Экзотичные заголовки HTTP

Привет Хабрахабр! В этой статье будут наглядно продемонстрирован результат применения некоторых важных и экзотичных HTTP заголовков, большинство из которых связаны с безопасностью.

X-XSS-Protection

Атака XSS (межсайтовый скриптинг) это тип атаки, при котором вредоносный код может быть внедрён в атакуемую страницу.

Например вот так:

<h1>Hello, <script>alert('hacked')</script></h1>

Такой тип атаки легко обнаружить и браузер вполне может с этим справиться: если в исходном коде содержится часть запроса, то это может оказаться угрозой.

И заголовок X-XSS-Protection управляет этим поведением браузера.

Принимаемые значения:

• 0 фильтр выключен
  
• 1 фильтр включен. Если атака обнаружена, то браузер удалит вредоносный код.
  
• 1; mode=block. Фильтр включен, но если атака обнаружится, страница не будет загружена браузером.
  
• 1; report=http://domain/url. фильтр включен и браузер очистит страницу от вредоносного кода, при этом сообщив о попытке атаки. Тут используется функция Chromium для отправки отчёта о нарушении политика защиты контента (CSP) на определённый адрес.
  

Создадим веб сервер-песочницу на node.js, чтобы посмотреть как это работает.

var express = require('express')
var app = express()

app.use((req, res) => {
  if (req.query.xss) res.setHeader('X-XSS-Protection', req.query.xss)
  res.send(`<h1>Hello, ${req.query.user || 'anonymous'}</h1>`)
})

app.listen(1234)

Буду использовать Google Chrome 55.

Без заголовка

http://localhost:1234/?user=%3Cscript%3Ealert(%27hacked%27)%3C/script%3E

Ничего не произойдёт, браузер успешно заблокирует атаку. Chrome, по умолчанию, блокирует угрозу и сообщает об этом в консоли.



Он даже выделяет проблемный участок в исходном коде.

X-XSS-Protection: 0

http://localhost:1234/?user=%3Cscript%3Ealert(%27hacked%27)%3C/script%3E&xss=0

О нет!

X-XSS-Protection: 1

http://localhost:1234/?user=%3Cscript%3Ealert(%27hacked%27)%3C/script%3E&xss=1

Страница была очищена из-за явного указания заголовка.

X-XSS-Protection: 1; mode=block

http://localhost:1234/?user=%3Cscript%3Ealert(%27hacked%27)%3C/script%3E&xss=1;%20mode=block

В этом случае атака будет предотвращена путём блокирования загрузки страницы.

X-XSS-Protection: 1; report=http://localhost:1234/report

http://localhost:1234/?user=%3Cscript%3Ealert(%27hacked%27)%3C/script%3E&xss=1;%20report=http://localhost:1234/report

Атака предотвращена и сообщение об этом отправлено по соответствующему адресу.

X-Frame-Options

При помощи данного заголовка можно защититься от так называемого Кликджекинга [Clickjacking].

Представьте, что у злоумышленника есть канал на YouTube и ему хочется больше подписчиков.

Он может создать страницу с кнопкой «Не нажимать», что будет значить, что все на неё обязательно нажмут. Но поверх кнопки находится абсолютно прозрачный iframe и в этом фрейме прячется страница канала с кнопкой подписки. Поэтому при нажатии на кнопку, на самом деле пользователь подписывается на канал, если конечно, он был залогинен в YouTube.

Продемонстрируем это.

Сперва нужно установить расширение для игнорирования данного заголовка.

Создадим простую страницу.

<style>
button { background: red; color: white; padding: 10px 20px; border: none; cursor: pointer; }
iframe { opacity: 0.8; z-index: 1; position: absolute; top: -570px; left: -80px; width: 500px; height: 650px; }
</style>

<button>Do not click his button!</button>
<iframe src="https://youtu.be/dQw4w9WgXcQ?t=3m33s"></iframe>

Как можно заметить, я разместил фрейм с подпиской прям над кнопкой (z-index: 1) и поэтому если попытаться на неё нажать, то на самом деле нажмётся фрейм. В этом примере фрейм не полностью прозрачен, но это исправляется значением opacity: 0.

