = @p0',N'@p0 int',@p0=1
go


exec sp_executesql N'UPDATE [dbo].[Students]
SET [Name] = @0
WHERE ([ID] = @1)
',N'@0 nvarchar(200),@1 int',@0=N'张三石10',@1=1
go

 

特别注意:此时的SQL更新语句,不再是全部更新,而是仅仅更新变化的数据(因为通过第一次的查询,EF知道数据库的字段值,从而可以得知那些需要更新)。

 

 =========【2017-01-07】更新==========================================


 

 

小结

本篇文章首先介绍了MVCForms Authentication的实现方式以及与WebForms下表单身份验证的区别。然后重点讲解了跨站请求伪造攻击(CSRF),由于这种攻击流程比较长,理解起来比较晦涩,我们特地制作了一个攻击案例,希望能够引起开发人员的重视。Over-Posting攻击相对比较简单,但是需要我们在实际编码中严格遵守安全指引,不能存在侥幸心里。当然还有其他类型的攻击,比如跨站脚本攻击(XSS),Cookie盗取,开放重定向攻击等等,限于篇幅原因就不一一介绍。

从下一篇文章开始,我们将逐渐丰富示例的功能,先为表格页面增加一个搜索表单,可以根据不同的查询条件显示表格数据。

下载示例源代码

 

你要觉得本篇文章对你有所帮助,请辛苦给个推荐,谢谢!

 

 

posted @ 2016-12-27 08:31 三生石上 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