XSS 前端防火墙 —— 可疑模块拦截
上一篇介绍的系统，虽然能防御简单的内联 XSS 代码，但想绕过还是很容易的。
由于是在前端防护，策略配置都能在源代码里找到，因此很快就能试出破解方案。并且攻击者可以屏蔽日志接口，在自己电脑上永不发出报警信息，保证测试时不会被发现。
昨天提到最简单并且最常见的 XSS 代码，就是加载站外的一个脚本文件。对于这种情况，关键字扫描就无能为力了，因为代码可以混淆的千变万化，我们看不出任何异常，只能将其放行。
因此，我们还需增加一套可疑模块跟踪系统。
被动扫描
和之前说的一样，最简单的办法仍是遍历扫描。我们可以定时分析页面里的脚本元素，发现有站外地址的脚本就发送预警日志。
如果昨天说的内联事件使用定时扫描，或许还能在触发前拦截一部分，但对于脚本则完全不可能了。脚本元素一旦被挂载到主节点之下，就立即加载并执行了。除非定时器开的特别短，能在脚本加载的过程中将其销毁，或许还能拦截，否则一不留神就错过了。
我们得寻找更高端的浏览器接口，能在元素创建或添加时，进行分析和拦截。
主动防御
在无所不能的 HTML5 里，这当然是能办到的，它就是MutationEvent(http://www.w3.org/TR/DOM-Level-3-Events/#events-MutationEvent)。与其相关的有两个玩意：一个叫 DOMNodeInserted 的事件，另一个则是 MutationObserver 类。
前者虽然是个事件，但即使阻止冒泡它，或调用 preventDefault 这些方法，仍然无法阻止元素被添加；而后者就不用说了，看名字就是一个观察器，显然优先级会更低。
MutationEvent 试探
但不管能否实现我们的目标，既然有这么个东西，就先测试看看究竟能有多大的本领。
<script>
var observer = new MutationObserver(function(mutations) {
console.log('MutationObserver:', mutations);
});
observer.observe(document, {
subtree: true,
childList: true
});
document.addEventListener('DOMNodeInserted', function(e) {
console.log('DOMNodeInserted:', e);
}, true);
</script>
<script>console.warn('site-in xss 1');</script>
<script src="http://www.etherdream.com/xss/out.js"></script>
<script>console.warn('site-in xss 2');</script>
<button id="btn">创建脚本</button>
<script>
btn.onclick = function() {
var el = document.createElement('script');
el.src = 'http://www.etherdream.com/xss/out.js?dynamic';
document.body.appendChild(el);
};
</script>Run(http://www.etherdream.com/blogs/xss-fw/MutationObserver.html)
出乎意料的是，MutationObserver 居然能逐一捕捉到页面加载时产生的静态元素，这在过去只能通过定时器才能勉强实现。同时为了更高效的记录，MutationObserver 并非发现新元素就立即回调，而是将一个时间片段里出现的所有元素，一起传过来。这对性能来说是件好事，但显然会损失一些优先级。
再看 DOMNodeInserted，它虽然无法捕获到静态元素，但在动态创建元素时，它比 MutationObserver 更早触发，拥有更高的优先级。
静态脚本拦截
接着再来尝试，能否利用这两个事件，销毁可疑的脚本元素，以达到主动拦截的效果。
<script>
var observer = new MutationObserver(function(mutations) {
mutations.forEach(function(mutation) {
var nodes = mutation.addedNodes;
for (var i = 0; i < nodes.length; i++) {
var node = nodes[i];
if (/xss/.test(node.src) || /xss/.test(node.innerHTML)) {
node.parentNode.removeChild(node);
console.log('拦截可疑模块:', node);
}
}
});
});
observer.observe(document, {
subtree: true,
childList: true
});
</script>
<script>console.warn('site-in xss 1');</script>
<script src="http://www.etherdream.com/xss/out.js"></script>
<script>console.warn('site-in xss 2');</script>
<button id="btn">创建脚本</button>
<script>
btn.onclick = function() {
var el = document.createElement('script');
el.src = 'http://www.etherdream.com/x\ss/out.js?dynamic';
document.body.appendChild(el);
};
</script>Run(http://www.etherdream.com/blogs/xss-fw/static_defense.html)
又是一个出人意料的结果，所有静态脚本被成功拦截了！
然而这并非标准。FireFox 虽然拦截到脚本，但仍然执行代码了。
不过对于预警系统来说，能够发现问题也足够了，可以拦截风险那就再好不过。
动态脚本拦截
刚刚测试了静态脚本的拦截，取得了不错的成绩。但在动态创建的元素上，和我们先前猜测的一样，MutationObserver 因优先级过低而无法拦截。
那就让 DOMNodeInserted 来试试：
<script>
document.addEventListener('DOMNodeInserted', function(e) {
var node = e.target;
if (/xss/.test(node.src) || /xss/.test(node.innerHTML)) {
node.parentNode.removeChild(node);
console.log('拦截可疑模块:', node);
}
}, true);
</script>
<button id="btn">创建脚本</button>
<script>
btn.onclick = function() {
var el = document.createElement('script');
el.src = 'http://www.etherdream.com/xss/out.js?dynamic';
document.body.appendChild(el);
};
</script>Run(http://www.etherdream.com/blogs/xss-fw/dynamic_defense.html)
遗憾的是，DOMNodeInserted 也没能拦截动态脚本的执行 —— 尽管能检测到。经过一番尝试，所有浏览器都宣告失败。
当然，能实时预警已满足我们的需求了。但若能拦截动态脚本，整套系统防御力就更高了。
既然无法通过监控节点挂载来拦截，我们不妨换一条路。问题总有解决的方案，就看简单与否。
属性拦截
仔细分析动态脚本创建的所有步骤：
var el = document.createElement('script');