На практике, такое не сработает, потому что у YouTube задан нужный заголовок, но смысл угрозы, надеюсь, понятен.

Для предотвращения страницы быть использованной во фрейме нужно использовать заголовок X-Frame-Options.

Принимаемые значения:

• deny не загружать страницу вообще.
• sameorigin не загружать, если источник не совпадает.
• allow-from: ДОМЕН можно указать домен, с которого страница может быть загружена во фрейме.

Нам понадобится веб сервер для демонстрации

var express = require('express')

for (let port of [1234, 4321]) {
  var app = express()
  app.use('/iframe', (req, res) => res.send(`<h1>iframe</h1><iframe src="//localhost:1234?h=${req.query.h || ''}"></iframe>`))
  app.use((req, res) => {
    if (req.query.h) res.setHeader('X-Frame-Options', req.query.h)
    res.send('<h1>Website</h1>')
  })
  app.listen(port)
}

Без заголовка

Все смогут встроить наш сайт по адресу localhost:1234 во фрейм.

X-Frame-Options: deny

Страницу вообще нельзя использовать во фрейме.

X-Frame-Options: sameorigin

Только страницы с одинаковым источником смогут встраивать во фрейм. Источники совпадают, если домен, порт и протокол одинаковые.

X-Frame-Options: allow-from localhost:4321

Похоже, что Chrome игнорирует такую опцию, т.к. существует заголовок Content-Security-Policy (о ней будет рассказано ниже). Не работает это и в Microsoft Edge.

Ниже Mozilla Firefox.

X-Content-Type-Options

Данный заголовок предотвращает атаки с подменой типов MIME (<script src=«script.txt»>) или несанкционированного хотлинка (<script src=«https://raw.githubusercontent.com/user/repo/branch/file.js»>)

var express = require('express')
var app = express()

app.use('/script.txt', (req, res) => {
  if (req.query.h) res.header('X-Content-Type-Options', req.query.h)
  res.header('content-type', 'text/plain')
  res.send('alert("hacked")')
})

app.use((req, res) => {
  res.send(`<h1>Website</h1><script src="/script.txt?h=${req.query.h || ''}"></script>`)
})

app.listen(1234)

Без заголовка

http://localhost:1234/

Хоть script.txt и является текстовым файлом с типом text/plain, он будет запущен как скрипт.

X-Content-Type-Options: nosniff

http://localhost:1234/?h=nosniff

На этот раз типы не совпадают и файл не будет исполнен.

Content-Security-Policy

Это относительно молодой заголовок и помогает уменьшить риски атаки XSS в современных браузерах путём указания в заголовке какие именно ресурсы могут подргружаться на странице.

Например, можно попросить браузер не исполнять inline-скрпиты и загружать файлы только с одного домена. Inline-скрпиты могут выглядеть не только как <script>...</script>, но и как <h1 onclick="...">.

Посмотрим как это работает.

var request = require('request')
var express = require('express')

for (let port of [1234, 4321]) {
  var app = express()
  app.use('/script.js', (req, res) => {
    res.send(`document.querySelector('#${req.query.id}').innerHTML = 'изменено ${req.query.id}-скриптом'`)
  })
  app.use((req, res) => {
    var csp = req.query.csp
    if (csp) res.header('Content-Security-Policy', csp)
    res.send(`
      <html>
      <body>
        <h1>Hello, ${req.query.user || 'anonymous'}</h1>
        <p id="inline">это будет изменено inline-скриптом?</p>
        <p id="origin">это будет изменено origin-скриптом?</p>
        <p id="remote">это будет изменено remote-скриптом?</p>
        <script>document.querySelector('#inline').innerHTML = 'изменено inline-скриптом'</script>
        <script src="/script.js?id=origin"></script>
        <script src="//localhost:1234/script.js?id=remote"></script>
      </body>
      </html>
      `)
  })
  app.listen(port)
}

Без заголовка

Это работает так, как вы и ожидали

Content-Security-Policy: default-src 'none'

http://localhost:4321/?csp=default-src%20%27none%27&user=%3Cscript%3Ealert(%27hacked%27)%3C/script%3E

default-src применяет правило для всех ресурсов (картинки, скрипты, фреймы и т.д.), значение 'none' блокирует всё. Ниже продемонстрировано что происходит и ошибки, показываемые в браузере.



