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浏览器同源政策及其规避方法

浏览器安全的基石是"同源政策"( same-origin policy )。很多开发者都知道这一点,但了解得不全面。

本文详细介绍"同源政策"的各个方面,以及如何规避它。

浏览器同源政策及其规避方法

一、概述

1.1 含义

1995年,同源政策由 Netscape 公司引入浏览器。目前,所有浏览器都实行这个政策。

最初,它的含义是指,A网页设置的 Cookie,B网页不能打开,除非这两个网页"同源"。所谓"同源"指的是"三个相同"。

  • 协议相同
  • 域名相同
  • 端口相同

举例来说, http://www.example.com/dir/page.html 这个网址,协议是 http:// ,域名是 www.example.com ,端口是 80 (默认端口可以省略)。它的同源情况如下。

  • http://www.example.com/dir2/other.html :同源
  • http://example.com/dir/other.html :不同源(域名不同)
  • http://v2.www.example.com/dir/other.html :不同源(域名不同)
  • http://www.example.com:81/dir/other.html :不同源(端口不同)

1.2 目的

同源政策的目的,是为了保证用户信息的安全,防止恶意的网站窃取数据。

设想这样一种情况:A网站是一家银行,用户登录以后,又去浏览其他网站。如果其他网站可以读取A网站的 Cookie,会发生什么?

很显然,如果 Cookie 包含隐私(比如存款总额),这些信息就会泄漏。更可怕的是,Cookie 往往用来保存用户的登录状态,如果用户没有退出登录,其他网站就可以冒充用户,为所欲为。因为浏览器同时还规定,提交表单不受同源政策的限制。

由此可见,"同源政策"是必需的,否则 Cookie 可以共享,互联网就毫无安全可言了。

1.3 限制范围

随着互联网的发展,"同源政策"越来越严格。目前,如果非同源,共有三种行为受到限制。

(1) Cookie、LocalStorage 和 IndexDB 无法读取。

(2) DOM 无法获得。

(3) AJAX 请求不能发送。

虽然这些限制是必要的,但是有时很不方便,合理的用途也受到影响。下面,我将详细介绍,如何规避上面三种限制。

二、Cookie

Cookie 是服务器写入浏览器的一小段信息,只有同源的网页才能共享。但是,两个网页一级域名相同,只是二级域名不同,浏览器允许通过设置 document.domain 共享 Cookie。

举例来说,A网页是 http://w1.example.com/a.html ,B网页是 http://w2.example.com/b.html ,那么只要设置相同的 document.domain ,两个网页就可以共享Cookie。

 document.domain = 'example.com'; 

现在,A网页通过脚本设置一个 Cookie。

 document.cookie = "test1=hello"; 

B网页就可以读到这个 Cookie。

 var allCookie = document.cookie; 

注意,这种方法只适用于 Cookie 和 iframe 窗口,LocalStorage 和 IndexDB 无法通过这种方法,规避同源政策,而要使用下文介绍的PostMessage API。

三、iframe

如果两个网页不同源,就无法拿到对方的DOM。典型的例子是 iframe 窗口和 window.open 方法打开的窗口,它们与父窗口无法通信。

比如,父窗口运行下面的命令,如果 iframe 窗口不是同源,就会报错。

 document.getElementById("myIFrame").contentWindow.document // Uncaught DOMException: Blocked a frame from accessing a cross-origin frame. 

上面命令中,父窗口想获取子窗口的DOM,因为跨源导致报错。

反之亦然,子窗口获取主窗口的DOM也会报错。

 window.parent.document.body // 报错 

如果两个窗口一级域名相同,只是二级域名不同,那么设置上一节介绍的 document.domain 属性,就可以规避同源政策,拿到DOM。

对于完全不同源的网站,目前有三种方法,可以解决跨域窗口的通信问题。

  • 片段识别符(fragment identifier)
  • window.name
  • 跨文档通信API(Cross-document messaging)

3.1 片段识别符

片段标识符(fragment identifier)指的是,URL的 # 号后面的部分,比如 http://example.com/x.html#fragment#fragment 。如果只是改变片段标识符,页面不会重新刷新。

父窗口可以把信息,写入子窗口的片段标识符。

 var src = originURL + '#' + data; document.getElementById('myIFrame').src = src; 

子窗口通过监听 hashchange 事件得到通知。

 window.onhashchange = checkMessage;  function checkMessage() {   var message = window.location.hash;   // ... } 

同样的,子窗口也可以改变父窗口的片段标识符。

 parent.location.href= target + "#" + hash; 

3.2 window.name

浏览器窗口有 window.name 属性。这个属性的最大特点是,无论是否同源,只要在同一个窗口里,前一个网页设置了这个属性,后一个网页可以读取它。

父窗口先打开一个子窗口,载入一个不同源的网页,该网页将信息写入 window.name 属性。

 window.name = data; 

接着,子窗口跳回一个与主窗口同域的网址。

 location = 'http://parent.url.com/xxx.html'; 

然后,主窗口就可以读取子窗口的 window.name 了。

 var data = document.getElementById('myFrame').contentWindow.name; 

这种方法的优点是, window.name 容量很大,可以放置非常长的字符串;缺点是必须监听子窗口 window.name 属性的变化,影响网页性能。

3.3 window.postMessage

上面两种方法都属于破解,HTML5为了解决这个问题,引入了一个全新的API:跨文档通信 API(Cross-document messaging)。

这个API为 window 对象新增了一个 window.postMessage 方法,允许跨窗口通信,不论这两个窗口是否同源。

举例来说,父窗口 http://aaa.com 向子窗口 http://bbb.com 发消息,调用 postMessage 方法就可以了。

 var popup = window.open('http://aaa.com', 'title'); popup.postMessage('Hello World!', 'http://aaa.com'); 

postMessage 方法的第一个参数是具体的信息内容,第二个参数是接收消息的窗口的源(origin),即"协议 + 域名 + 端口"。也可以设为 * ,表示不限制域名,向所有窗口发送。

