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同源策略

作者:刘新琼 | 日期:2017-08-06 14:18 | 标签:安全 浏览(193) 留言(0)

在工作碰到需要验证手机验证码的问题时，毫不犹豫的使用了session存储验证码，验证验证码时从session中取，后面发现这在移动端是行不通的。行不通的原因就是因为同源策略。

同源策略

浏览器安全的基石是"同源政策"（same-origin policy）

同源

所谓"同源"指的是"三个相同"。

  • 协议相同
  • 域名相同
  • 端口相同

目的

同源政策的目的，是为了保证用户信息的安全，防止恶意的网站窃取数据。

很显然，如果 Cookie 包含隐私（比如存款总额），这些信息就会泄漏。更可怕的是，Cookie 往往用来保存用户的登录状态，如果用户没有退出登录，其他网站就可以冒充用户，为所欲为。因为浏览器同时还规定，提交表单不受同源政策的限制。

限制范围

随着互联网的发展，"同源政策"越来越严格。目前，如果非同源，共有三种行为受到限制。

  • Cookie、LocalStorage 和 IndexDB 无法读取。
  • DOM 无法获得。
  • AJAX 请求不能发送。

规避cookie

Cookie 是服务器写入浏览器的一小段信息，只有同源的网页才能共享。但是，两个网页一级域名相同，只是二级域名不同，浏览器允许通过设置document.domain共享 Cookie。

document.domain = 'example.com';

这种方法只适用于 Cookie 和 iframe 窗口，LocalStorage 和 IndexDB 无法通过这种方法，规避同源政策，而要使用下文介绍的PostMessage API。

服务器也可以在设置Cookie的时候，指定Cookie的所属域名为一级域名，比如.example.com。

Set-Cookie: key=value; domain=.example.com; path=/

iframe

如果两个网页不同源，就无法拿到对方的DOM。典型的例子是iframe窗口和window.open方法打开的窗口，它们与父窗口无法通信。

父窗口运行下面的命令，如果iframe窗口不是同源，就会报错。

document.getElementById("myIFrame").contentWindow.document

反之亦然，子窗口获取主窗口的DOM也会报错。

window.parent.document.body

对于完全不同源的网站，目前有三种方法，可以解决跨域窗口的通信问题。

  1. 片段识别符（fragment identifier）
  2. window.name
  3. 跨文档通信API（Cross-document messaging）

片段识别符

片段标识符（fragment identifier）指的是，URL的#号后面的部分，比如http://example.com/x.html#fragment的#fragment。如果只是改变片段标识符，页面不会重新刷新。

父窗口可以把信息，写入子窗口的片段标识符。

var src = originURL + '#' + data;
document.getElementById('myIFrame').src = src;

子窗口通过监听hashchange事件得到通知。

window.onhashchange = checkMessage;
function checkMessage() {
  var message = window.location.hash;
  // ...
}

子窗口也可以改变父窗口的片段标识符。

parent.location.href= target + "#" + hash;

window.name

浏览器窗口有window.name属性。这个属性的最大特点是，无论是否同源，只要在同一个窗口里，前一个网页设置了这个属性，后一个网页可以读取它。

window.postMessage

上面两种方法都属于破解，HTML5为了解决这个问题，引入了一个全新的API：跨文档通信 API（Cross-document messaging）。

这个API为window对象新增了一个window.postMessage方法，允许跨窗口通信，不论这两个窗口是否同源。

父窗口http://aaa.com向子窗口http://bbb.com发消息，调用postMessage方法就可以了。

var popup = window.open('http://bbb.com', 'title');
popup.postMessage('Hello World!', 'http://bbb.com');

postMessage方法的第一个参数是具体的信息内容，第二个参数是接收消息的窗口的源（origin），即"协议 + 域名 + 端口"。也可以设为*，表示不限制域名，向所有窗口发送。

window.opener.postMessage('Nice to see you', 'http://aaa.com');

