浏览器：一个家族的奋斗

原创：

刘欣 码农翻身 2017-12-12

我是你们每天都要使用的浏览器，自从90年代诞生以来，我们这个大家族变得非常的繁荣，在过去的几十年中，我们一直兢兢业业地帮助你们人类去探索外部的互联网世界。随着互联网和移动互联网的发展，我们家族终于登上了成功的巅峰：几乎占据了全球每一台电脑和手机。

 

大家只看到表面的光鲜，可是谁知道我们家族在背后充满血和泪的不懈努力呢？

 

1起步：从简单到混乱

最初的时候，我们浏览器家族的工作很简单，就是从远端的服务器下载HTML页面到本机，然后按照和你们人类的约定，把充满标签的HTML文本转换成你们容易阅读的页面。例如当我们遇到<table> 这样的标签，我们就展示一个表格，遇到<p>我们就会换行显示一个新的段落，看到<img> 就知道要显示一个图片等等。

 

由于HTML的结构很简单，我们展示起来也不难，工作相对比较轻松。

 

可是你们人类很快就不满足了，嚷嚷着说要看漂亮的页面，漂亮的布局，就像报纸杂志那样，分栏、图文混排...... 

 

于是有不少人盯上了<table>这个标签，这个标签本来的目的是为了显示数据用的，像这样：

 

 但是这些人发现，既然表格能把页面分成一块一块的，那完全可以来做页面布局啊！ 比如这个单元格可以作为页面的头，那个做左边栏，右边栏......等等。

 

这个口子一开，立刻成星火燎原之势，再加上那些所见即所得的网页编辑器（如DreamWeaver, FrontPge）推波助澜，表格布局大行其道。

 

这可苦了我们浏览器家族，我们经常发现HTML中那些令人恐怖的表格，一个套着一个，我见过最极端的有上百个表格套在一起，组成超级无敌的页面。为了把这些表格解析、展示出来，我们都是战战兢兢、如履薄冰，生怕出什么差错。

 

有时候，程序员会忘记写一些标签的闭合标签，例如</a> </td>，我们还得猜测、推理、论证，最后展示出来的东西你们还不满意：这是什么玩意儿，连个HTML都显示不对！

 

我们家族的IE同学在这方面的研究可以说是登峰造极，他非常擅长处理这种乱七八糟的情形，他的纵容成功地让你们把HTML越写越乱！

 

2CSS来拯救

终于有一天这样的HTML页面连你们人类都看不懂了，你们吵了半天，放了一个“损招”出来：把结构和展示分开！ 

 

HTML只负责文档的结构，一个叫做CSS的东西来控制这个结构到底展示成什么样子。

 

在CSS中，程序员只需要用声明的方式说，这个表格宽度是1px, 字体是11px, 边框颜色是 #666666，然后你们就不管了，具体怎么实现全部扔给了我们：

 

table.gridtable { 

    font-family: verdana,arial,sans-serif; 

    font-size:11px; 

    color:#333333; 

    border-width: 1px; 

    border-color: #666666; 

    border-collapse: collapse; 

}

对于你们来说变简单了，可是对我们浏览器来说就太难了。我们得老老实实地去解析HTML （这HTML有可能还不规范），形成一颗叫做DOM（Document Object Model）的树，这还不算，还要去解析CSS, 形成另外一个叫做CSSOM (CSS Object Model)的树，然后把两棵树合并成一个“渲染树” 这才能在界面上绘制出来。

 

现在的CSS都已经出到第三个版本了，可是我们家族还有不少人没法完整的支持这个规范，尤其是一些老旧的浏览器，可见这是多么不容易啊。

 

3误入歧途

我们家族也走过一段弯路，那是一段不堪回首的浏览器插件的历史。

 

当时有人提出HTML+CSS太简单了，浏览器中的页面没法和当时的桌面应用相媲美，能不能用扩展一下啊？

 

