WEB安全防护相关响应头（上）
web 安全攻防是个庞大的话题，有各种不同角度的探讨和实践。即使只讨论防护的对象，也有诸多不同的方向，包括但不限于：web 服务器、数据库、业务逻辑、敏感数据等等。除了这些我们惯常关注的方面，web 安全还有一个重要的元素——网站的使用者。
他们通常是完全没有 it 知识的普通用户，网站方可以做点什么，以增加对这些普通用户的保护呢？以前较被忽略的步骤是：正确设置页面的响应头 (response headers) 。这类加入安全相关响应头的做法，往往是为了保护客户端／使用者的安全，减少使用者落入黑客的 web 陷阱的可能。
这里我们介绍一些较为常用的，和安全相关的响应头。当然，web 应用应该根据自己的实际情况部署和设置，并非盲目地一股脑地全部招呼上。
一、x-frame-options -- 打破框框
从 2008 年开始，研发人员发现一种利用视觉误导，引诱使用者行为的可能，这种做法后来被命名为点击劫持 (click jacking) 。
攻击者的通常做法是，在自己的页面里通过框架（iframe）的形式，包含一个不属于它本站的页面。下面的示例代码里包含的就是 【163 邮箱】的设置页。而由黑客控制的父级页面本身可以是任何内容，它通过精确调整自己页面的内容和 iframe 的坐标及大小，再通过 css 的 opacity 透明度设置，把用户内容所在的 iframe 透明度设置为全透明。
以下为示例代码：
<style>
.iframe{opacity: 0.4;}
body { background: url(./sales.png) no-repeat fixed top;
}
</style>
</head>
<body>
<iframe src="https://m.reg.163.com/?email=1/#/email" width="100%" height="600px" frameborder="0" class="iframe" scrolling="no"allowtransparency="true">
</iframe>
得到的效果如下图：
请注意我们为了示例效果，特意设置了透明度仅仅为 {opacity:0.4;} ，保持页面上能隐约看到 163 邮箱的内容。但如果css代码设置为 {opacity:0;} ，163 邮箱的内容就会消弭于眼前，只留下这张促销图片。但访问者点到相应位置时，依然会触发对163邮箱的请求。这个就是点击劫持的原理。
早期 web 开发者应对这个问题的处理，是用 javascript 实现的，一般是判断当前 window 对象和 parent 对象是否一致，如果不一致，就执行“破框”跳转。但这个方式并不可靠！因为各种原因，客户端有可能禁止了 javascript 执行或代码被绕过，这样“破框”代码就失效了。在人们日益认识到这种攻击方式的危害性后，为统一解决这个问题，制定互联网规范的机构出手了，解决方案就是：
rfc7034
「 http header field x-frame-options 」
即引入了一个新的 http 响应头。现在主流常用浏览器已全部支持这一响应头。具有这个响应头的资源，可以拒绝自己被非法站点的以下标签引用：
- iframe 标签
- frame 标签
- object 标签
- applet 标签
- embed 标签
这个头有三种选项，对应如下：
| 三种选项 | 具体含义 |
|---|---|
| x-frame-options: deny | 完全不能被嵌入到 iframe、frame 等标签中 |
| x-frame-options: sameorigin | 只能被同源页面嵌入到 iframe 或者 frame 中 |
| x-frame-options: allow-from | 只能被指定的 uri 嵌入到 iframe 或 frame 中 |
所以显然，上面 163 邮箱的页面，就没有返回这个响应头，存在一定的劫持风险。如果加入这个响应头，我们的模拟页面，将无法像上图那样直接把 163 邮箱的内容嵌进来。
这个响应头的 弊端 ：
- 某些早期浏览器可能不支持；
- 对确实需要嵌入很多第三方资源的复杂页面不适用。
二、x-content-type-options -- ie你别瞎猜猜了
web 服务器返回的资源包括各种，如图片、html 页面、javascript 脚本、css 脚本、纯文本、二进制文件等。浏览器对资源的解读和渲染呈现方式，渗透攻击时有可能被利用。比如一个允许交互的站点，往往允许上传图片、mp3 文件，甚至允许上传纯文本文件，但往往不允许上传 javascript 脚本文件和 html 文件，因为后者借助 javascript 日益强大的功能，能做的坏事实在有点多。
如无意外，服务器端返回的每个资源的响应头里，一般都带有 content-type 这个响应头：
http/1.1 200 ok content-length: 3587 content-type: image/png date: wed, 20 mar 2019 09:40:16 gmt last-modified: tue, 19 mar 2019 20:01:14 gmt server: microsoft-iis/7.5