父窗口和子窗口都可以通过message事件，监听对方的消息。

window.addEventListener('message', function(e) { },false);

message事件的事件对象event，提供以下三个属性。

  • event.source：发送消息的窗口:function：子窗口可以通过event.source属性引用父窗口，然后发送消息。
  • event.origin: 消息发向的网址:function：event.origin属性可以过滤不是发给本窗口的消息。
  • event.data: 消息内容

规避Localstorage

通过window.postMessage，读写其他窗口的 LocalStorage 也成为了可能。

加强版的子窗口接收消息

window.onmessage = function(e) {
  if (e.origin !== 'http://bbb.com') return;
  var payload = JSON.parse(e.data);
  switch (payload.method) {
    case 'set':
      localStorage.setItem(payload.key, JSON.stringify(payload.data));
      break;
    case 'get':
      var parent = window.parent;
      var data = localStorage.getItem(payload.key);
      parent.postMessage(data, 'http://aaa.com');
      break;
    case 'remove':
      localStorage.removeItem(payload.key);
      break;
  }
};

加强版的父窗口发送消息

var win = document.getElementsByTagName('iframe')[0].contentWindow;
var obj = { name: 'Jack' };
// 存入对象
win.postMessage(JSON.stringify({key: 'storage', method: 'set', data: obj}), 'http://bbb.com');
// 读取对象
win.postMessage(JSON.stringify({key: 'storage', method: "get"}), "*");
window.onmessage = function(e) {
  if (e.origin != 'http://aaa.com') return;
  // "Jack"
  console.log(JSON.parse(e.data).name);
};

Ajax

同源政策规定，AJAX请求只能发给同源的网址，否则就报错。

除了架设服务器代理（浏览器请求同源服务器，再由后者请求外部服务），有三种方法规避这个限制。

  1. JSONP
  2. WebSocket
  3. CORS

JSONP

JSONP是服务器与客户端跨源通信的常用方法。最大特点就是简单适用，老式浏览器全部支持，服务器改造非常小。

它的基本思想是，网页通过添加一个<script>元素，向服务器请求JSON数据，这种做法不受同源政策限制；服务器收到请求后，将数据放在一个指定名字的回调函数里传回来。

首先，网页动态插入<script>元素，由它向跨源网址发出请求。

上面代码通过动态添加<script>元素，向服务器example.com发出请求。注意，该请求的查询字符串有一个callback参数，用来指定回调函数的名字，这对于JSONP是必需的。

服务器收到这个请求以后，会将数据放在回调函数的参数位置返回。

由于<script>元素请求的脚本，直接作为代码运行。这时，只要浏览器定义了foo函数，该函数就会立即调用。作为参数的JSON数据被视为JavaScript对象，而不是字符串，因此避免了使用JSON.parse的步骤。

特点：仅支持get请求

WebSocket

WebSocket是一种通信协议，使用ws://（非加密）和wss://（加密）作为协议前缀。该协议不实行同源政策，只要服务器支持，就可以通过它进行跨源通信。

查看浏览器发出的WebSocket请求的头信息，有一个字段是Origin，表示该请求的请求源（origin），即发自哪个域名。

正是因为有了Origin这个字段，所以WebSocket才没有实行同源政策。因为服务器可以根据这个字段，判断是否许可本次通信。如果该域名在白名单内，服务器就会做出如下回应。

CORS

CORS是跨源资源分享（Cross-Origin Resource Sharing）的缩写。它是W3C标准，是跨源AJAX请求的根本解决方法。相比JSONP只能发GET请求，CORS允许任何类型的请求。

CORS详解

CORS是一个W3C标准，全称是"跨域资源共享"（Cross-origin resource sharing）。

它允许浏览器向跨源服务器，发出XMLHttpRequest请求，从而克服了AJAX只能同源使用的限制。

简介

CORS需要浏览器和服务器同时支持。目前，所有浏览器都支持该功能，IE浏览器不能低于IE10。

整个CORS通信过程，都是浏览器自动完成，不需要用户参与。对于开发者来说，CORS通信与同源的AJAX通信没有差别，代码完全一样。浏览器一旦发现AJAX请求跨源，就会自动添加一些附加的头信息，有时还会多出一次附加的请求，但用户不会有感觉。