子窗口向父窗口发送消息的写法类似。

 window.opener.postMessage('Nice to see you', 'http://bbb.com'); 

父窗口和子窗口都可以通过 message 事件,监听对方的消息。

 window.addEventListener('message', function(e) {   console.log(e.data); },false); 

message 事件的事件对象 event ,提供以下三个属性。

  • event.source :发送消息的窗口
  • event.origin : 消息发向的网址
  • event.data : 消息内容

下面的例子是,子窗口通过 event.source 属性引用父窗口,然后发送消息。

 window.addEventListener('message', receiveMessage); function receiveMessage(event) {   event.source.postMessage('Nice to see you!', '*'); } 

event.origin 属性可以过滤不是发给本窗口的消息。

 window.addEventListener('message', receiveMessage); function receiveMessage(event) {   if (event.origin !== 'http://bbb.com') return;   if (event.data === 'Hello World') {       event.source.postMessage('Hello', event.origin);   } else {     console.log(event.data);   } } 

3.4 LocalStorage

通过 window.postMessage ,读写其他窗口的 LocalStorage 也成为了可能。

下面是一个例子,主窗口写入iframe子窗口的 localStorage

 window.onmessage = function(e) {   if (e.origin !== 'http://bbb.com') {     return;   }   var payload = JSON.parse(e.data);   localStorage.setItem(payload.key, JSON.stringify(payload.data)); }; 

上面代码中,子窗口将父窗口发来的消息,写入自己的LocalStorage。

父窗口发送消息的代码如下。

 var win = document.getElementsByTagName('iframe')[0].contentWindow; var obj = { name: 'Jack' }; win.postMessage(JSON.stringify({key: 'storage', data: obj}), 'http://bbb.com'); 

加强版的子窗口接收消息的代码如下。

 window.onmessage = function(e) {   if (e.origin !== 'http://bbb.com') return;   var payload = JSON.parse(e.data);   switch (payload.method) {     case 'set':       localStorage.setItem(payload.key, JSON.stringify(payload.data));       break;     case 'get':       var parent = window.parent;       var data = localStorage.getItem(payload.key);       parent.postMessage(data, 'http://aaa.com');       break;     case 'remove':       localStorage.removeItem(payload.key);       break;   } }; 

加强版的父窗口发送消息代码如下。

 var win = document.getElementsByTagName('iframe')[0].contentWindow; var obj = { name: 'Jack' }; // 存入对象 win.postMessage(JSON.stringify({key: 'storage', method: 'set', data: obj}), 'http://bbb.com'); // 读取对象 win.postMessage(JSON.stringify({key: 'storage', method: "get"}), "*"); window.onmessage = function(e) {   if (e.origin != 'http://aaa.com') return;   // "Jack"   console.log(JSON.parse(e.data).name); }; 

四、AJAX

同源政策规定,AJAX请求只能发给同源的网址,否则就报错。

除了架设服务器代理(浏览器请求同源服务器,再由后者请求外部服务),有三种方法规避这个限制。

  • JSONP
  • WebSocket
  • CORS

4.1 JSONP

JSONP是服务器与客户端跨源通信的常用方法。最大特点就是简单适用,老式浏览器全部支持,服务器不用做任何改造。

它的基本思想是,网页通过添加一个 <script> 元素,向服务器请求JSON数据,这种做法不受同源政策限制;服务器收到请求后,将数据放在一个指定名字的回调函数里传回来。

首先,网页动态插入 <script> 元素,由它向跨源网址发出请求。

 function addScriptTag(src) {   var script = document.createElement('script');   script.setAttribute("type","text/javascript");   script.src = src;   document.body.appendChild(script); }  window.onload = function () {   addScriptTag('http://example.com/ip?callback=foo'); }  function foo(data) {   console.log('Your public IP address is: ' + data.ip); }; 

上面代码通过动态添加 <script> 元素,向服务器 example.com 发出请求。注意,该请求的查询字符串有一个 callback 参数,用来指定回调函数的名字,这对于JSONP是必需的。

服务器收到这个请求以后,会将数据放在回调函数的参数位置返回。

 foo({   "ip": "8.8.8.8" }); 

由于 <script> 元素请求的脚本,直接作为代码运行。这时,只要浏览器定义了 foo 函数,该函数就会立即调用。作为参数的JSON数据被视为JavaScript对象,而不是字符串,因此避免了使用 JSON.parse 的步骤。

8.2 WebSocket

WebSocket是一种通信协议,使用 ws:// (非加密)和 wss:// (加密)作为协议前缀。该协议不实行同源政策,只要服务器支持,就可以通过它进行跨源通信。

下面是一个例子,浏览器发出的WebSocket请求的头信息(摘自 维基百科 )。

 GET /chat HTTP/1.1 Host: server.example.com Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw== Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat Sec-WebSocket-Version: 13 Origin: http://example.com 

上面代码中,有一个字段是 Origin ,表示该请求的请求源(origin),即发自哪个域名。

正是因为有了 Origin 这个字段,所以WebSocket才没有实行同源政策。因为服务器可以根据这个字段,判断是否许可本次通信。如果该域名在白名单内,服务器就会做出如下回应。

 HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk= Sec-WebSocket-Protocol: chat 

8.3 CORS

CORS是跨源资源分享(Cross-Origin Resource Sharing)的缩写。它是W3C标准,是跨源AJAX请求的根本解决方法。相比JSONP只能发 GET 请求,CORS允许任何类型的请求。

下一篇文章,我会详细介绍,如何通过CORS完成跨源AJAX请求。

(完)

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