Spring Security入门3：Web应用程序中的常见安全漏洞

作者主页：Designer 小郑 作者简介：3年JAVA全栈开发经验，专注JAVA技术、系统定制、远程指导，致力于企业数字化转型，CSDN博客专家，阿里云社区专家博主，蓝桥云课讲师。

引言

安全漏洞是指在计算机系统、网络系统或软件程序中存在的错误、缺陷或漏洞，可能被恶意攻击者利用，导致系统被入侵、数据泄露或服务被破坏。安全漏洞可以存在于操作系统、应用程序、网络协议、数据库系统等各个层面。攻击者可以利用这些漏洞来获取非法访问权限、执行恶意代码、篡改数据或者拒绝服务等。安全漏洞的发现和修补是保障系统安全的重要工作，而及时更新和修复已知的漏洞是保持系统安全的基本措施。

一、软件安全漏洞的基本特征

软件安全漏洞具有以下几个基本特征，请同学们做一个简单的了解。

1. 弱点或缺陷：软件安全漏洞通常是由于软件设计或编码过程中的错误、缺陷或漏洞导致的。这些弱点可能是因为开发者对安全性措施的疏忽、不完整的验证输入、错误的权限控制等。
2. 可利用性：安全漏洞通常意味着存在攻击者可以利用的弱点。攻击者可以利用漏洞来执行恶意代码、获取非法访问权限、篡改数据或者拒绝服务等。
3. 潜在危害：安全漏洞可能导致系统的破坏、数据的泄露、用户隐私的泄露、金融损失等不良后果。漏洞的危害程度取决于攻击者能否成功利用漏洞以及其影响的范围和程度。
4. 被发现性：安全漏洞有时会一直存在于软件系统中，直到被发现和披露。这可能是由于缺乏充分的安全测试、审计和监控机制，或者攻击者发现漏洞并利用它们之前。
5. 需要修复：修复漏洞是保障系统安全的必要措施。开发者和厂商需要及时修复已知漏洞，并向用户提供安全补丁或更新版本，以确保系统的安全性。

软件安全漏洞是软件系统中存在的弱点或缺陷，可能被攻击者利用，导致潜在的危害和损失。修复漏洞和加强软件的安全性是保护系统和用户安全的重要任务。

二、身份验证和授权中的漏洞

身份验证和授权中的漏洞有很多，主要是弱密码策略、会话管理问题、跨站请求伪造、注入攻击、改变访问权限，请同学们认真学习。

1. 弱密码策略：软件使用简单、容易被猜测的密码策略，比如使用常见的密码、用户的个人信息作为密码等。这使得攻击者可以通过猜测或暴力破解密码来绕过身份验证，获取非法访问权限。
2. 会话管理问题：软件在管理用户会话时存在问题，比如未正确实施会话过期或注销功能，或者会话标识符易于被窃取。这可能导致攻击者利用被盗的会话标识符冒充合法用户，访问受限资源或执行未授权的操作。
3. CSRF（跨站请求伪造）攻击：软件未实施充分的CSRF防护措施，使得攻击者可以通过伪造请求，以合法用户的身份执行未经授权的操作。这可能导致数据的篡改、信息的泄露或用户账户的被劫持。
4. 注入攻击：软件未对用户输入进行充分的验证和过滤，导致攻击者可以利用输入的恶意数据执行代码注入，从而绕过身份验证或授权机制，获取非法权限。
5. 改变访问权限：软件在身份验证或授权过程中未正确实施访问控制机制，或者存在错误的权限分配。这使得攻击者可以通过修改请求、访问未授权的资源或提升自己的权限，执行未经授权的操作。

为了防止这些漏洞，软件开发者需要采取一系列的安全措施，包括但不限于实施强密码策略、正确管理会话、使用 CSRF 防护措施、实施输入验证和过滤机制、严格实施访问控制和权限控制等。同时，定期进行安全审计和漏洞扫描，及时修复已知漏洞，也是保障软件身份验证和授权安全的重要步骤。