因此，实现CORS通信的关键是服务器。只要服务器实现了CORS接口，就可以跨源通信。

请求类别

浏览器将CORS请求分成两类：简单请求（simple request）和非简单请求（not-so-simple request）。

只要同时满足以下两大条件，就属于简单请求。

  • 请求方法是以下三种方法之一：
    • HEAD
    • GET
    • POST
  • HTTP的头信息不超出以下几种字段：
    • Accept
    • Accept-Language
    • Content-Language
    • Last-Event-ID
    • Content-Type：只限于三个值application/x-www-form-urlencoded、multipart/form-data、text/plain

凡是不同时满足上面两个条件，就属于非简单请求。

简单请求

基本流程

对于简单请求，浏览器直接发出CORS请求。具体来说，就是在头信息之中，增加一个Origin字段。

Origin字段用来说明，本次请求来自哪个源（协议 + 域名 + 端口）。服务器根据这个值，决定是否同意这次请求。

如果Origin指定的源，不在许可范围内，服务器会返回一个正常的HTTP回应。浏览器发现，这个回应的头信息没有包含Access-Control-Allow-Origin字段（详见下文），就知道出错了，从而抛出一个错误，被XMLHttpRequest的onerror回调函数捕获。注意，这种错误无法通过状态码识别，因为HTTP回应的状态码有可能是200。

如果Origin指定的域名在许可范围内，服务器返回的响应，会多出几个头信息字段。

  • Access-Control-Allow-Origin: http://api.bob.com
  • Access-Control-Allow-Credentials: true
  • Access-Control-Expose-Headers: FooBar
  • Content-Type: text/html; charset=utf-8

上面的头信息之中，有三个与CORS请求相关的字段，都以Access-Control-开头。

  1. Access-Control-Allow-Origin
    该字段是必须的。它的值要么是请求时Origin字段的值，要么是一个*，表示接受任意域名的请求。
  2. Access-Control-Allow-Credentials
    该字段可选。它的值是一个布尔值，表示是否允许发送Cookie。默认情况下，Cookie不包括在CORS请求之中。设为true，即表示服务器明确许可，Cookie可以包含在请求中，一起发给服务器。这个值也只能设为true，如果服务器不要浏览器发送Cookie，删除该字段即可。
  3. Access-Control-Expose-Headers
    该字段可选。CORS请求时，XMLHttpRequest对象的getResponseHeader()方法只能拿到6个基本字段：Cache-Control、Content-Language、Content-Type、Expires、Last-Modified、Pragma。如果想拿到其他字段，就必须在Access-Control-Expose-Headers里面指定。上面的例子指定，getResponseHeader('FooBar')可以返回FooBar字段的值。

withCredentials 属性

上面说到，CORS请求默认不发送Cookie和HTTP认证信息。如果要把Cookie发到服务器，一方面要服务器同意，指定Access-Control-Allow-Credentials字段。

Access-Control-Allow-Credentials: true

另一方面，开发者必须在AJAX请求中打开withCredentials属性。

var xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.withCredentials = true;

否则，即使服务器同意发送Cookie，浏览器也不会发送。或者，服务器要求设置Cookie，浏览器也不会处理。

但是，如果省略withCredentials设置，有的浏览器还是会一起发送Cookie。这时，可以显式关闭withCredentials。

xhr.withCredentials = false;

需要注意的是，如果要发送Cookie，Access-Control-Allow-Origin就不能设为星号，必须指定明确的、与请求网页一致的域名。同时，Cookie依然遵循同源政策，只有用服务器域名设置的Cookie才会上传，其他域名的Cookie并不会上传，且（跨源）原网页代码中的document.cookie也无法读取服务器域名下的Cookie。

