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Flask模拟實作CSRF攻擊

CSRF

  • CSRF

     全拼為

    Cross Site Request Forgery

     ，譯為跨站請求僞造。

  • CSRF

     指攻擊者盜用了你的身份，以你的名義發送惡意請求。
    • 包括：以你名義發送郵件，發消息，盜取你的賬号，甚至于購買商品，虛拟貨币轉賬......
  • 造成的問題：個人隐私洩露以及财産安全。

CSRF攻擊示意圖

  • 用戶端通路伺服器時沒有同伺服器做安全驗證
Flask模拟實作CSRF攻擊

防止 CSRF 攻擊

步驟

  1. 在用戶端向後端請求界面資料的時候，後端會往響應中的 cookie 中設定 csrf_token 的值
  2. 在 Form 表單中添加一個隐藏的的字段，值也是 csrf_token
  3. 在使用者點選送出的時候，會帶上這兩個值向背景發起請求
  4. 後端接受到請求，以會以下幾件事件：
    • 從 cookie中取出 csrf_token
    • 從 表單資料中取出來隐藏的 csrf_token 的值
    • 進行對比
  5. 如果比較之後兩值一樣，那麼代表是正常的請求，如果沒取到或者比較不一樣，代表不是正常的請求，不執行下一步操作

代碼示範

未進行 csrf 校驗的 WebA

  • 後端代碼實作 
    from flask import Flask, render_template, make_response
from flask import redirect
from flask import request
from flask import url_for

app = Flask(__name__)


@app.route('/', methods=["POST", "GET"])
def index():
    if request.method == "POST":
        # 取到表單中送出上來的參數
        username = request.form.get("username")
        password = request.form.get("password")

        if not all([username, password]):
            print('參數錯誤')
        else:
            print(username, password)
            if username == 'laowang' and password == '1234':
                # 狀态保持，設定使用者名到cookie中表示登入成功
                response = redirect(url_for('transfer'))
                response.set_cookie('username', username)
                return response
            else:
                print('密碼錯誤')

    return render_template('temp_login.html')


@app.route('/transfer', methods=["POST", "GET"])
def transfer():
    # 從cookie中取到使用者名
    username = request.cookies.get('username', None)
    # 如果沒有取到，代表沒有登入
    if not username:
        return redirect(url_for('index'))

    if request.method == "POST":
        to_account = request.form.get("to_account")
        money = request.form.get("money")
        print('假裝執行轉操作，将目前登入使用者的錢轉賬到指定賬戶')
        return '轉賬 %s 元到 %s 成功' % (money, to_account)

    # 渲染轉換頁面
    response = make_response(render_template('temp_transfer.html'))
    return response

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True, port=9000)　
  • 前端登入頁面代碼 
    <!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>登入</title>
</head>
<body>

<h1>我是網站A，登入頁面</h1>

<form method="post">
    <label>使用者名：</label><input type="text" name="username" placeholder="請輸入使用者名"><br/>
    <label>密碼：</label><input type="password" name="password" placeholder="請輸入密碼"><br/>
    <input type="submit" value="登入">
</form>

</body>
</html>
  • 前端轉賬頁面代碼 
    <!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>轉賬</title>
</head>
<body>
<h1>我是網站A，轉賬頁面</h1>

<form method="post">
    <label>賬戶：</label><input type="text" name="to_account" placeholder="請輸入要轉賬的賬戶"><br/>
    <label>金額：</label><input type="number" name="money" placeholder="請輸入轉賬金額"><br/>
    <input type="submit" value="轉賬">
</form>

</body>
</html>
    運作測試，如果在未登入的情況下，不能直接進入轉賬頁面，測試轉賬是成功的

攻擊網站B的代碼 

  • from flask import Flask
from flask import render_template

app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def index():
    return render_template('temp_index.html')

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True, port=8000)　　
  • 前端代碼實作 
    <!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>

<h1>我是網站B</h1>

<form method="post" action="http://127.0.0.1:9000/transfer">
    <input type="hidden" name="to_account" value="999999">
    <input type="hidden" name="money" value="190000" hidden>
    <input type="submit" value="點選領取優惠券">
</form>