三、会话固定

3.1 会话固定的概念

会话固定（Session Fixation）是一种攻击技术，攻击者利用该技术可以劫持用户的会话。会话固定攻击的主要思想是在用户进行身份验证之前，攻击者通过某种方式获取了一个有效的会话标识符，并将该会话标识符注入到用户的会话中。

攻击者向用户发送一个包含有效会话标识符的恶意链接，当用户点击链接并进行身份验证时，会话标识符就被固定在用户的会话中。攻击者通过篡改用户的URL，将有效的会话标识符插入其中。当用户点击修改后的URL并进行身份验证时，会话标识符就被固定在用户的会话中。攻击者通过跨站脚本（XSS）漏洞注入恶意脚本代码，该代码在用户的浏览器中执行并获取有效的会话标识符。

3.2 会话固定的原理

会话固定攻击的原理是利用攻击者控制的会话标识符来劫持用户的会话，攻击者通过以下步骤来实施会话固定攻击。

攻击者首先可以通过不同的方式获取一个有效的会话标识符。这可能是通过自身注册一个账户并获取会话标识符，或者是通过其他攻击手段，如XSS攻击、网络钓鱼等方式获取到目标用户的会话标识符。

其次攻击者会将获取到的会话标识符嵌入到恶意URL中或通过其他方式诱导用户点击恶意链接。用户点击恶意链接后，会话标识符就会被传递到用户的会话中。

用户在点击恶意链接后可能会被重定向到一个看似合法的登录页面。用户输入用户名和密码进行身份验证时，会话标识符也会被提交到服务器进行验证。

由于用户在点击恶意链接后，会话标识符已经被设置并传递到用户会话中，服务器认为该会话是有效的并与用户的身份相关联。攻击者拿到了用户的会话标识符，就能够劫持用户的会话并冒充用户进行操作。

通过会话固定攻击，攻击者可以获取用户的权限，执行未经授权的操作，获取敏感信息，冒充用户进行恶意行为等。为了防止会话固定攻击，开发者需要采取一系列的安全措施，如使用随机、不可预测的会话标识符，限制会话标识符的传递方式，定期更新会话标识符等，以提升会话的安全性。用户也应该保持警惕，避免点击可疑链接，尤其是来自不可信的来源。

四、XSS 跨站脚本

4.1 什么是 XSS

跨站脚本（Cross-Site Scripting，XSS）是一种常见的Web应用程序安全漏洞，攻击者通过注入恶意的脚本代码（通常是JavaScript）到受信任的网页中，使其在用户的浏览器上执行。这种恶意脚本可以利用用户信任网站的特性，获取用户的敏感信息、篡改网页内容、劫持用户会话等。

XSS 攻击可以分为三种类型，同学们可以简单做一个了解。

1. 存储型XSS：攻击者将恶意代码存储到目标网站的服务器上，当用户浏览包含恶意代码的网页时，恶意代码被服务器返回并在用户的浏览器上执行。
2. 反射型XSS：攻击者构造一个包含恶意代码的URL，并将其发送给用户。当用户点击或访问这个URL时，恶意代码被注入到响应中，然后在用户的浏览器上执行。
3. DOM-based XSS：攻击者通过修改网页的DOM结构来实施XSS攻击。恶意代码被注入到网页的DOM中，然后在用户的浏览器上执行。

XSS攻击利用了Web应用程序对用户输入数据的信任，攻击者可以通过各种方式注入恶意脚本，如在表单输入、URL参数、Cookie等地方。而用户在浏览器上执行这些恶意脚本时，攻击者就能够获取用户的敏感信息、操作用户的账号、篡改网页内容等。

4.2 如何防范 XSS

为了防止XSS攻击，开发者可以采取以下

个措施，保护自己软件系统的安全。

1. 输入验证和过滤：对用户输入的数据进行验证和过滤，确保不包含恶意代码。
2. 输出转义：将用户输入的数据进行转义，将特殊字符转换为其对应的字符实体，使其在网页上只作为纯文本显示。
3. 安全的编码实践：使用安全的编程语言、框架和库，遵循安全的编码实践，不要使用已知存在XSS漏洞的函数或方法。
4. HTTP头部设置：设置合适的Content-Security-Policy（CSP）和X-XSS-Protection头部，以增强浏览器的安全性。
5. 使用HttpOnly标记的Cookie：将Cookie标记为HttpOnly，防止通过XSS攻击获取Cookie信息。
6. 定期更新和修复：及时更新和修复已知的漏洞，以防止攻击者利用已知的XSS漏洞进行攻击。