返回的这个 content-type 头，一般是自动的，如服务器会根据 url 后缀对应的文件类型自动选择；如不是自动的，则可能是程序员在代码层设定的，两种情况均有可能。这个响应头在较为罕见的情况下，也可能缺失，也可能和实际情况不匹配。而比较早期的浏览器，尤其是 ie，会出于“好心”，不但在没有 content-type 头的时候会主动检测响应的内容，甚至在已有 content-type 头的时候，也会根据返回的数据体内容，判断里面有没有 html 代码特征，如果有，返回的内容会直接被认定为 html 类型，而不顾实际的 content-type 头的类型设定。
如以下例子：
http/1.1 200 ok content-length: 108 date: thu, 26 jun 2008 22:06:28 gmt content-type: text/plain; <html> <body bgcolor="#aa0000"> this page renders as html source code (text) in ie8. </body> </html>
就会被早期一些的 ie 判定为 html 内容，最后以 html 方式被渲染呈现出来，尽管服务器端已经指定 content-type:text/plain; —— 这会导致一定的安全隐患。因为很多有交互功能的服务器，都会允许上传某些类型的“无害”文件，如图片和 mp3 等，如果在上传的图片内，巧妙地嵌入一定的 html 和 javascript 代码，最后能被渲染为 html 文件，显然会打破同源限制，产生安全隐患。
所以从 ie8 某个版本开始引入了 x-content-type-options 这个新的响应头，如果这个响应头的值为 nosniff ，中文直译即「别嗅探」，就是告诉浏览器端，不要再主动猜测文档的类型了，以服务器端返回为准。后来 chrome 等浏览器也支持这个响应头。
http/1.1 200 ok content-length: 108 date: thu, 26 jun 2008 22:06:28 gmt content-type: text/plain; x-content-type-options: nosniff
这个响应头的 弊端 ：
- 某些早期浏览器不支持。
三、http strict transport security (hsts) -- 不加密不舒服斯基
随着 web 传递的敏感信息越来越多，加密传输 https 也逐渐超越常规 http，正越来越成为互联网上各大站点的首选传输协议。甚至像谷歌公司，从 2018 年中推出的 chrome 68 版开始，就对所有 http 访问提示安全警告了。以下引用自谷歌公司的声明：
过去几年中，我们一直主张站点采用 https，以提升其安全性。去年的时候，我们还通过将更大的 http 页面标记为‘不安全’以帮助用户。
但通常使用者在浏览器里输入域名时，都是不带协议部分的，比如直接输入 www.tcxa.com.cn ，由浏览器补齐前面缺失的协议部分，变成完整的 url: 。浏览器默认加入的协议，总是 http 的！对那些同时提供 http 和 https 服务，但希望访问者优先使用 https 服务的站点来说，这种处理就不太符合他们的本意了。
为解决这个问题，标准制定机构2012 年又发布了一份：
rfc 6797
这套机制就是 http 严格传输安全响应头 (http strict transport security，简称 hsts) 。
这个响应头里，最重要的一个参数项叫 max-age （单位为秒）。这个参数指的是，如果你上一次用 https 访问过该站点，下次再来访问，如果两次访问的间隔时间没有超过这个 max-age 的设定，第二次访问该站点时，浏览器就会直接强制以 https 协议访问了。这背后的逻辑是，第一次访问站点的时候，有针对性的攻击应该还不会发生。重点是防护后续的访问，所以后续的访问需要被强制升级为 https 协议。这个响应头需要在 https 流量里才有效，在 http 流量里返回这个头并没有作用。
以下是站点 返回的部分响应头摘录——顺便一提，前面介绍的 x-frame-options 和 x-content-type-options 响应头也都出现在 github 里：
http/1.1 200 ok cache-control: max-age=0, private, must-revalidate content-encoding: gzip server: github.com strict-transport-security: max-age=31536000; includesubdomains; preload expect-ct: max-age=2592000, report-uri="https://api.github.com/_private/browser/errors" transfer-encoding: chunked ...... vary: accept-encoding x-content-type-options: nosniff x-frame-options: deny ......
