常见PHP框架CSRF防范方案分析

CSRF

什么是CSRF

CSRF(跨站请求伪造)是一种恶意的攻击，它凭借已通过身份验证的用户身份来运行未经过授权的命令。网上有很多相关介绍了，具体攻击方式就不细说了，下面来说说Laravel和Yii2是如何来做CSRF攻击防范的。

Laravel CSRF防范

本次对Laravel CSRF防范源码的分析是基于5.4.36版本的，其他版本代码可能有所不同，但原理是相似的。

Laravel通过中间件app/Http/Middleware/VerifyCsrfToken.php来做CSRF防范，来看下源码。

<?php

namespace App\Http\Middleware;

use Illuminate\Foundation\Http\Middleware\VerifyCsrfToken as BaseVerifier;

class VerifyCsrfToken extends BaseVerifier
{
    /**
     * The URIs that should be excluded from CSRF verification.
     *
     * @var array
     */
    protected $except = [
        //
    ];
}

可以发现它是直接继承了Illuminate\Foundation\Http\Middleware\VerifyCsrfToken，只是提供了配置不进行CSRF验证的路由的功能（这里是因为某些场景下是不需要进行验证的，例如微信支付的回调）。

再来看下Illuminate\Foundation\Http\Middleware\VerifyCsrfToken主要源码。

    /**
     * Handle an incoming request.
     *
     * @param  \Illuminate\Http\Request  $request
     * @param  \Closure  $next
     * @return mixed
     *
     * @throws \Illuminate\Session\TokenMismatchException
     */
    public function handle($request, Closure $next)
    {
        if (
            $this->isReading($request) ||
            $this->runningUnitTests() ||
            $this->inExceptArray($request) ||
            $this->tokensMatch($request)
        ) {
            return $this->addCookieToResponse($request, $next($request));
        }

        throw new TokenMismatchException;
    }

这里handle是所有路由经过都会执行的方法。可以看到中间件先判断是否是读请求，例如'HEAD', 'GET', 'OPTIONS'，又或者是处于单元测试，又或者是不需要进行验证的路由，又或者token验证通过，那就会把这个token设置到cookie里去(可以使用 cookie 值来设置 X-XSRF-TOKEN 请求头，而一些 JavaScript 框架和库（如 Angular 和 Axios）会自动将这个值添加到 X-XSRF-TOKEN 头中)。

我们再来看下是怎么验证token的。

    /**
     * Determine if the session and input CSRF tokens match.
     *
     * @param  \Illuminate\Http\Request  $request
     * @return bool
     */
    protected function tokensMatch($request)
    {
        $token = $this->getTokenFromRequest($request);

        return is_string($request->session()->token()) &&
               is_string($token) &&
               hash_equals($request->session()->token(), $token);
    }
    /**
     * Get the CSRF token from the request.
     *
     * @param  \Illuminate\Http\Request  $request
     * @return string
     */
    protected function getTokenFromRequest($request)
    {
        $token = $request->input('_token') ?: $request->header('X-CSRF-TOKEN');

        if (! $token && $header = $request->header('X-XSRF-TOKEN')) {
            $token = $this->encrypter->decrypt($header);
        }

        return $token;
    }

这里会从输入参数或者header的X-CSRF-TOKEN里去取token，取不到则取header的X-XSRF-TOKEN，X-CSRF-TOKEN是Laravel用到的，X-XSRF-TOKEN则是上面说的可能是框架自己去Cookie取，然后进行设置的。这里之所以需要decrypt，是因为Laravel的Cookie是加密的。

取到参数里的token后就和session里的值进行比较了，这里用到了hash_equals是为了防止时序攻击。在 PHP 中比较字符串相等时如果使用双等 == ，两个字符串是从第一位开始逐一进行比较的，发现不同就立即返回 false，那么通过计算返回的速度就知道了大概是哪一位开始不同的，这样就可以按位破解。而使用 hash_equals 比较两个字符串，无论字符串是否相等，函数的时间消耗是恒定的，这样可以有效的防止时序攻击。

上面就是Laravel进行CSRF防范的方案了，大家读到这里不知道有没有发现一个问题，就是我们只看到了比较token，但是好像没看到在哪里设置token。

从上面可以知道token是存在session里的，那我们去看下vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Session/Store.php源码。

    /**
     * Start the session, reading the data from a handler.
     *
     * @return bool
     */
    public function start()
    {
        $this->loadSession();

        if (! $this->has('_token')) {
            $this->regenerateToken();
        }

        return $this->started = true;
    }

可以看到Laravel在启动session的时候就会设置token了，并且一直用这同一个session，并不需要验证完一次就换一次。

下面再来看下Yii2是如何处理的

Yii2 CSRF防范

Yii2基于版本2.0.18进行分析。

生成token通过Yii::$app->request->getCsrfToken()生成，我们去看下vendor/yiisoft/yii2/web/Request.php源码。

