CC BY
0МЕХАНИЗМЫ ЗАЩИТЫ ОТ АТАК XSS
АЛИЕВА ЕГЯНА МОВСУМ КЫЗЫ
Доцент кафедры компьютерная инженерия, Азербайджанского государственного университета нефти и промышленности, Баку, Азербайджан
АЛИЕВА НАЙЛЯ НАЗИМ КЫЗЫ
Магистр кафедры компьютерная инженерия, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, Баку, Азербайджан
Аннотация: В статье проведены подробные исследования понятия XSS-атак, рассмотрены наиболее распространенные виды XSS-атак в современном обществе. Также определено, как применяются механизмы защиты от XSS-атак и какие результаты достигаются. Программисты и специалисты сталкиваются с рядом сложностей при изучении механизмов защиты от XSS-атак. Эти сложности проявляются в различных формах: защита от разных видов XSS-атак, обеспечение безопасности различных точек входа, сложность внедрения CSP (Content Security Policy) и других механизмов безопасности. Были проведены исследования, связанные с указанными трудностями, и проанализированы меры по их устранению. Дополнительно изучены различные технологии, предназначенные для работы с механизмами защиты. Также были рассмотрены их составные компоненты и преимущества.
Атаки XSS представляют серьёзную угрозу безопасности веб-приложений. Чтобы защититься от них, необходимо применять валидацию входных данных, кодирование вывода, CSP, HTTP-only cookies и другие методы. Своевременное и эффективное внедрение мер безопасности способствует повышению надёжности веб-систем.
Ключевые слова: XSS-атаки, Cross-Site Scripting, кибербезопасность, веб-безопасность, защита от XSS, механизмы безопасности, валидация входных данных, кодирование вывода, Content Security Policy.
Abstract: The article presents a detailed examination of the concept of XSS attacks, exploring the most common types of XSS attacks in modern society. It also defines how the mechanisms for protecting against XSS attacks are implemented and the results that are achieved.
Programmers and specialists face several challenges when studying the mechanisms for defending against XSS attacks. These challenges manifest in various forms: protecting against different types of XSS attacks, ensuring the security of various entry points, and the complexity of implementing CSP (Content Security Policy) and other security mechanisms. Research has been conducted on these challenges, and measures to address them have been analyzed.
Additionally, various technologies designed to work with protection mechanisms have been explored. Their components and advantages have also been examined.
XSS attacks pose a serious threat to the security of web applications. To defend against them, it is essential to apply input validation, output encoding, CSP, HTTP-only cookies, and other methods. Timely and effective implementation of security measures contributes to the reliability of web systems.
Keywords: XSS attacks, Cross-Site Scripting, cybersecurity, web security, protection against XSS, security mechanisms, input validation, output encoding, Content Security Policy.
Введение
XSS (Cross-Site Scripting) атаки представляют собой опасные киберугрозы, нацеленные на веб-приложения с целью кражи пользовательских данных. Эти атаки происходят, когда вредоносные скрипты выполняются в браузере пользователя, что может привести к краже конфиденциальной информации, захвату учетных записей и нарушению функциональности
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
сайта. С распространением веб-приложений в современном обществе риск XSS-атак значительно возрос, поэтому специалисты по безопасности стремятся разработать эффективные механизмы защиты от таких угроз.
В данной статье будут представлены исследования различных видов XSS-атак и современных стратегий защиты от них. Также будут обсуждены эффективность этих механизмов защиты, сложности их применения и рекомендации для программистов. Наша цель - поддержать развитие более надежных и эффективных подходов в борьбе с XSS-атаками.
Текст статьи
XSS (Cross-Site Scripting) атака — это вид киберугрозы, который позволяет выполнять вредоносные скрипты из-за недостаточной проверки и фильтрации данных, вводимых пользователями в веб-приложениях. Эти атаки используют уязвимости веб-приложений, что приводит к выполнению вредоносного кода в браузере целевого пользователя. XSS-атаки обычно включают три основных компонента:
1. Атакующий (Attacker): Лицо, создающее или размещающее вредоносные скрипты, манипулирующее целевыми пользователями.
2. Целевое веб-приложение (Target Web Application): Веб-сайт или приложение, на котором осуществляется атака и в котором используются уязвимости для выполнения вредоносного кода.
3. Пользователь (User): Целевая персона, в браузере которой выполняются вредоносные скрипты и которая служит для достижения целей атакующего [1-2].
Основные виды XSS-атак следующие.
XSS (Cross-Site Scripting) атаки — это виды киберугроз, которые используют уязвимости веб-приложений для выполнения вредоносных скриптов. XSS-атаки делятся на три основных типа: Stored XSS, Reflected XSS и DOM-Based XSS. У каждого типа есть свои особенности, области применения и механизмы воздействия. Ниже эти виды описаны более подробно.
