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改良NoCSRF实现对PHP后端接口的安全验证
自己造的轮子，用于对前后端分离中后端接口的安全加固，如果有缺陷，还请指出，共同讨论改良！
改良和改造NoCSRF，实现对PhalAPI接口框架等前后端分离架构接口的安全加密认证。
不想看分析思路的可以直接跳到“实现过程”及上传的源码，参照进行部署。
目录：
- NoCSRF的介绍
- 配置到框架（以单次请求为示例）
- 多次请求的处理
- 解决方案
- 实现过程
- 结语
NoCSRF
国外大神开发的一个包，用于防范Web页面中的CSRF攻击。
代码一共有120行，思路很清晰，有兴趣可以进行拜读NoCSRF.php。
思路类似于常见的接口签名的实现：
- 将
请求头和IP进行SHA1后，与20位随机码及时间戳连接，最后进行Base64处理。 - 每次请求接口前，生成上述
$token存储到Session中 - 携带
$token请求接口。 - 后台验证时候逐步进行：
-
Session中$token存在性检查 -
$_POST数组中$token存在性检查 - 请求来源检查(
请求头和IP进行SHA1，与$token中的值进行对比) - 验证
Session和$_POST中的$token是否相同 - 验证该
$token是否过期(比对时间戳)
-
- 验证通过后，执行接口操作，否则抛出异常。
- 销毁
$token。
只要$token生成并存储的位置选择合理（每次页面加载前，PHP网页头部），基本不存在伪造的可能。因为$token生成时就放入了Session数组当中，存储在服务器硬盘或Redis等缓冲区中，同时$token作为表单请求，后台将二者进行多重验证。
后面会介绍到，这个包只适用于一个页面对后端只有一次接口调用，多次请求需要进行改良。
配置到框架（以单次请求为示例）
配置前参见官网简单请求的示例：(PHP) NoCSRF
- 在框架命名空间中注册：
// nocsrf.php放入到/src/App/Common/
<?php
namespace App\Common;
///。。。
class NOCSRF{
}
?>
- 页面头部生成Token：
<?php
require_once("../vendor/autoload.php");//自动加载类
use App\Common\NoCSRF;
session_start();
$token = NoCSRF::generate('csrf_token');
?>
- 表单携带Token：
<form name="csrf_form" action="#" method="post">
<input type="hidden" name="csrf_token" value="<?php echo $token; ?>">
...Other form inputs...
<input type="submit" value="Send form">
</form>
如果是Ajax，直接放入到变量当中，记得加上引号: var token = '<?php echo $token; ?>';。
- 后端验证：(对于每一个需要验证的接口，在构造函数内执行，
./src/App/Api/xxx.php)
<?php
namespace App\Api;
use PhalApi\Api;
use App\Common\NoCSRF;
use PhalApi\Exception;
class Login extends Api{
public function __construct(){
session_start();
try {
// Run CSRF check, on POST data, in exception mode, with a validity of 10 minutes, in one-time mode.
NoCSRF::check( $MainKey, $_POST, true, 60*10, false );
// form parsing, DB inserts, etc.
}
catch ( Exception $e ) {
exit('Need token!');
// CSRF attack detected
}
}
public function getRules(){
//.....
}
//...Other functions...
}
?>
以上内容针对：页面加载一次只请求后台一个接口的情形，比如登录。
多次请求的处理
对于一个页面同时请求多个接口，上述显然不适合。因为页面每次加载只会生成一个$token，而这个$token用于验证后，就会被后台销毁掉，同时请求的其他接口就会失效，而抛出Need Toekn！。
思路1：（不可行）
Ajax请求接口的时候再
<?php echo NoCSRF::generate('csrf_token');?>
比如下方例子，理论上可行，有请求就生成token，但实际上只有最后一次生成的token有效。因为PHP网页也算作脚本，页面每次刷新，页面内所有的PHP代码都会自动执行，所以前方的token会在后方的token生成后被销毁。
function f1(){
$.ajax({
url: "xxxxx",
type: "POST",
data: {
'csrf_token': '<?php echo NoCSRF::generate('csrf_token');?>'
},
success: function(res, status, xhr) {
console.log(res);
},
})
}
function f2(){
$.ajax({
url: "xxxxx",
type: "POST",
data: {
'csrf_token': '<?php echo NoCSRF::generate('csrf_token');?>'
},
success: function(res, status, xhr) {
console.log(res);
},
})
}
思路2：（可行但漏洞显而易见）
生成
token单独作为接口发布，每次需要就先请求再获取。
于是有了以下方案：
- 生成token的接口
./src/App/Api/Token.php
<?php
namespace App\Api;
use PhalApi\Api;
use App\Common\NoCSRF;
use PhalApi\Exception;
class Token extends Api{
public function getRules(){
return array(
'index' => array(),
);
}
public function index(){
session_start();
return NoCSRF::generate('csrf_token');
}
}
- Ajax调取接口，封装成函数
function getCSRF(){
let csrf_token = "";
$.ajax({
type: "GET",
cache: false,
async: false,
url: "/xxx/xxx/?s=Token/Index",//Tokenj接口的URL
success: function(res) {
csrf_token = res.data;
}, error: function(XMLHttpRequest, textStatus, errorThrown) {
console.log(XMLHttpRequest.status);
