什么是Yii2框架的csrf驗(yàn)證原理分析及token緩存解決方案

什么是Yii2框架的csrf驗(yàn)證原理分析及token緩存解決方案？很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個難題，下面小編將為大家詳細(xì)講解，有這方面需求的人可以來學(xué)習(xí)下，希望你能有所收獲。

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本文主要分三個部分，首先簡單介紹csrf，接著對照源碼重點(diǎn)分析一下yii框架的驗(yàn)證原理，最后針對頁面緩存導(dǎo)致的token被緩存提出一種可行的方案。涉及的知識點(diǎn)會作為附錄附于文末。感興趣的朋友了解一下吧。

1.CSRF描述

CSRF全稱為“Cross-Site Request Forgery”，是在用戶合法的SESSION內(nèi)發(fā)起的攻擊。黑客通過在網(wǎng)頁中嵌入Web惡意請求代碼，并誘使受害者訪問該頁面，當(dāng)頁面被訪問后，請求在受害者不知情的情況下以受害者的合法身份發(fā)起，并執(zhí)行黑客所期待的動作。以下HTML代碼提供了一個“刪除產(chǎn)品”的功能：

<a href="http://www.shop.com/delProducts.php?id=100" "javascript:return confirm('Are you sure?')">Delete</a>

假設(shè)程序員在后臺沒有對該“刪除產(chǎn)品”請求做相應(yīng)的合法性驗(yàn)證，只要用戶訪問了該鏈接，相應(yīng)的產(chǎn)品即被刪除，那么黑客可通過欺騙受害者訪問帶有以下惡意代碼的網(wǎng)頁，即可在受害者不知情的情況下刪除相應(yīng)的產(chǎn)品。

2.yii的csrf驗(yàn)證原理 /vendor/yiisoft/yii2/web/Request.php簡寫為Request.php

/vendor/yiisoft/yii2/web/Controller.php簡寫為Controller.php

開啟csrf驗(yàn)證

在控制器里將enableCsrfValidation為true，則控制器內(nèi)所有操作都會開啟驗(yàn)證，通常做法是將enableCsrfValidation為false,而將一些敏感操作設(shè)為true，開啟局部驗(yàn)證。

public $enableCsrfValidation = false;
/**
 * @param \yii\base\Action $action
 * @return bool
 * @desc: 局部開啟csrf驗(yàn)證(重要的表單提交必須加入驗(yàn)證，加入$accessActions即可
 */
public function beforeAction($action){
    $currentAction = $action->id;
    $accessActions = ['vote','like','delete','download'];
    if(in_array($currentAction,$accessActions)) {
        $action->controller->enableCsrfValidation = true;
    }
    parent::beforeAction($action);
    return true;
}

生成token字段

在Request.php

首先通過安全組件Security獲取一個32位的隨機(jī)字符串，并存入cookie或session，這是原生的token.

/**
 * 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;
}

接著通過一系列加密替換操作，生成加密后_csrfToken，這個是傳給瀏覽器的token. 先隨機(jī)產(chǎn)生CSRF_MASK_LENGTH(Yii2里默認(rèn)是8位)長度的字符串 mask

對mask和token進(jìn)行如下運(yùn)算 str_replace('+', '.', base64_encode($mask . $this->xorTokens($token, $mask))); $this->xorTokens($arg1,$arg2) 是一個先補(bǔ)位異或運(yùn)算

/**
 * Returns the XOR result of two strings.
 * If the two strings are of different lengths, the shorter one will be padded to the length of the longer one.
 * @param string $token1
 * @param string $token2
 * @return string the XOR result
 */
private function xorTokens($token1, $token2)
{
    $n1 = StringHelper::byteLength($token1);
    $n2 = StringHelper::byteLength($token2);
    if ($n1 > $n2) {
        $token2 = str_pad($token2, $n1, $token2);
    } elseif ($n1 < $n2) {
        $token1 = str_pad($token1, $n2, $n1 === 0 ? ' ' : $token1);
    }
    return $token1 ^ $token2;
}
public function getCsrfToken($regenerate = false)
{
    if ($this->_csrfToken === null || $regenerate) {
        if ($regenerate || ($token = $this->loadCsrfToken()) === null) {
            $token = $this->generateCsrfToken();
        }
        // the mask doesn't need to be very random
        $chars = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789_-.';
        $mask = substr(str_shuffle(str_repeat($chars, 5)), 0, static::CSRF_MASK_LENGTH);
        // The + sign may be decoded as blank space later, which will fail the validation
        $this->_csrfToken = str_replace('+', '.', base64_encode($mask . $this->xorTokens($token, $mask)));
    }