1. Stored XSS (Сохраненные XSS)
- Описание: Сохраненные XSS-атаки представляют собой тип атаки, при котором вредоносный скрипт сохраняется на сервере и затем выполняется всеми пользователями, посещающими веб-приложение. Этот тип XSS обычно возникает в базах данных, форумах, разделах комментариев или других местах, где сохраняется пользовательский контент [3].
- Принцип работы: Атакующий вводит вредоносный скрипт в форму (например, в разделе комментариев), и эта информация сохраняется на сервере. Позже, когда другие пользователи посещают эту страницу, сохраненный скрипт автоматически выполняется.
- Опасность: Сохраненные XSS-атаки более широко распространены, так как однажды созданный вредоносный скрипт может выполняться всеми пользователями [4-5].
2. Reflected XSS (Отраженные XSS)
- Описание: Отраженные XSS-атаки представляют собой тип атаки, при котором вредоносный скрипт отправляется на сервер через параметры URL и немедленно выполняется. Этот тип XSS-атак обычно осуществляется с помощью методов социальной инженерии, когда атакующий направляет пользователя на вредоносную ссылку.
- Принцип работы: Атакующий добавляет вредоносный скрипт в качестве параметра в URL. Когда пользователь щелкает по этой ссылке, скрипт отправляется на сервер и немедленно выполняется в ответе.
- Опасность: Отраженные XSS-атаки используют методы социальной инженерии для манипуляции пользователями. Несмотря на прямое воздействие, они менее устойчивы, так как вредоносный код выполняется только один раз [6].
3. DOM-Based XSS (XSS на основе DOM)
- Описание: DOM-Based XSS-атаки — это тип атаки, при котором вредоносный скрипт выполняется с помощью JavaScript на стороне клиента. Этот тип атаки происходит исключительно на стороне клиента, независимо от сервера.
- Принцип работы: Вредоносный скрипт выполняется через манипуляцию DOM с помощью данных, введенных пользователем. Пользователь изменяет DOM, получая данные из URL или других источников, и выполняет вредоносный код.
- Опасность: DOM-Based XSS-атаки сложно обнаружить, так как они происходят без зависимости от сервера. Эти атаки используют уязвимости в JavaScript-коде на стороне клиента [7-8].
Причины распространения XSS-атак следующие.
1. Увеличение Популярности Веб-приложений
Современное общество характеризуется широким распространением веб-приложений, особенно социальных сетей, форумов и интернет-магазинов, что создает идеальную среду для XSS-атак. Платформы, на которых пользователи постоянно делятся информацией и взаимодействуют, способствуют легкому распространению вредоносных скриптов.
2. Игнорирование Безопасности при Разработке
Недостаточное внимание к мерам безопасности при разработке веб-приложений приводит к увеличению числа XSS-атак. Разработчики иногда не соблюдают практики безопасного программирования, что приводит к появлению уязвимостей [9].
3. Социальная Инженерия
XSS-атаки часто сочетаются с методами социальной инженерии. Пользователи подвергаются риску, кликая на вредоносные ссылки или открывая подозрительные электронные письма. Социальная инженерия повышает эффективность атак, манипулируя целевыми пользователями.
4. Широкое Распространение Информации
Широкое распространение и обмен данными в интернете позволяют вредоносным скриптам достигать большего числа людей. Например, один раз написанный вредоносный код может распространяться через социальные сети, форумы и другие веб-сайты, охватывая большое количество пользователей [10-11].
5. Разнообразные Точки Входа
Наличие множества точек входа в веб-приложениях (формы, параметры URL, API и т.д.) облегчает осуществление XSS-атак. Каждая точка входа может иметь потенциальные уязвимости, которые могут быть использованы для проведения атак.
Механизмы защиты от XSS-атак следующие.
Существует несколько механизмов защиты от XSS-атак. Эффективность этих механизмов зависит от их правильного применения [12].
1. Валидация Входных Данных (Input Validation)
• Описание: Проверка данных, введенных пользователем, с целью выявления и удаления опасных символов.
• Принцип работы: Данные проверяются на корректность и безопасность перед отправкой на сервер.
• Преимущества: Этот механизм предотвращает попадание вредоносного кода в систему.
• Недостатки: Работает только при определенных условиях, так как полностью заблокировать пользовательские входы невозможно. Неправильная конфигурация может привести к уязвимостям [13-14].
2. Кодирование Выходных Данных (Output Encoding)
• Описание: Кодирование выходных данных обеспечивает безопасное отображение информации, введенной пользователями, в HTML, JavaScript, URL и других контекстах.
• Принцип работы: Специальные символы (например, <, >, &) кодируются для нейтрализации угрозы.
• Преимущества: При правильном кодировании пользовательских данных предотвращаются XSS-атаки [15].
• Недостатки: Обеспечить правильное кодирование в различных контекстах может быть сложно. Неправильное кодирование может привести к уязвимостям в безопасности.