五、CSRF 跨站请求伪造

5.1 什么是 CSRF

跨站请求伪造（Cross-Site Request Forgery, CSRF），也被称为一种"跨站脚本攻击"，是一种常见的Web安全漏洞。它利用了Web应用程序对用户在当前已经认证的会话中发出的请求的信任，攻击者可以在用户不知情的情况下，通过引诱用户点击恶意链接或访问恶意网页，发送伪造的请求，从而以用户的身份执行未经授权的操作。

5.2 CSRF 原理

CSRF 攻击通常包括以下几个步骤，同学们可以简单做一个了解。

1. 用户登录：受攻击者信任的网站A，用户在该网站上进行登录，并获取到有效的会话凭证（如Cookie）。
2. CSRF攻击网站B：攻击者创建一个恶意网站B，并在该网站上构造一个包含攻击目标网站A的请求。
3. 诱使用户访问恶意网站B：攻击者通过各种方式诱使用户访问恶意网站B，如通过发送钓鱼邮件、恶意广告等。
4. 发送伪造请求：用户在访问恶意网站B时，恶意网站会自动发送针对目标网站A的请求，利用用户之前在网站A上获得的有效会话凭证。这样，目标网站A会认为这个请求是用户的合法请求，执行相应的操作。
5. 攻击成功：目标网站A接收到伪造的请求并执行，攻击者就成功地以用户的身份执行了未经授权的操作，可能包括更改密码、转账等。

5.3 CSRF 的防范措施

为了防止CSRF攻击，开发者可以采取以下措施，同学们可以简单做一个了解。

1. 验证来源：在网站A的请求中加入验证机制，如验证Referer头部、Token等，确保请求来源于合法的网站。
2. 随机令牌：为每个用户生成一个随机的令牌，并将其添加到表单或请求参数中，确保只有合法的请求携带正确的令牌。
3. 限制敏感操作：对于执行敏感操作的请求，要求用户进行二次身份验证，如输入密码、验证码等。
4. 设置SameSite属性：将Cookie的SameSite属性设置为Strict或Lax，限制跨域请求携带Cookie，阻止部分CSRF攻击。
5. 定期更新Session：定期更新会话凭证，减少会话的有效期，使攻击者难以获取有效的会话凭证。
6. 使用验证码：对于用户的敏感操作，如修改密码、转账等，使用验证码来确认用户意图，增加安全性。

六、注入漏洞

Web网站的注入漏洞是指攻击者通过在用户输入的数据中注入恶意代码或命令，以欺骗、破坏或获取未经授权的访问权限。常见的注入漏洞包括SQL注入、OS命令注入和LDAP注入等。

6.1 SQL 注入

SQL注入是一种常见的Web应用程序安全漏洞，攻击者通过在用户输入的数据中注入恶意的SQL代码，从而改变原始SQL查询的逻辑，绕过应用程序的输入验证，执行恶意的SQL查询操作。

SQL注入的原理是利用了应用程序对用户输入数据的处理不当。当应用程序在构造SQL查询时，如果没有对用户输入进行正确的过滤和验证，攻击者可以在用户输入的数据中注入恶意的SQL代码，使得应用程序在执行SQL查询时执行了攻击者预设的恶意操作。

攻击者通常通过输入表单、URL参数或者Cookie等方式将恶意的SQL代码注入到应用程序中。当应用程序将用户输入直接拼接到SQL查询语句中，而没有进行适当的处理时，攻击者可以通过在输入中添加特定的SQL语句，来改变原始查询的语义和逻辑。

