Spring REST API 如何有效防御 XSS 攻击？

2024-07-26 17:42:06

Spring REST API 安全之痛：如何击退 XSS 攻击？

在当今前后端分离的开发模式下，我们使用 Angular、React 等框架构建流畅的单页应用，并依赖 Spring 等框架提供强大的 RESTful API 后端支持。然而，这种模式也为跨站脚本攻击 (XSS) 打开了方便之门，安全问题不容忽视。近期，在使用静态应用安全测试 (SAST) 工具对一个基于 Angular 和 Spring 3.x 的应用进行分析时，我们发现了一些潜在的 XSS 漏洞，这些漏洞都指向使用了 @RequestBody 注解的控制器方法。

以下代码片段展示了一个存在潜在 XSS 漏洞的 REST 控制器方法：

public ResponseEntity<FacetDescriptorDto> createFacet(@PathVariable(name = "entityType") String entityType, @RequestBody FacetDescriptorDto ent) {
    FacetDescriptorDto saveFacet = facetService.createFacet(entityType, ent);
    return ResponseEntity.status(HttpStatus.CREATED)
            .body(saveFacet);
}

SAST 工具建议在进行任何其他操作之前验证 ent 对象。那么，如何在 Spring 框架内有效地实现这些安全策略？如何才能有效防止此类攻击？

XSS 攻击：REST API 的隐患

也许有人会说，我们的应用没有直接面向用户的界面，REST API 怎么会成为 XSS 攻击的目标呢？然而，攻击者可以通过恶意构造的请求体，将恶意脚本注入到应用程序中。如果这些脚本被存储并在后续请求中被反射回浏览器，就可能导致用户的浏览器执行恶意代码，从而窃取用户信息、篡改页面内容，甚至控制用户账户。

Spring Security 加持：构建安全的 REST API

Spring Security 是 Spring 家族中专门用于安全控制的强大工具，它为我们提供了丰富的功能来保护 REST API 免受 XSS 攻击。

输入验证：构筑第一道防线

输入验证是防御 XSS 攻击的第一道防线，如同铜墙铁壁般将恶意脚本拒之门外。我们必须对所有来自用户输入的数据进行严格的验证，确保其符合预期的格式和内容。

我们可以利用 Spring Validation 框架提供的强大注解，方便地对请求参数进行校验。例如，使用 @NotBlank、@Size、@Pattern 等注解对字符串类型的数据进行长度、格式等方面的校验，就像为数据穿上了一层防护网，将不符合要求的数据拦截在外。

public class FacetDescriptorDto {

    @NotBlank
    @Size(max = 255)
    private String name;

    // ... other fields and methods
}

对于复杂的业务逻辑，我们还可以自定义校验器来实现特定的验证规则。例如，可以编写一个校验器来检查输入数据中是否包含 HTML 标签或 JavaScript 代码，如同 vigilant 的哨兵，将任何可疑字符拒之门外。

输出编码：解除恶意脚本的武装

除了对输入进行验证，我们还需要对输出进行编码。输出编码可以将 HTML 标签和 JavaScript 代码等特殊字符转换为安全的字符实体，从而防止浏览器将其解释为可执行代码，如同将恶意脚本的獠牙拔除，使其无法施展攻击。

Spring MVC 的 HtmlUtils 工具类提供 htmlEscape 方法，可以轻松地对字符串进行 HTML 编码。

String safeName = HtmlUtils.htmlEscape(facetDescriptorDto.getName());

为了避免在每个控制器方法中都手动进行输出编码，我们可以配置全局的输出编码机制。例如，使用 Spring MVC 的 ContentNegotiatingViewResolver 来配置 EscapeXml 视图解析器，从而对所有返回 XML 格式数据的视图进行输出编码。这就像为所有输出数据都穿上了一层防护服，将恶意脚本隔离在外。

@Configuration
public class WebMvcConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Override
    public void configureViewResolvers(ViewResolverRegistry registry) {
        registry.enableContentNegotiation(new MappingJackson2XmlView());
    }
}

HttpOnly Cookies：为敏感信息加一把锁

对于包含敏感信息的 Cookie，例如身份验证令牌，我们可以将其设置为 HttpOnly，这样 JavaScript 代码就无法访问这些 Cookie，从而降低 XSS 攻击的风险，如同为敏感信息加了一把坚固的锁，将攻击者拒之门外。

@Configuration
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        // ... other configurations
        http.csrf().disable(); // 如果不需要 CSRF 防护，可以禁用
        http.sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS); // RESTful API 通常是无状态的
        // ... other configurations

        http.addFilterBefore(new RequestValidationFilter(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
    }
}

内容安全策略 (CSP)：限制浏览器行为，防患于未然

内容安全策略 (CSP) 是一种浏览器端的安全机制，它允许网站管理员控制浏览器可以加载和执行哪些资源。通过设置 CSP 策略，可以有效地 mitigating XSS 攻击。例如，可以限制浏览器只能加载来自特定域名的脚本文件，或者禁止内联脚本的执行，如同为浏览器设置了安全策略，限制其行为，将 XSS 攻击扼杀在摇篮中。

Content-Security-Policy: default-src 'self'; script-src 'self' https://trusted.cdn.com;

总结：构建铜墙铁壁，守护应用安全

在构建基于 Spring 的 REST API 时，安全性至关重要。通过结合输入验证、输出编码、HttpOnly Cookies 和内容安全策略等多种安全措施，可以有效地防御 XSS 攻击，保护应用程序和用户数据安全，如同为应用构建了铜墙铁壁，使其固若金汤。

常见问题解答

除了 XSS 攻击，Spring REST API 还面临哪些安全威胁？

除了 XSS 攻击，Spring REST API 还面临着 SQL 注入、跨站请求伪造 (CSRF)、拒绝服务攻击 (DoS) 等多种安全威胁。
如何防止 SQL 注入攻击？

使用参数化查询或预编译语句是防止 SQL 注入攻击的有效方法。
如何防止 CSRF 攻击？

可以使用 Spring Security 提供的 CSRF 防护功能，例如在表单中添加 CSRF 令牌。
如何防止 DoS 攻击？

可以使用限流、访问控制等措施来防止 DoS 攻击。
如何测试 Spring REST API 的安全性？

可以使用安全扫描工具 (如 OWASP ZAP、Burp Suite) 对 Spring REST API 进行安全测试。