3. Политика Безопасности Контента (Content Security Policy, CSP)
• Описание: CSP сообщает браузерам, какие источники скриптов могут выполняться. Это блокирует выполнение встроенных скриптов и скриптов с ненадежных источников.
• Принцип работы: Браузер проверяет источники в соответствии с правилами, указанными в заголовке CSP [16-17].
• Преимущества: CSP обеспечивает эффективную защиту от XSS-атак, так как предотвращает выполнение вредоносных скриптов.
• Недостатки: Правильная конфигурация CSP может быть сложной, и неверная настройка может негативно сказаться на работе системы. Также CSP может не работать корректно в устаревших браузерах [18-19].
4. HTTP-only Cookies
• Описание: HTTP-only cookies настраиваются так, что их нельзя получить с помощью JavaScript, что обеспечивает защиту информации сессии.
• Принцип работы: При добавлении атрибута HttpOnly к cookie он становится доступным только для чтения сервером.
• Преимущества: Это предотвращает кражу cookie, так как вредоносные скрипты не могут получить доступ к этим cookie.
• Недостатки: Этот механизм зависит только от cookie и не защищает от других методов атак. Например, если пользователь поддается фишинговой атаке, эта защита может оказаться неэффективной [20].
5. Защитный Экран Веб-приложений (Web Application Firewall, WAF)
• Описание: WAF анализирует HTTP-запросы, поступающие на сервер, и выявляет подозрительные запросы, блокируя их.
• Принцип работы: Применяются правила и методы фильтрации, разработанные для защиты от различных видов атак.
• Преимущества: WAF предоставляет широкий спектр мер безопасности и обеспечивает защиту в реальном времени.
• Недостатки: WAF может выдавать ложные срабатывания, что может привести к блокировке легитимных запросов. Также, если WAF не обновляется, он может оказаться уязвимым к новым методам атак .
Результаты
XSS-атаки представляют собой серьезную угрозу безопасности современных веб-приложений. Для предотвращения этих атак необходимо применять эффективные механизмы защиты. Валидация входных данных, кодирование выходных данных, использование Content Security Policy (CSP) и HTTP-only cookie являются основными стратегиями защиты от XSS-атак.
Каждый механизм защиты имеет свои уникальные преимущества и недостатки, поэтому для достижения надежной безопасности важно применять многоуровневый подход. Программисты должны соблюдать стандарты безопасности, минимизировать уязвимости веб-приложений и реализовывать соответствующие меры для защиты пользовательских данных. Такой подход не только повышает надежность веб-систем, но и обеспечивает безопасность пользовательской информации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Zalewski, (2011). M. The Tangled Web: A Guide to Securing Modern Web Applications, No Starch Press, page 45-90.
2. Chen, H., & Zhang, (2019). J. "A Survey on Cross-Site Scripting Attacks and Defense Mechanisms". Journal of Information Security and Applications, Elsevier, page 55-70.
3. Hurst, D., & Eason, B. (2018) Web Application Security: A Beginner's Guide, McGraw-Hill Education, page 75-110.
4. Barlow, J. (2020). The Definitive Guide to Content Security Policy. O'Reilly Media, page 30-60.
5. Bogan, J., & Brown, S. (2022)."Understanding Cross-Site Scripting: Concepts and Solutions". International Journal of Cyber Security and Digital Forensics, 11(1), Academic Publishing, page 15-29.
6. Alowaird, M., & Alghamdi, A. (2020). "Preventing XSS Attacks: A Comprehensive Study". Journal of Computer Virology and Hacking Techniques, 16(3), Springer,page 185-199.
7. Jiang, X. (2018). Web Security: A Beginner's Guide, McGraw-Hill Education, page 45-80.
8. Kumar, R., & Singh, R. (2021). Web Application Security: Principles and Practices CRC Press, page 120-150.
9. Web Application Security Consortium (WASC) (2020), New York: No Starch Press, page 150185.
10. Grossman J. X (2021). SS Attacks: Cross Site Scripting Exploits and Defense. Brazil, page 110125.
11. Brij B.Gupta,(2020).Cross-Site Scripting Attacks: Classification, Attack, and Countermeasures. india, page 95-112.
12. Marcus P.(2022). The Web Application Hacker's Handbook:Finding and Exploiting Security, Flaws 2nd Edition.England, page 88-96.
13. Gurel A.(2019). Siber Guvenlik. Turkiye, page 65-87.
14. https://portswigger.net/web-security/cross-site-scripting
15. https://www.acunetix.com/websitesecurity/cross-site-scripting/
16. https://medium.com/@nurlanisazade/real-world-examples-of-xss-with-source-code-and-exploits-83cd264ea260
17. https://learn.snyk.io/lesson/xss/?ecosystem=javascript
18. https://www.splunk.com/en_us/blog/learn/cross-site-scripting-xss-attacks.html
19. https://www.cs.montana.edu/courses/csci476/topics/crosssite_attacks.pdf
20. https://owasp.org/www-project-top-ten/