Chrome отказался запускать любые скрипты. В таком случае не получится даже загрузить favicon.ico.

Content-Security-Policy: default-src 'self'

http://localhost:4321/?csp=default-src%20%27self%27&user=%3Cscript%3Ealert(%27hacked%27)%3C/script%3E

Теперь можно использовать ресурсы с одного источника, но по прежнему нельзя запускать внешние и inline-скрипты.

Content-Security-Policy: default-src 'self'; script-src 'self' 'unsafe-inline'

http://localhost:4321/?csp=default-src%20%27self%27;%20script-src%20%27self%27%20%27unsafe-inline%27&user=%3Cscript%3Ealert(%27hacked%27)%3C/script%3E

На этот раз мы разрешили исполнение и inline-скриптов. Обратите внимание, что XSS атака в запросе тоже была заблокирована. Но этого не произойдёт, если одновременно поставить и unsafe-inline, и X-XSS-Protection: 0.

Другие значения

На сайте content-security-policy.com красиво показаны множество примеров.

• default-src 'self' разрешит ресурсы только с одного источника
  
• script-src 'self' www&#46google-analytics.com ajax.googleapis.com разрешит Google Analytics, Google AJAX CDN и ресурсы с одного источника.
  
• default-src 'none'; script-src 'self'; connect-src 'self'; img-src 'self'; style-src 'self'; разрешит изображения, скрипты, AJAX и CSS с одного источника и запретит загрузгу любых других ресурсов. Для большинства сайтов это хорошая начальная настройка.
  

Я этого не проверял, но я думаю, что следующие заголовки эквиваленты:

• frame-ancestors 'none' и X-Frame-Options: deny
  
• frame-ancestors 'self' и X-Frame-Options: sameorigin
  
• frame-ancestors localhost:4321 и X-Frame-Options: allow-from localhost:4321
  
• script-src 'self' без 'unsafe-inline' и X-XSS-Protection: 1
  

Если взглянуть на заголовки facebook.com или twitter.com, то можно заметить, что эти сайты используют много CSP.

Strict-Transport-Security

HTTP Strict Transport Security (HSTS) это механизм политики безопасности, который позволяет защитить сайт от попытки небезопасного соединения.

Допустим, что мы хотим подключиться к facebook.com. Если не набрать перед запросом https://, то протокол, по умолчанию, будет выбран HTTP и поэтому запрос будет выглядеть как http://facebook.com.

$ curl -I facebook.com
HTTP/1.1 301 Moved Permanently
Location: https://facebook.com/

После этого мы будем перенаправлены на защищённую версию Facebook.

Если подключиться к публичной WiFi точке, которая принадлежит злоумышленнику, то запрос может быть перехвачен и вместо facebook.com злоумышленник может подставить похожую страницу, чтобы узнать логин и пароль.

Чтобы обезопаситься от такой атаки, можно использовать вышеупомянутый заголовок, который скажет клиенту в следующий раз использовать https-версию сайта.

$ curl -I https://www.facebook.com/
HTTP/1.1 200 OK
Strict-Transport-Security: max-age=15552000; preload

Если пользователь был залогинен в Facebook дома, а потом попытался открыть его из небезопасной точки доступа, то ему ничего не угрожает, т.к. браузеры запоминают этот заголовок.

Но что будет, если подключиться в небезопасной сети первый раз? В этом случае защититься не получится.

Но у браузеров есть козырь и на этот случай. В них есть предопределённый список доменов, для которых следует использовать только HTTPS.

Можно отправить свой домен по этому адресу. Там также можно узнать правильно ли используется заголовок.

Принимаемые значения:

• max-age=15552000 время, в секундах, которое браузер должен помнить о заголовке.
  
• includeSubDomains Если указать это опциональное значение, то заголовок распространяется и на все поддомены.
  
