XSS攻击的全面防御方案

XSS（跨站脚本攻击）是Web应用中最常见的安全威胁之一，攻击者通过在网页中注入恶意脚本，窃取用户数据或执行未授权操作。本文将全面介绍JavaScript中的XSS防御策略，帮助开发者构建更安全的Web应用。

一、XSS攻击类型概述

1. 反射型XSS

攻击脚本作为请求的一部分被服务器反射回响应页面中，通常通过URL参数传递。

2. 存储型XSS

恶意脚本被永久存储在目标服务器上（如数据库），当其他用户访问受影响页面时执行。

3. DOM型XSS

完全在客户端发生的攻击，恶意脚本通过修改DOM环境而非插入HTML代码来执行。

二、前端防御策略

1. 输入验证与过滤

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// 白名单过滤示例
function sanitizeInput(input) {
  const allowedTags = ['b', 'i', 'em', 'strong', 'a'];
  const allowedAttributes = ['href', 'title'];
  
  // 使用DOMPurify等库进行过滤
  return DOMPurify.sanitize(input, {
    ALLOWED_TAGS: allowedTags,
    ALLOWED_ATTR: allowedAttributes
  });
}

2. 输出编码

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// HTML实体编码
function htmlEncode(str) {
  return str.replace(/[&<>'"]/g, 
    tag => ({
      '&': '&amp;',
      '<': '&lt;',
      '>': '&gt;',
      "'": '&#39;',
      '"': '&quot;'
    }[tag]));
}

// 在特定上下文中使用专用编码
function encodeForAttribute(str) {
  return str.replace(/"/g, '&quot;');
}

3. 使用Content Security Policy (CSP)

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<!-- 严格的CSP策略示例 -->
<meta http-equiv="Content-Security-Policy" 
      content="default-src 'self'; 
               script-src 'self' 'unsafe-inline' https://trusted.cdn.com;
               style-src 'self' 'unsafe-inline';
               img-src 'self' data:;
               connect-src 'self';
               object-src 'none';
               frame-src 'none';
               base-uri 'self'">

4. 安全Cookie设置

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// 设置HttpOnly和Secure标志的Cookie
document.cookie = `sessionId=${token}; Path=/; Secure; HttpOnly; SameSite=Strict`;

三、后端防御措施

1. 请求头保护

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// Express中间件示例
app.use((req, res, next) => {
  res.setHeader('X-XSS-Protection', '1; mode=block');
  res.setHeader('X-Content-Type-Options', 'nosniff');
  res.setHeader('X-Frame-Options', 'SAMEORIGIN');
  next();
});

2. 输入验证中间件

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// 使用express-validator进行输入验证
const { body, validationResult } = require('express-validator');

app.post('/comment', 
  body('content').isString().trim().escape(),
  (req, res) => {
    const errors = validationResult(req);
    if (!errors.isEmpty()) {
      return res.status(400).json({ errors: errors.array() });
    }
    // 处理安全的内容
  }
);

四、现代框架的安全特性

1. React的自动转义

React默认会对所有渲染的变量进行转义，防止XSS攻击：

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const userInput = "<script>alert('XSS')</script>";
function SafeComponent() {
  return <div>{userInput}</div>; // 安全，内容会被转义
}

2. Vue的v-html指令注意事项

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// 危险：直接渲染未处理的HTML
<div v-html="userProvidedHtml"></div>

// 安全做法：使用过滤器处理
<div v-html="$options.filters.sanitize(userProvidedHtml)"></div>

五、高级防御技术

1. 子资源完整性(SRI)

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<script src="https://example.com/script.js" 
        integrity="sha384-oqVuAfXRKap7fdgcCY5uykM6+R9GqQ8K/uxy9rx7HNQlGYl1kPzQho1wx4JwY8wC" 
        crossorigin="anonymous"></script>

2. 沙箱iframe

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<iframe sandbox="allow-scripts allow-same-origin" 
        src="untrusted-content.html"></iframe>

六、测试与监控

1. 自动化扫描工具

OWASP ZAP
Burp Suite
XSS Hunter

2. 持续监控

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// 监控可疑的DOM修改
MutationObserver = window.MutationObserver || window.WebKitMutationObserver;
const observer = new MutationObserver(function(mutations) {
  mutations.forEach(function(mutation) {
    if (mutation.addedNodes.length) {
      // 检查新增节点是否包含可疑脚本
    }
  });
});
observer.observe(document, { childList: true, subtree: true });

结语

防御XSS攻击需要多层次的安全措施，从前端输入处理到后端验证，从编码实践到安全头设置。通过实施这些全面的防御方案，可以显著降低XSS攻击的风险，保护用户数据和应用程序安全。记住，安全是一个持续的过程，需要定期审查和更新防御策略以应对新的威胁。