举例来说，假设一个简单的登录页面，用户输入用户名和密码，应用程序在后台构造SQL查询语句进行用户认证。如果应用程序没有对用户输入进行过滤和验证，攻击者可以在用户名的输入框中注入恶意的SQL代码，例如：' OR '1'='1。当应用程序将这个输入值直接拼接到SQL查询语句中时，最终的查询语句可能如下所示：

SELECT * FROM users WHERE username = '' OR '1'='1' AND password = '输入的密码'

由于 '1'='1' 永远为真，这将导致查询返回所有的用户数据，绕过了原本的认证逻辑，攻击者可以成功登录并获取到其他用户的敏感信息。

为了防止 SQL 注入，开发者应该采取以下措施，防止 SQL 注入问题出现。

• 使用参数化查询或预编译语句，可以将用户输入作为参数而不是直接拼接到SQL查询语句中。
• 对用户输入进行验证和过滤，只接受符合预期格式的数据。
• 使用安全编码实践，避免使用已知存在漏洞的函数或方法。
• 定期更新和修复已知的漏洞，以防止攻击者利用已知的SQL注入漏洞进行攻击。

6.2 OS 命令注入

OS（操作系统）命令注入是一种常见的Web应用程序安全漏洞，攻击者通过在用户输入的数据中注入恶意的操作系统命令，以执行未经授权的操作。OS命令注入的原理是利用了应用程序在处理用户输入时对命令执行的不当处理。当应用程序将用户输入直接拼接到操作系统命令中，并且没有对用户输入进行适当的过滤和验证时，攻击者可以在输入中注入恶意的命令，从而执行恶意操作。

攻击者通常通过输入表单、URL 参数或 Cookie 等方式将恶意的命令注入到应用程序中。当应用程序在执行命令时，将用户输入直接拼接到命令字符串中，攻击者可以通过在输入中添加特殊的命令语句来改变原始命令的逻辑和执行行为。

举例来说，假设一个应用程序中有一个文件上传功能，用户可以上传图片并指定一个存储路径。应用程序在执行文件上传操作时，可能会使用操作系统的命令来执行文件存储的操作。如果应用程序没有正确地过滤和验证用户输入，攻击者可以在存储路径的输入框中注入恶意的命令，例如：; rm -rf /。

当应用程序将这个输入值直接拼接到命令字符串中时，最终的命令可能如下所示：

mv uploaded_image.jpg /path/to/upload/; rm -rf /

这个命令中包含了恶意的命令语句 rm -rf /，它将删除整个文件系统。

6.3 LDAP 注入

LDAP（轻量级目录访问协议）注入是一种常见的 Web 应用程序安全漏洞，攻击者通过在用户输入的数据中注入恶意的 LDAP 查询代码，绕过应用程序的输入验证，执行恶意的 LDAP 查询操作。LDAP 注入的原理是利用了应用程序在构造 LDAP 查询时对用户输入数据的处理不当。当应用程序在构造 LDAP 查询时，如果没有对用户输入进行正确的过滤和验证，攻击者可以在用户输入的数据中注入恶意的 LDAP 查询代码，从而改变原始查询的语义和逻辑。攻击者通常通过输入表单、URL参数或Cookie等方式将恶意的 LDAP 查询代码注入到应用程序中。

当应用程序将用户输入直接拼接到 LDAP 查询语句中，而没有进行适当的处理时，攻击者可以通过在输入中添加特定的 LDAP 查询代码，来执行恶意操作。举例来说，假设一个应用程序中有一个用户搜索功能，用户可以输入用户名进行搜索。应用程序在后台构造 LDAP 查询语句进行用户搜索。如果应用程序没有对用户输入进行过滤和验证，攻击者可以在用户名的输入框中注入恶意的 LDAP 查询代码，例如：*)(&(objectclass=*))(|(uid=*))。

当应用程序将这个输入值直接拼接到 LDAP 查询语句中时，最终的查询语句可能如下所示：

(&(objectclass=*)(|(uid=*)(*)(&(objectclass=*))(|(uid=*)))(uid=输入的用户名))

这个查询语句中包含了恶意的 LDAP 查询代码，它可能导致未经授权的访问，获取敏感信息或修改目录服务中的数据。