其中 strict-transport-security 响应头里， max-age 的值很大，这个 31536000 秒，其实等于 365 天，也就是一整年的时间。意思是除非前后两次访问 github 的时间超过一年，否则每次访问 github，都会被强制使用 https。 includesubdomains 选项代表这个策略涵盖 github 所有的子域名。
还可以手工强制 hsts。方式是在 chrome 浏览器地址栏内，输入
chrome://net-internals/#hsts，
来到如下图的配置界面：
在「add hsts domain」里，手工加入需要强制使用 https 的域名。在「query hsts/pkp domain」里，则可以查询某个域名对这个响应头的设置。
这个响应头的 弊端 ：
- 某些早期浏览器不支持；
- 如果 https 站点出现问题，导致无法访问， max-age 又设得过大，会导致使用者完全无法回退到访问 http 站点。
四、浏览器兼容性
这些响应头基本上都是在客户端脚本越来越强大的 web 2.0 时代之后才出现的，每种浏览器对它们的支持也各异，情况非常复杂混乱。所以使用前也需要评估目标人群的浏览器使用场景。
各种浏览器对这些响应头的兼容性，可以查询以下站点：
如我们本篇提到的第一个响应头 x-frame-options 的兼容性情况如下：
可以看到浏览器分电脑和手机版，电脑版里列出了从哪个版本的浏览器开始支持这个响应头，而且几个不同的选项值也略有差异。
五、这些响应头打哪儿来的？！
上面的一切看起来都很美好啦，但问题是：这些响应头难道是凭空出现的吗？ 要怎么得到它们呢？一般的 web 服务器自身都支持响应头自定义设置。同时，各种 web 开发代码也可以通过编程的方式，实现更灵活的响应头返回和设置。web 开发代码较为复杂，无法囊括，我们大致介绍一下各种 web 服务器对这个功能的支持。
1. apache
例如，可以在apache配置文件 httpd.conf 中添加以下配置，限制只有同源页面才可以嵌入iframe：
headeralways append x-frame-optionssameorigin
重启 apache 使其生效。其他的响应头也同理。关于apache header 指令的详细用法：
2. nginx
例如，可以在 nginx 配置文件 nginx.conf 中的「server」上下文内，添加以下配置，限制只有同源页面才可以嵌入 iframe：
add_header x-frame-options"sameorigin";
重启 nginx 服务使其生效。其他的响应头也类似同理。关于nginx add_header 指令的详细用法：
3. iis
在 web 站点对应的 web.config 中添加配置：
<system.webserver> <httpprotocol> <customheaders> <add name="x-frame-options" value="sameorigin" />** </customheaders> </httpprotocol> ... </system.webserver>
如果不习惯改配置文件，可以使用图形控制台，如下选择网站对应的「http 响应标头」：
再根据实际需求，添加所需的响应头即可：
（朱筱丹 | 天存信息）
ref
- m zalewski - 《web之困：现代web应用安全指南》
- list of http header fields
- fetch living standard
- http strict transport security
- referrer policy 介绍
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