    /**
     * Returns the token used to perform CSRF validation.
     *
     * This token is generated in a way to prevent [BREACH attacks](http://breachattack.com/). It may be passed
     * along via a hidden field of an HTML form or an HTTP header value to support CSRF validation.
     * @param bool $regenerate whether to regenerate CSRF token. When this parameter is true, each time
     * this method is called, a new CSRF token will be generated and persisted (in session or cookie).
     * @return string the token used to perform CSRF validation.
     */
    public function getCsrfToken($regenerate = false)
    {
        if ($this->_csrfToken === null || $regenerate) {
            $token = $this->loadCsrfToken();
            if ($regenerate || empty($token)) {
                $token = $this->generateCsrfToken();
            }
            $this->_csrfToken = Yii::$app->security->maskToken($token);
        }

        return $this->_csrfToken;
    }

    /**
     * Loads the CSRF token from cookie or session.
     * @return string the CSRF token loaded from cookie or session. Null is returned if the cookie or session
     * does not have CSRF token.
     */
    protected function loadCsrfToken()
    {
        if ($this->enableCsrfCookie) {
            return $this->getCookies()->getValue($this->csrfParam);
        }

        return Yii::$app->getSession()->get($this->csrfParam);
    }

    /**
     * Generates an unmasked random token used to perform CSRF validation.
     * @return string the random token for CSRF validation.
     */
    protected function generateCsrfToken()
    {
        $token = Yii::$app->getSecurity()->generateRandomString();
        if ($this->enableCsrfCookie) {
            $cookie = $this->createCsrfCookie($token);
            Yii::$app->getResponse()->getCookies()->add($cookie);
        } else {
            Yii::$app->getSession()->set($this->csrfParam, $token);
        }

        return $token;
    }

这里判断请求里的token为空，或者需要重新生成，则去Cookie和Session取，取到为空或者需要更新，则重新生成，并存到Cookie或者Session里去，并加密后返回。这样第一次取的时候就会新生成一个token，后面的请求则都是通过Cookie或者Session取。

下面来看下是怎么验证的

    /**
     * Performs the CSRF validation.
     *
     * This method will validate the user-provided CSRF token by comparing it with the one stored in cookie or session.
     * This method is mainly called in [[Controller::beforeAction()]].
     *
     * Note that the method will NOT perform CSRF validation if [[enableCsrfValidation]] is false or the HTTP method
     * is among GET, HEAD or OPTIONS.
     *
     * @param string $clientSuppliedToken the user-provided CSRF token to be validated. If null, the token will be retrieved from
     * the [[csrfParam]] POST field or HTTP header.
     * This parameter is available since version 2.0.4.
     * @return bool whether CSRF token is valid. If [[enableCsrfValidation]] is false, this method will return true.
     */
    public function validateCsrfToken($clientSuppliedToken = null)
    {
        $method = $this->getMethod();
        // only validate CSRF token on non-"safe" methods https://tools.ietf.org/html/rfc2616#section-9.1.1
        if (!$this->enableCsrfValidation || in_array($method, ['GET', 'HEAD', 'OPTIONS'], true)) {
            return true;
        }

        $trueToken = $this->getCsrfToken();

        if ($clientSuppliedToken !== null) {
            return $this->validateCsrfTokenInternal($clientSuppliedToken, $trueToken);
        }

        return $this->validateCsrfTokenInternal($this->getBodyParam($this->csrfParam), $trueToken)
            || $this->validateCsrfTokenInternal($this->getCsrfTokenFromHeader(), $trueToken);
    }

    /**
     * Validates CSRF token.
     *
     * @param string $clientSuppliedToken The masked client-supplied token.
     * @param string $trueToken The masked true token.
     * @return bool
     */
    private function validateCsrfTokenInternal($clientSuppliedToken, $trueToken)
    {
        if (!is_string($clientSuppliedToken)) {
            return false;
        }

        $security = Yii::$app->security;

        return $security->compareString($security->unmaskToken($clientSuppliedToken), $security->unmaskToken($trueToken));
    }

也是先判断是否在需要验证的请求里，是的话，如果有提供token，直接拿来验证，否则就去请求参数或者header里取，并进行比较。

其他方案

可以看到Laravel和Yii2都是要基于Session或者Cookie来进行token存储的，下面来介绍一直不需要存储token的方案。

方案一 使用PHP强加密函数

生成token

//PASSWORD_DEFAULT - 使用 bcrypt 算法 (PHP 5.5.0 默认)。 注意，该常量会随着 PHP 加入更新更高强度的算法而改变。 所以，使用此常量生成结果的长度将在未来有变化。 因此，数据库里储存结果的列可超过60个字符（最好是255个字符）。
const PASSWORD='csrf_password_0t1XkA8pw9dMXTpOq';
$uid=1;