</body>
</html>
    運作測試，在使用者登入網站A的情況下，點選網站B的按鈕，可以實作僞造通路

在網站A中模拟實作 csrf_token 校驗的流程

  • 添加生成 csrf_token 的函數 
    # 生成 csrf_token 函數
def generate_csrf():
    return bytes.decode(base64.b64encode(os.urandom(48)))
  • 在渲染轉賬頁面的，做以下幾件事情：
    • 生成 csrf_token 的值
    • 在傳回轉賬頁面的響應裡面設定 csrf_token 到 cookie 中
    • 将 csrf_token 儲存到表單的隐藏字段中 
      @app.route('/transfer', methods=["POST", "GET"])
def transfer():
    ...
    # 生成 csrf_token 的值
    csrf_token = generate_csrf()

    # 渲染轉換頁面，傳入 csrf_token 到模闆中
    response = make_response(render_template('temp_transfer.html', csrf_token=csrf_token))
    # 設定csrf_token到cookie中，用于送出校驗
    response.set_cookie('csrf_token', csrf_token)
    return response
  • 在轉賬模闆表單中添加 csrf_token 隐藏字段 
    <form method="post">
    <input type="hidden" name="csrf_token" value="{{ csrf_token }}">
    <label>賬戶：</label><input type="text" name="to_account" placeholder="請輸入要轉賬的賬戶"><br/>
    <label>金額：</label><input type="number" name="money" placeholder="請輸入轉賬金額"><br/>
    <input type="submit" value="轉賬">
</form>　　
  • 運作測試，進入到轉賬頁面之後，檢視 cookie 和 html 源代碼
    Flask模拟實作CSRF攻擊
  • 在執行轉賬邏輯之前進行 csrf_token 的校驗 
    if request.method == "POST":
    to_account = request.form.get("to_account")
    money = request.form.get("money")
    # 取出表單中的 csrf_token
    form_csrf_token = request.form.get("csrf_token")
    # 取出 cookie 中的 csrf_token
    cookie_csrf_token = request.cookies.get("csrf_token")
    # 進行對比
    if cookie_csrf_token != form_csrf_token:
        return 'token校驗失敗，可能是非法操作'
    print('假裝執行轉操作，将目前登入使用者的錢轉賬到指定賬戶')
    return '轉賬 %s 元到 %s 成功' % (money, to_account)

　　運作測試，使用者直接在網站 A 操作沒有問題，再去網站B進行操作，發現轉賬不成功，因為網站 B 擷取不到表單中的 csrf_token 的隐藏字段，而且浏覽器有同源政策，網站B是擷取不到網站A的 cookie 的，是以就解決了跨站請求僞造的問題

在 Flask 項目中解決 CSRF 攻擊

在 Flask 中， Flask-wtf 擴充有一套完善的 csrf 防護體系，對于我們開發者來說，使用起來非常簡單

在 FlaskForm 中實作校驗

  • 設定應用程式的 secret_key
    • 用于加密生成的 csrf_token 的值 
      app.secret_key = "#此處可以寫随機字元串#"
  • 在模闆的表單中添加以下代碼 
<form method="post">
    {{ form.csrf_token() }}
    {{ form.username.label }} {{ form.username }}<br/>
    {{ form.password.label }} {{ form.password }}<br/>
    {{ form.password2.label }} {{ form.password2 }}<br/>
    {{ form.submit }}
</form>
  • 渲染出來的前端頁面為：

　

　　設定完畢，cookie 中的 csrf_token 不需要我們關心，會自動幫我們設定

單獨使用 

    • app.secret_key = "#此處可以寫随機字元串#"
  • 導入 flask_wtf.csrf 中的 CSRFProtect 類，進行初始化，并在初始化的時候關聯 app 
    from flask.ext.wtf import CSRFProtect
CSRFProtect(app)
  • 如果模闆中有表單，不需要做任何事。與之前一樣: 
    <form method="post">
    {{ form.csrf_token }}
    ...
</form>
  • 但如果模闆中沒有表單，你仍需要 CSRF 令牌: 
    <form method="post" action="/">
    <input type="hidden" name="csrf_token" value="{{ csrf_token() }}" />
</form>
    　　
架構 Flask
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