最早的尝试来自于Java Applet，这也是Java 赖以成名，从此走上第一大编程语言的绝技。那帮疯狂的家伙们竟然在我们这单薄的小身板里安装了一个Java 虚拟机，用于从服务器端下载Java 代码、运行，展示出漂亮的动画效果。

 

刚开始的时候我们努力地支持，但是它运行起来慢如蜗牛、丑陋无比。我们那些可爱的用户也不答应，不去安装或者禁止使用这傻大笨粗的Java 虚拟机，于是Java Applet就慢慢地销声匿迹了。

 

与此同时，一个叫做流氓插件的毒瘤也迅速地向我们袭来，在你浏览网页的时候，这些流氓静悄悄地潜入我们的身体，他们传播病毒、弹出广告、窥探用户隐私，并且难于卸载，让我们痛不欲生。后来数字公司推出了一个保镖，杀了一个回马枪，这次把流氓给清除了出去。

 

当然不能一棍子打死，插件中也有良民，比如Flash , 这小子可是风光了好多年，收到了人民群众的广泛喜爱，当年出现了很多的Flash 小动画，小视频，小游戏，我至今还记得有好事者竟然用Flash 去做《鹿鼎记》动画，也不知道他做完没有。

 

Flash 极为火爆，我们让他在我们家族寄宿了20多年，直到移动互联网时代的崛起，尤其是乔布斯的推波助澜，这才慢慢退出历史舞台。

 

4重装上阵：JavaScript

向我们家族里安装插件的尝试并不成功，但是我们还是想和桌面应用竞争，让浏览器应用有着桌面应用的体验，这时候有个叫JavaScript的屌丝自告奋勇，说自己可以在浏览器中执行代码，提高页面的动态性。

 

刚开始的时候我们并不待见他，本来解析HTML, CSS就够我们受的了，我们竟然还要去执行JavaScript代码。尤其烦人的是，JavaScript还可能对DOM进行修改，比如让某个元素隐藏。唉，我们只好把画好的元素重新渲染，重新绘制。

 

不仅是控制界面，JavaScript还要执行逻辑，刚开始的时候我们觉得这小子没啥用处，无非就是做点简单的判断，像什么表单中用户名不能为空了，密码和确认密码两个输入框的值必须得相等之类。

 

后来有人搞了一个叫做AJAX的东西出来，从此发展出一堆类似JQuery 、 Bootstrap、ExtJS 这样的类库，浏览器中的页面可用性越来越高，体验越来越好。

 

最后随着前端框架（Angular, Backbone, React 等）出现，我们家族在浏览器中完全实现了界面的展示和页面的调整，成功地做了前后端分离，把端服务器做的生意给抢过来一大部分，把他们气得够呛。

 

5替人类保存数据

HTML来负责结构，CSS负责展示，JavaScript负责行为，这是我们每天要做的三件大事，还有一件重要的事情就是存储数据。

想当年，人类把HTTP设计成一个没有状态的协议，即使是同一个人，在极短的时间内访问同一个服务器，服务器也会认为这是完全两个不同的请求，根本不知道是同一个人发出的。

 

当有成千上万的人都来访问同一个服务器的时候，服务器怎么才能把大家区分开呢？要是不区分开，服务器端怎么才能实现购物车的功能？服务器怎么才能记住这个裤子是张三买的，那个羽绒服是李四买的？

 

后来人类出了一个损招：当用户使用我们访问服务器的时候，会给每个用户都建立一个会话，每个会话都有一个独一无二的ID。这个ID服务器端会保存，同时也会发回到我们浏览器这边，让我们暂存起来，美名其曰小饼干(cookie)，听起来不错，但是这个小饼干却不能吃。

 

当用户访问同一网站的时候，我们还得把这个cookie 向服务器发送过去，服务器通过cookie取到那个会话ID，于是就知道是谁在访问它了。

 

 

 

我们保存了这个小饼干，但是大家觉得这个小饼干能保存的数据量太小，于是我们就在浏览器中又开辟了两块巨大的空间，给JavaScript 那小子提供了接口，让他把字符串存储到浏览器中。