非简单请求

非简单请求是那种对服务器有特殊要求的请求，比如请求方法是PUT或DELETE，或者Content-Type字段的类型是application/json。

非简单请求的CORS请求，会在正式通信之前，增加一次HTTP查询请求，称为"预检"请求（preflight）。

浏览器先询问服务器，当前网页所在的域名是否在服务器的许可名单之中，以及可以使用哪些HTTP动词和头信息字段。只有得到肯定答复，浏览器才会发出正式的XMLHttpRequest请求，否则就报错。

下面是这个"预检"请求的HTTP头信息。

OPTIONS /cors HTTP/1.1
Origin: http://api.bob.com
Access-Control-Request-Method: PUT
Access-Control-Request-Headers: X-Custom-Header
Host: api.alice.com
Accept-Language: en-US
Connection: keep-alive
User-Agent: Mozilla/5.0...

"预检"请求用的请求方法是OPTIONS，表示这个请求是用来询问的。头信息里面，关键字段是Origin，表示请求来自哪个源。

除了Origin字段，"预检"请求的头信息包括两个特殊字段。

  1. Access-Control-Request-Method
    该字段是必须的，用来列出浏览器的CORS请求会用到哪些HTTP方法，上例是PUT。
  2. Access-Control-Request-Headers
    该字段是一个逗号分隔的字符串，指定浏览器CORS请求会额外发送的头信息字段，上例是X-Custom-Header。

服务器收到"预检"请求以后，检查了Origin、Access-Control-Request-Method和Access-Control-Request-Headers字段以后，确认允许跨源请求，就可以做出回应。

HTTP/1.1 200 OK
Date: Mon, 01 Dec 2008 01:15:39 GMT
Server: Apache/2.0.61 (Unix)
Access-Control-Allow-Origin: http://api.bob.com
Access-Control-Allow-Methods: GET, POST, PUT
Access-Control-Allow-Headers: X-Custom-Header
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Content-Encoding: gzip
Content-Length: 0
Keep-Alive: timeout=2, max=100
Connection: Keep-Alive
Content-Type: text/plain

上面的HTTP回应中，关键的是Access-Control-Allow-Origin字段，表示http://api.bob.com可以请求数据。该字段也可以设为星号，表示同意任意跨源请求。

如果浏览器否定了"预检"请求，会返回一个正常的HTTP回应，但是没有任何CORS相关的头信息字段。这时，浏览器就会认定，服务器不同意预检请求，因此触发一个错误，被XMLHttpRequest对象的onerror回调函数捕获。控制台会打印出如下的报错信息。

服务器回应的其他CORS相关字段如下。

  • Access-Control-Allow-Methods: GET, POST, PUT
    该字段必需，它的值是逗号分隔的一个字符串，表明服务器支持的所有跨域请求的方法。注意，返回的是所有支持的方法，而不单是浏览器请求的那个方法。这是为了避免多次"预检"请求。
  • Access-Control-Allow-Headers: X-Custom-Header
    如果浏览器请求包括Access-Control-Request-Headers字段，则Access-Control-Allow-Headers字段是必需的。它也是一个逗号分隔的字符串，表明服务器支持的所有头信息字段，不限于浏览器在"预检"中请求的字段。
  • Access-Control-Allow-Credentials: true
    该字段与简单请求时的含义相同。
  • Access-Control-Max-Age: 1728000
    该字段可选，用来指定本次预检请求的有效期，单位为秒。上面结果中，有效期是20天（1728000秒），即允许缓存该条回应1728000秒（即20天），在此期间，不用发出另一条预检请求。 一旦服务器通过了"预检"请求，以后每次浏览器正常的CORS请求，就都跟简单请求一样，会有一个Origin头信息字段。服务器的回应，也都会有一个Access-Control-Allow-Origin头信息字段。

与JSONP比较

CORS与JSONP的使用目的相同，但是比JSONP更强大。

JSONP只支持GET请求，CORS支持所有类型的HTTP请求。JSONP的优势在于支持老式浏览器，以及可以向不支持CORS的网站请求数据。

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