$hash = password_hash(PASSWORD.$uid, PASSWORD_DEFAULT)；
//生成hash类似 $2y$10$cWojK6D9530PXvx.tG4BuOX4.i1WVZf2D7d.bE3B5x4F1/j2e0XeG

//生成token传给前端做csrf防范的token
$token =urlencode(base64_encode($hash));

验证token

//验token，true为通过
return password_verify(PASSWORD.$uid, base64_decode(urldecode($token)));

方案二 使用Md5函数

上面的方案，保密性好，但是加解密很耗性能，实际上可以用md5来进行处理，这里方案稍微有点不同，md5需要手动加盐。

生成token

//把盐连接到哈希值后面也一起给到前端
$salt = str_random('12');
$token = md5(self::MD5_PASSWORD . $salt . $uid) . '.' . $salt;
$token = urlencode(base64_encode($token));

验证token

$token = base64_decode(urldecode($token));
$token_array = explode('.', $token);
return count($token_array) && $token_array[0]==md5(self::MD5_PASSWORD . $token_array[1] . $uid));

Enjoy it !
如果觉得文章对你有用，可以赞助我喝杯咖啡~

版权声明

转载请注明作者和文章出处
作者: X先生
首发于https://www.jianshu.com/p/ded065584f63

最后编辑于 ：
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 人面猴
    序言：七十年代末，一起剥皮案震惊了整个滨河市，随后出现的几起案子，更是在滨河造成了极大的恐慌，老刑警刘岩，带你破解...
    沈念sama阅读 206,968评论 6赞 482
  • 死咒
    序言：滨河连续发生了三起死亡事件，死亡现场离奇诡异，居然都是意外死亡，警方通过查阅死者的电脑和手机，发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,601评论 2赞 382
  • 救了他两次的神仙让他今天三更去死
    文/潘晓璐 我一进店门，熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来，“玉大人，你说我怎么就摊上这事。” “怎么了？”我有些...
    开封第一讲书人阅读 153,220评论 0赞 344
  • 道士缉凶录：失踪的卖姜人
    文/不坏的土叔 我叫张陵，是天一观的道长。 经常有香客问我，道长，这世上最难降的妖魔是什么？ 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,416评论 1赞 279
  • 港岛之恋（遗憾婚礼）
    正文 为了忘掉前任，我火速办了婚礼，结果婚礼上，老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己，他们只是感情好，可当我...
    茶点故事阅读 64,425评论 5赞 374
  • 恶毒庶女顶嫁案：这布局不是一般人想出来的
    文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着，像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上，一...
    开封第一讲书人阅读 49,144评论 1赞 285
  • 城市分裂传说
    那天，我揣着相机与录音，去河边找鬼。 笑死，一个胖子当着我的面吹牛，可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播，决...
    沈念sama阅读 38,432评论 3赞 401
  • 双鸳鸯连环套：你想象不到人心有多黑
    文/苍兰香墨 我猛地睁开眼，长吁一口气：“原来是场噩梦啊……” “哼！你这毒妇竟也来了？” 一声冷哼从身侧响起，我...
    开封第一讲书人阅读 37,088评论 0赞 261
  • 万荣杀人案实录
    序言：老挝万荣一对情侣失踪，失踪者是张志新（化名）和其女友刘颖，没想到半个月后，有当地人在树林里发现了一具尸体，经...
    沈念sama阅读 43,586评论 1赞 300
  • 护林员之死
    正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡，尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,028评论 2赞 325
  • 白月光启示录
    正文 我和宋清朗相恋三年，在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,137评论 1赞 334
  • 活死人
    序言：一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡，死状恐怖，灵堂内的尸体忽然破棺而出，到底是诈尸还是另有隐情，我是刑警宁泽，带...
    沈念sama阅读 33,783评论 4赞 324
  • 日本核电站爆炸内幕
    正文 年R本政府宣布，位于F岛的核电站，受9级特大地震影响，放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜，却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,343评论 3赞 307
  • 男人毒药：我在死后第九天来索命
    文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹，春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,333评论 0赞 19
  • 一桩弑父案，背后竟有这般阴谋
    文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至，却和暖如春，着一层夹袄步出监牢的瞬间，已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,559评论 1赞 262
  • 情欲美人皮
    我被黑心中介骗来泰国打工， 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留，地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,595评论 2赞 355
  • 代替公主和亲
    正文 我出身青楼，却偏偏与公主长得像，于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子，可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,901评论 2赞 345