• preload если владелец сайта хочет, чтобы домен попал в предопределённый список, поддерживаемый Chrome (и используемый Firefox и Safari).
  

А если потребуется переключиться на HTTP перед сроком истечения max-age или если установлен preload? Можно поставить значение max-age=0 и тогда правило перехода на https версию работать перестанет.

Public-Key-Pins

HTTP Public Key Pinning (HPKP) это механизм политики безопасности, который позволяет HTTPS сайтам защититься от использования злоумышленниками поддельных или обманных сертификатов.

Принимаемые значения:

• pin-sha256="<sha256>" в кавычках находится закодированный с помощью Base64 отпечаток Subject Public Key Information (SPKI). Можно указать несколько пинов для различных открытых ключей. Некоторые браузеры в будущем могут использовать и другие алгоритмы хеширования, помимо SHA-256.
  
• max-age=<seconds> время, в секундах, которое браузер запоминает что для доступа к сайту нужно использовать только перечисленные ключи.
  
• includeSubDomains если указать этот необязательный параметр, то заголовок действует и на все поддомены.
  
• report-uri="<URL>" если указать URL, то при ошибке проверки ключа, соответствующее сообщение отправится по указанному адресу.
  

Вместо заголовка Public-Key-Pins можно использовать Public-Key-Pins-Report-Only, в таком случае будут отправляться только сообщения об ошибках совпадения ключей, но браузер всё равно будет загружать страницу.

Так делает Facebook:

$ curl -I https://www.facebook.com/
HTTP/1.1 200 OK
...
Public-Key-Pins-Report-Only: 
      max-age=500; 
      pin-sha256="WoiWRyIOVNa9ihaBciRSC7XHjliYS9VwUGOIud4PB18="; 
      pin-sha256="r/mIkG3eEpVdm+u/ko/cwxzOMo1bk4TyHIlByibiA5E="; 
      pin-sha256="q4PO2G2cbkZhZ82+JgmRUyGMoAeozA+BSXVXQWB8XWQ="; 
      report-uri="http://reports.fb.com/hpkp/"

Зачем это нужно? Не достаточно ли доверенных центров сертификации (CA)?

Злоумышленник может создать свой сертификат для facebook.com и путём обмана заставить пользователя добавить его в своё хранилище доверенных сертификатов, либо он может быть администратором.

Попробуем создать сертификат для facebook.

sudo mkdir /etc/certs
echo -e 'US\nCA\nSF\nFB\nXX\nwww.facebook.com\[e-mail]' | \
  sudo openssl req -x509 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 \
    -keyout /etc/certs/facebook.key \
    -out /etc/certs/facebook.crt

И сделать его доверенным в локальной системе.

# curl
sudo cp /etc/certs/*.crt /usr/local/share/ca-certificates/
sudo update-ca-certificates
# Google Chrome
sudo apt install libnss3-tools -y
certutil -A -t "C,," -n "FB" -d sql:$HOME/.pki/nssdb -i /etc/certs/facebook.crt
# Mozilla Firefox
#certutil -A -t "CP,," -n "FB" -d sql:`ls -1d $HOME/.mozilla/firefox/*.default | head -n 1` -i /etc/certs/facebook.crt

А теперь запустим веб сервер, использующий этот сертификат.

var fs = require('fs')
var https = require('https')
var express = require('express')

var options = {
  key: fs.readFileSync(`/etc/certs/${process.argv[2]}.key`),
  cert: fs.readFileSync(`/etc/certs/${process.argv[2]}.crt`)
}

var app = express()
app.use((req, res) => res.send(`<h1>hacked</h1>`))
https.createServer(options, app).listen(443)

Переключимся на сервер

echo 127.0.0.1 www.facebook.com | sudo tee -a /etc/hosts
sudo node server.js facebook

Посмотрим что получилось

$ curl https://www.facebook.com
<h1>hacked</h1>

Отлично. curl подтверждает сертификат.

Так как я уже заходил на Facebook и Google Chrome видел его заголовки, то он должен сообщить об атаке но разрешить страницу, так?