这两块空间一个叫localStorage, 一个叫sessionStorage 。他们俩的用法非常相似，例如：

 

localStorage.setItem("username", "Andy");

alert("username=" + localStorage.getItem("username"));

 

这样以来用户就可以放心地在我们这里存储大量的数据了。只不过这个sessionStorage 和cookie类似，表示的是一个会话的概念，所以一般来说，页面一旦关闭，存储的数据就会消失。

 

但是这个localStorage 就不同了，只要你不把数据删除，它会一直存在。这引起了我们家族有些人的强烈抗议：如果JavaScript那小子忘记删除，那垃圾岂不越来越多？

 

没办法，只有拜托各位程序员了，对于无用的数据，及时删除吧。

6向多媒体和游戏进军

要让浏览器变成一个和桌面应用相媲美的平台，仅仅有展示页面和存储数据的能力是不够的。我们决定增加对视频和音频的支持，这一次直接撕去了插件的伪装，“赤裸裸”地在HTML中加了<video>和<audio>这两个新标签，从此以后，家族的每个成员都得想办法去播放音频和视频了：

 

<video src="movie.mp4" width="320" height="240" controls="controls">

你的浏览器不支持video标签

</video>

 

<audio src="song.mp3" controls="controls"> 你的浏览器不支持audio标签 </audio>

 

我们在手机上的浏览器兄弟们更加地努力，他们还支持直接调用手机的摄像头去拍摄照片，这实在是太方便了。

 

既然都能支持音频、视频、摄像头了，何不更进一步，在浏览器中搞一把实时通信？

 

不用额外安装插件或者第三方软件，在两个浏览器之间就能进行语音或者视频的聊天，这个想法确实是挺激动人心的，我们把它称为WebRTC。不过这个想法的实现比较困难，虽说我们家族的Chrome再不遗余力地推动，但是要让我们家族在所有的平台上（Windows, Android, iOS,mac）都实现了还需要继续努力。

 

此外我们还一直惦记着游戏这个令人垂涎三尺的大市场，绝对不能放过！ 于是我们添加了<canvas>的标签，意思是画布，这样JavaScript那小子就可以在画布上去绘制路径、各种形状、添加图片...... 总而言之，程序员终于可以写出一个只依赖浏览器就可以运行的游戏了，完全不用什么Flash 。

 

看看下面这两个简单的小游戏，如果我不告诉你，估计你都不知道这完全是HTML+JavaScript  做出来的吧：

 

 

水果忍者

中国象棋

 

7让服务器从被动变为主动

你们人类原来指定的HTTP协议都是从我们这里向服务器端发出请求，然后服务器响应，一个请求，一个响应，严格对应。

 

后来大家发现这样不好，服务器一直处于被动的地位，服务器端的数据有了变化（例如股票又涨了）后，浏览器如果不主动访问的话是不知道的，所以浏览器只好一遍遍不厌其烦地发送请求：　

浏览器：股票涨了没有？　服务器：没有

浏览器：股票涨了没有？　服务器：没有

浏览器：股票涨了没有？　服务器：没有

......

浏览器：股票涨了没有？　服务器：涨了　

 

这种方式叫做轮询，效率极为低下。

 

能不能让服务器向我们主动地推送数据呢 ？股票一涨，立刻就向浏览器推送，浏览器即刻展示。

 

我们和服务器做了多次谈判，终于建立了这么一个办法：双方建立连接以后就不要断开了，一直保持住，我们可以通过这个通道向服务器发送数据，服务器也可以主动向我们推送数据。

 

这个技术，我们把它称为Web socket。

 

8总结

CSS, JavaScript , 本地存储，多媒体和游戏，Web Socket ...... 这只是我们家族提供的一部分服务，还有很多其他的服务例如HTML标签的语义化：我们提供了很多诸如<article> , <section> , <nav> ,<aside>, <header>,<footer>这样的标签来帮助你们人类更好的定义网页的结构。