    return $this->_csrfToken;
}

驗(yàn)證token

在controller.php里調(diào)用request.php里的validateCsrfToken方法

/**
 * @inheritdoc
 */
public function beforeAction($action)
{
    if (parent::beforeAction($action)) {
        if ($this->enableCsrfValidation && Yii::$app->getErrorHandler()->exception === null && !Yii::$app->getRequest()->validateCsrfToken()) {
            throw new BadRequestHttpException(Yii::t('yii', 'Unable to verify your data submission.'));
        }
        return true;
    }
    
    return false;
}
public function validateCsrfToken($token = null)
{
    $method = $this->getMethod();
    if (!$this->enableCsrfValidation || in_array($method, ['GET', 'HEAD', 'OPTIONS'], true)) {
        return true;
    }

    $trueToken = $this->loadCsrfToken();//如果開啟了enableCsrfCookie,CsrfToken就從cookie里取,否者從session里取(更安全)

    if ($token !== null) {
        return $this->validateCsrfTokenInternal($token, $trueToken);
    } else {
        return $this->validateCsrfTokenInternal($this->getBodyParam($this->csrfParam), $trueToken)
            || $this->validateCsrfTokenInternal($this->getCsrfTokenFromHeader(), $trueToken);
    }
}

獲取客戶端傳入

$this->getBodyParam($this->csrfParam)

然后是validateCsrfTokenInternal

private function validateCsrfTokenInternal($token, $trueToken)
{
    if (!is_string($token)) {
        return false;
    }
    $token = base64_decode(str_replace('.', '+', $token));
    $n = StringHelper::byteLength($token);
    if ($n <= static::CSRF_MASK_LENGTH) {
        return false;
    }
    $mask = StringHelper::byteSubstr($token, 0, static::CSRF_MASK_LENGTH);
    $token = StringHelper::byteSubstr($token, static::CSRF_MASK_LENGTH, $n - static::CSRF_MASK_LENGTH);
    $token = $this->xorTokens($mask, $token);

    return $token === $trueToken;
}

加密時用的是 str_replace('+', '.', base64_encode(mask.mask.this->xorTokens(token,token,mask))); 解密 1.首先要把.替換成+ 2.然后base64_decode 再根據(jù)長度分別取出mask和mask和this->xorTokens(token,token,mask) ; 為了說明方便 this?>xorTokens(this?>xorTokens(token, $mask) 這里稱作 token1 然后進(jìn)行mask和token1的異或運(yùn)算,即得token 注意在加密時

token1=token^mask

所以解密時

token=mask^token1=mask^(token^mask)

3.token緩存的解決方案

當(dāng)頁面整體被緩存后，token也被緩存導(dǎo)致驗(yàn)證失敗，一種常見的解決思路是每次提交前重新獲取token,這樣就可以通過驗(yàn)證了。

附錄：

str_pad()，該函數(shù)返回 input 被從左端、右端或者同時兩端被填充到制定長度后的結(jié)果。如果可選的 pad_string 參數(shù)沒有被指定，input 將被空格字符填充，否則它將被 pad_string 填充到指定長度；

str_shuffle() 函數(shù)打亂一個字符串，使用任何一種可能的排序方案。

因?yàn)閥ii2 csrf的驗(yàn)證的加解密涉及到異或運(yùn)算

所以需要先補(bǔ)充php里字符串異或運(yùn)算的相關(guān)知識,不需要的可以跳過

^異或運(yùn)算不一樣返回1 否者返回 0 在PHP語言中,經(jīng)常用來做加密的運(yùn)算,解密也直接用^就行字符串運(yùn)算時利用字符的ascii碼轉(zhuǎn)換為2進(jìn)制來運(yùn)算單個字符運(yùn)算

1.對于單個字符和單個字符的直接計算其結(jié)果即可比如表里的a^b

2.對于長度一樣的多個字符串如表里的ab^cd 計算a^c對應(yīng)的結(jié)果和和b^d對應(yīng)的結(jié)果對應(yīng)的字符連接起來

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