Неа. Ключи не проверялись из-за локального корневого сертификата [Public-key pinning bypassed]. Это интересно…

Хорошо, а что насчёт www.google.com?

echo -e 'US\nCA\nSF\nGoogle\nXX\nwww.google.com\[e-mail]' | \
  sudo openssl req -x509 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 \
    -keyout /etc/certs/google.key \
    -out /etc/certs/google.crt
sudo cp /etc/certs/*.crt /usr/local/share/ca-certificates/
sudo update-ca-certificates
certutil -A -t "C,," -n "Google" -d sql:$HOME/.pki/nssdb -i /etc/certs/google.crt
echo 127.0.0.1 www.google.com | sudo tee -a /etc/hosts
sudo node server.js google

Тот же результат. Думаю это фича.

Но в любом случае, если не добавлять эти сертификаты в локальное хранилище, открыть сайты не получится, потому что опции продолжить небезопасное соединение в Chrome или добавить исключение в Firefox не будет.

Content-Encoding: br

Данные сжаты при помощи Brotli.

Алгоритм обещает лучшее сжатие чем gzip и сравнимую скорость разархивирования. Поддерживается Google Chrome.

Разумеется, для него есть модуль в node.js.

var shrinkRay = require('shrink-ray')
var request = require('request')
var express = require('express')

request('https://www.gutenberg.org/files/1342/1342-0.txt', (err, res, text) => {
  if (err) throw new Error(err)
  var app = express()
  app.use(shrinkRay())
  app.use((req, res) => res.header('content-type', 'text/plain').send(text))
  app.listen(1234)
})

Исходный размер: 700 Кб
Brotli: 204 Кб
Gzip: 241 Кб

Timing-Allow-Origin

С помощью Resource Timing API можно узнать сколько времени заняла обработка ресурсов на странице.

Поскольку информация о времени загрузки может быть использована чтобы определить посещал ли пользователь страницу до этого (обращая внимание на то, что ресурсы могут кэшироваться), стандарт считается уязвимым, если давать такую информацию любым хостам.

<script>
setTimeout(function() {
  console.log(window.performance.getEntriesByType('resource'))
}, 1000)
</script>

<img src="http://placehold.it/350x150">
<img src="/local.gif">

Похоже, если не указать Timing-Allow-Origin, то получить детальную информацию о времени операций (поиска домена, например) можно только для ресурсов с одним источником.



Использовать можно так:

• Timing-Allow-Origin: *
  
• Timing-Allow-Origin: http://foo.com http://bar.com
  

Alt-Svc

Альтернативные Сервисы [Alternative Services] позволяют ресурсам находиться в различных частях сети и доступ к ним можно получить с помощью разных конфигураций протокола.

Такой используется в Google:

• alt-svc: quic=":443"; ma=2592000; v=«36,35,34»
  

Это означает, что браузер, если захочет, может использовать QUIC, это HTTP над UDP, через порт 443 следующие 30 дней (ma = 2592000 секунд, или 720 часов, т.е 30 дней). Понятия не имею что означает параметр v, версия?

P3P

Ниже несколько P3P заголовков, которые я встречал:

• P3P: CP=«This is not a P3P policy! See support.google.com/accounts/answer/151657?hl=en for more info.»
  
• P3P: CP=«Facebook does not have a P3P policy. Learn why here: fb.me/p3p»
  

Некоторые браузеры требуют, чтобы cookies третьих лиц поддерживали протокол P3P для обозначения мер конфиденциальности.

Организация, основавшая P3P, Консорциум Всемирной паутины (W3C), приостановила работу над протоколом несколько лет назад из-за того, что современные браузеры не до конца поддерживают протокол. В результате, P3P устарел и не включает в себя технологии, которые сейчас используются в сети, поэтому большинство сайтов не поддерживают P3P.

Я не стал слишком углубляться, но видимо заголовок нужен для IE8 чтобы принимать cookies третьих лиц.

Например, если в IE настройка приватности высокая, то все cookies с сайтов, у которых нет компактной политики конфиденциальности, будут блокированы, но те у которых есть заголовки похожие на вышеупомянутые, заблокированы не будут.