el.src = 'http://www.etherdream.com/xss/out.js?dynamic';
document.body.appendChild(el); 是哪一步触发了挂载事件？显然是最后行。要获得比它更高的优先级，我们只能往前寻找。
既然是动态创建脚本，赋予它 src 属性必不可少。如果创建脚本只为赋值 innerHTML 的话，还不如直接 eval 代码更简单。
如果能在属性赋值时进行拦截，那么我们即可阻止赋予可疑的 src 属性。
类似 IE 有个 onpropertychange 事件，HTML5 里面也是有属性监听接口的，并且就是刚刚我们使用的那个：MutationEvent。甚至还是那两套方案：DOMAttrModified 和 MutationObserver。
在根节点上监听属性变化，肯定会大幅影响页面的性能，但我们还是先来看看是否可行。
先尝试 MutationObserver：
var observer = new MutationObserver(function(mutations) {
console.log(mutations);
});
observer.observe(document, {
subtree: true,
attributes: true
});
var el = document.createElement('script');
el.src = 'http://www.etherdream.com/xss/out.js?dynamic';
document.body.appendChild(el); 站外脚本执行了，但奇怪的是，回调却没有触发。原来，我们监控的是 document 下的元素，而脚本赋值时还处于离屏状态，显然无法将事件冒泡上来。
如果我们先 appendChild 再赋值 src 属性，倒是可以捕获到。但现实中调用顺序完全不是我们说了算的。
同样的，DOMAttrModified 也有这问题。
看来，事件这条路的局限性太大，我们得另辟蹊径。
API 拦截
监控属性赋值的方式肯定不会错，只是我们不能再用事件那套机制了。
想在修改属性时触发函数调用，除了事件外，另一个在传统语言里经常用到的、并且主流 JavaScript 也支持的，那就是 Setter 访问器。
当我们设置脚本元素 src 属性时，理论上说 HTMLScriptElement.prototype.src 这个访问器将被调用。如果我们重写这个访问器，即可在设置脚本路径时将其拦截。
<script>
HTMLScriptElement.prototype.__defineSetter__('src', function(url) {
console.log('设置路径:', url);
});
</script>
<button id="btn">创建脚本</button>
<script>
btn.onclick = function() {
var el = document.createElement('script');
el.src = 'http://www.etherdream.com/xss/out.js?dynamic';
document.body.appendChild(el);
};
</script>run(http://www.etherdream.com/blogs/xss-fw/accessor_overwrite.html)
如果这套方案可行的话，一切都将迎刃而解。而且我们只监听脚本元素的 src 赋值，其他元素和属性则完全不受影响，因此性能得到极大提升。
经测试，FireFox 和 IE 浏览器完全可行。我们事先保存原始的 setter 变量，然后根据策略，决定是否向上调用。
<script>
var raw_setter = HTMLScriptElement.prototype.__lookupSetter__('src');
HTMLScriptElement.prototype.__defineSetter__('src', function(url) {
if (/xss/.test(url)) {
if (confirm('试图加载可疑模块：\n\n' + url + '\n\n是否拦截？')) {
return;
}
}
raw_setter.call(this, url);
});
</script>
<button id="btn">创建脚本</button>
<script>
btn.onclick = function() {
var el = document.createElement('script');
el.src = 'http://www.etherdream.com/xss/out.js?dynamic';
document.body.appendChild(el);
};
</script>run(http://www.etherdream.com/blogs/xss-fw/accessor_hook.html)
效果非常漂亮，然而现实却令人遗憾 —— 我们的主流浏览器 Chrome 并不支持。由于无法操作原生访问器，即使在原型链上重写了 setter，实际赋值时仍不会调用我们的监控程序。
先不急，若是抛弃原型链，直接在元素实例上定义访问器又会如何？
<button id="btn">创建脚本</button>
<script>
btn.onclick = function() {
var el = document.createElement('script');
el.__defineSetter__('src', function(url) {
console.log('设置路径:', url);
});
el.src = 'http://www.etherdream.com/xss/out.js?dynamic';
document.body.appendChild(el);
};
</script>run(http://www.etherdream.com/blogs/xss-fw/instance_hook.html)
这一回，Chrome 终于可以了。
然而，这仅仅是测试。现实中哪有这样的机会，供我们装上访问器呢。
因此，我们只能把主动防御的时机再往前推，在元素创建时就调用我们的防御代码。我们得重写 createElement 这些能创建元素 API，只有这样，才能第一时间里，给实例装上我们的钩子程序，为 Chrome 实现动态模块的防御：
<script>
// for chrome
var raw_fn = Document.prototype.createElement;
Document.prototype.createElement = function() {
// 调用原生函数
var element = raw_fn.apply(this, arguments);
// 为脚本元素安装属性钩子
if (element.tagName == 'SCRIPT') {
element.__defineSetter__('src', function(url) {
console.log('设置路径:', url);
});
}
// 返回元素实例
return element;
};
</script>
<button id="btn">创建脚本</button>
<script>
btn.onclick = function() {
var el = document.createElement('script');
el.src = 'http://www.etherdream.com/xss/out.js?dynamic';
document.body.appendChild(el);
};
</script>Run(http://www.etherdream.com/blogs/xss-fw/create_hook.html)
这样，当元素创建时，就带有我们的属性扫描程序了。
事实上，除了重写 property 访问器，我们还得考虑调用 setAttribute 赋值的情况。因此需整理出一套完善的浏览器钩子程序。
重写原生 API 看似很简单，但如何才能打造出一个无懈可击的钩子系统呢？明天继续讲解。