console.log(XMLHttpRequest.readyState);
console.log(textStatus);
console.log(errorThrown);
csrf_token = "";
}
});
return csrf_token;
}
- 每次需要就执行:
function refresh(){
$.ajax({
url: "xxxxx",
type: "POST",
data: {
'csrf_token': getCSRF(),
'otherData' : 'xxx',
},
success: function(res, status, xhr) {
console.log(res);
},
})
}
后面发现，直接用Postman请求/xxx/xxx/?s=Token/Index，获取到token，再携带这个token请求其他接口，依然能访问成功。
思考发现，这时的
token仍然是在服务器端生成，无状态的HTTP请求直接拿过去，再反回来请求，依然是可行，只起到了验证时效性验证的功能，token与客户端没有唯一性联系，这种方案脱离了NoCSRF包本身的设计思路。
解决方案：
每次生成
token的过程'NoCSRF::generate('csrf_token');'，其中的'csrf_token'是自定义的，那么不妨把这个key利用起来，使之成为唯一且动态变化的值。
在每个页面首部生成
Token1，作为后面接口生成的token的token_key，请求是下面的样子：
由于
Token1是在页面首部（自身脚本，相当于与客户端绑定）生成的，不存在被伪造的可能 (原因见文章第一部分的介绍) ，故身份具有唯一性，拥有token的网页才可以访问接口。
实现过程：
注册接口: 每次页面加载会生成
Token1，并请求此接口验证身份，当作token_key。
token接口: 请求此接口会得到token_key: token2(上图)样式的Token用于业务接口的验证。
常规接口: 业务接口，比如“获取列表”。
- 每个页面生成
Token1并前往注册，注册成功Token1采纳，否则为空：(存储在session中)
<?php
require_once("../vendor/autoload.php");
use App\Common\NoCSRF;
session_start();
$token = NoCSRF::generate('csrf_token');
$_SESSION['token_key'] = $token;//token_key或者Token1
?>
<html>
<body>
<script>
var token_key = "";
$.ajax({
url: "/xxx/public/?s=Token/Login",//身份注册接口
type: "POST",
cache: false,
async: false,
data:{
"csrf_token": "<?php echo $token?>",
},
success: function(res) {
token_key = "<?php echo $token?>";
}, error: function(error) {
console.log(error);
token_key = "";
}
});
</script>
</body>
</body>
- 注册接口：
./src/App/Api/Token.php（这里的key仍然是‘csrf_token’）
public function Login(){//页面头部的注册
session_start();
try {
NoCSRF::check( 'csrf_token', $_POST, true, 60*10, false );
}
catch ( Exception $e ) {
unset($_SESSION['token_key']);//验证不通过就销毁
exit('Need token!');
}
}
- 拥有
token_key后获取组合token: （此处开始，token以token_key作为键值）
// ./src/App/Api/Token.php
public function index(){
session_start();
$token_key = $_SESSION['token_key'];
//generate函数的参数不再是'csrf_token'而是$token_key
return NoCSRF::generate($token_key);
}
//Ajax请求Token，这一步无变化
function getCSRF(){
let csrf_token = "";
$.ajax({
type: "GET",
cache: false,
async: false,
url: "/xxx/xxx/?s=Token/Index",
success: function(res) {
csrf_token = res.data;
}, error: function(error) {
console.log(error);
csrf_token = "";
}
});
return csrf_token;
}
//请求业务接口，这里需要将Token1/token_key作为key，其中token_key就是页面首部生成，通过身份注册的
<script>
let json_data = {
'data1' : 'xxx',
};
//注意，变量作为key传输必须用下方写法，不能用上面json格式写法，否则key直接为'token_key'.
json_data[token_key] = getCSRF();
$.ajax({
url: "/xxx/xxx/?s=Order/GetList",
type: "POST",
data: json_data,
success: function(res, status, xhr) {
console.log(res);
//
},
})
</script>
- 业务接口验证（对于每一个需要验证的接口，在构造函数内执行，
./src/App/Api/Order.php）：
public function __construct(){
session_start();
//验证$_SESSION中是否存在'token_key'
if(!isset($_SESSION['token_key'])){
exit('Need token!');
}
$token_key = $_SESSION['token_key'];
//注意下方check函数的第一个参数不再是'csrf_token'而是$token_key
try {
NoCSRF::check( $token_key, $_POST, true, 60*10, false );
}
catch ( Exception $e ) {
exit('Need token!');
}
}
public function getRules(){
//...
}
/// ...Other functions...
完结
至此，整个从前端请求和后端接口验证过程结束。至于如何部署到Phalapi框架或其他框架里面，相信看完整个过程就可以上手，也可以直接查看上传的示例。
本方案只针对采用前后端分离框架开发的微服务项目中，接口安全验证的防护。Web开发中涉及到方方面面的安全性问题：明文传输、数据库明文存储、XSS、渗透、社工等，要想让项目固若金汤，开发过程中都勇于去面对这些问题，寻找方案进行加固。
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