 

这样的东西非常非常的多，我想你应该明白我们家族的不断努力了吧，如果你一边听我讲一边在思考，也许会悟出我们的使命：不断提升应用程序在Web端的体验。

 

也许有一天，所有的桌面应用都消失了，全部变成了在浏览器中运行的程序，那将是我们浏览器家族荣耀的顶峰，我们期待着这一天早日到来。

 

（完）

 

黑客三兄弟

原创： 老刘 码农翻身 2017-12-26

建立Beauty.com的黑客三兄弟最近可谓是春风得意，他们的这个网站精准地利用了人类的本性，窃取了不少登录用户的cookie。

 

（码农翻身注：参见前文《浏览器的安全反击战》）

 

利用别人的cookie，他们可以冒充真实的用户，在颁发cookie的那个网站中为所欲为，个人隐私在他们面前根本不存在。

 

运气好的话连别人的用户名和密码都能得到，那就一通百通，因为大家都嫌麻烦，总是使用同一套用户名和密码来登录各种不同系统。

 

可是好景不长，这一天黑客老三慌慌张张地找到了老大：“大哥，大事不好！ ”

 

“老三，你这慌慌张张的毛病什么时候能改改？ 这点儿你可得学学你二哥。” 老大训斥道。

 

“不是，大哥，这次真是大事不妙，浏览器家族最近颁布了一个什么同源策略，我们原来偷Cookie的招数都不管用了！ 今天我连一个Cookie，用户名密码都没有偷到。”

 

“什么叫偷，说了多少次了，那就借，知道不？！”

 

（码农翻身注：同源策略参见前文《浏览器的安全反击战》）

 

“我早就料到了，这么重大的安全漏洞肯定肯定会补上的，他们不会这么轻易地让我们来跨域来访问别人的Cookie，修改别人的DOM，调用别人的服务的。”  老成持重的黑客老二说道。

 

“那怎么办？ 没有Cookie，难道我们三兄弟以后就饿肚子了吗？”  老三很紧张。

 

“别担心，我们哥仨勾兑勾兑，他们肯定有漏洞的，” 老大安慰到，“老二，你先说说你的看法。”

 

“其实吧，我们想去借一个Cookie来用，关键是要让我们Beauty.com的JavaScript在目标浏览器上运行，然后访问爱存不存银行(icbc.com.cn)的cookie，可是现在他们用了同源策略，我们网站的JavaScript不允许访问别人网站的东西，那这条路就行不通了。”

 

 

“我想到一个招数，” 老三兴奋地说，“我们可以想办法修改下icbc.com.cn服务器端的JavaScript， 把偷Cookie的代码加上去！”

 

“你想得美，那岂不得到icbc.com.cn的服务器去修改了！还得黑掉别人的服务器，这就难了，即使你修改了，人家程序员再次发布新版本，那不就把我们的修改给覆盖掉了？” 老大再次训斥。

 

“那我们就想办法去黑掉程序员的SVN，Github，直接把上面的代码给改了.....”  老三的声音越来越小。

 

“唉，算了吧，我们盗亦有道，只做Web端黑客。” 老大重申三人组织的性质。

 

这时候老二想了一个办法：“其实老三说的也有道理，我们只要想办法把JavaScript代码注入到目标页面中，就能绕过同源策略了，这让我想到了HTML中的<input>，这个标签会在浏览器中产生一个输入框，让用户输入数据，我们可以把JavaScript代码当做数据输入进去， 等到数据提交到服务器端，会保存下来，下次展示页面的时候不就可以执行了吗？！”

 

老三说：“二哥我听不太明白，你能不能举个例子？”

 

老二说道：“好吧，有这么一个网站，可以让你对某个文章输入评论：”

“然后，你在评论区输入了这样的代码，注意，我们注入了一段'JavaScript'”

 

“等到再次有人访问这个页面的时候，会发生什么呢？”  老二启发老三。

 

“奥，我明白了，那就可以把那个人的cookie显示出来了！”老三一点都不笨。

 

兴奋之余，老三挠挠头：“ 但是这只是在人家的浏览器中显示，怎么才能发到我们的服务器呢？ 用JavaScript来发？ 那也不行， 因为同源策略严格限制JavaScript的跨域访问呐！”

 

老大也说：“是啊，这个人看到自己的cookie被alert出来，估计会吓一跳吧。”

 

老二说：“嗯，确实不能这么办，让我想想。”

 

一炷香时间过去，老二说：“有了！ 那个同源策略并不限制<img>这样的标签从别的网站（跨域）去下载图片，我们在注入JavaScript代码的时候，同时创建一个用户不可见的<img>，通过这个<img>发cookie发给我们。”

 

老三还是不明白， 要求再详细解释一下，老二就上了代码：

 

老二说：“看到了吧，只要这段代码被执行，用户的cookie就会发到我们服务器上(http://beauty.com/log)，我们就等着收取cookie吧！”

老三感慨道：“二哥你真厉害，天马行空，竟然想到了使用<img>的src属性来发送数据！”

 

老大说：“我们干脆把这段代码封装成一个js文件，嗯，就叫做beauty.js吧， 这样以后我们用起来会很方便！”

 

老三看到又可以‘借到’cookie了，兴奋得直搓手： “大哥二哥，我这就去把JS写出来，找个网站试一试。”

 

老大说道：“我们把这种方法叫做Cross Site Scripting ，简称CSS，二弟意下如何？”

 

老二说：“大哥， CSS已经名花有主了，意思是层叠样式表，我们还是叫做XSS吧！”

 

（码农翻身注：按照XSS的分类方法， 上面介绍的叫做存储性XSS， 危害最大。 还有反射型XSS,基于DOM的XSS，本文不再展开。）

 

大家都表示同意。

 

老三很快写出了beauty.js， 也折腾出了http://beauty.com/log 专门用于记录‘借’来的cookie。

 

他找了一家网站做实验，注入了beauty.js， 没过多久，cookie就源源不断地发过来了。大家都非常高兴，马上扩大范围，在多个知名网站上都做了手脚。

 

一周以后，负责监控的老三发现，cookie越来越少，老三赶紧调查，发现很多网站的Cookie都加上了HttpOnly这样的属性：

Set-Cookie：JSESSIONID=xxxxxx;Path=/;Domain=book.com;HttpOnly

 

这个cookie一旦加上HttpOnly，浏览器家族就禁止JavaScript读取了！ 自然也就无法发回到beauty.com。

 

老三赶紧向组织汇报。

 

老大说道：“看来浏览器家族又升级了啊！”

 

老二说：“其实吧， 既然我们可以往指定的页面注入JavaScript代码，那这个JavaScript可以做的事情就多了去了，不一定只是借Cookie。例如我们可以用这个JS代码画一个假的登录框，覆盖到真的登录框之上，让用户信以为真，这样就可以偷到真实的用户名和密码了。 或者通过JavaScript构造GET,POST请求，可以模拟用户在该网站做点手脚，删点什么东西，从一个账号往另外一个账户转账，都是可以的嘛！”

 

“妙极， 老二，真有你的，老三，你去找点网站，按二哥说的试试。”

 

又过了几天，老三哭丧着脸说道：“大哥二哥，这些彻底玩完，现在人类出手了，来了几个必杀技。”

 

“什么必杀技？”

 

“一方面他们有人会对输入进行过滤，发现不符合他们要求的输入例如<,>等就会过滤掉，我们的<script>可能会变成'script' 被存到数据库里。”

 

“另一方面有人还会对输出进行编码/转义操作，例如会把'<'变成 '&lt;'，把 '>' 变成‘&gt;’ ，然后再输出，这样一来我们的<script>就会变成&lt;script&gt; ， 浏览器收到以后，就会认为是数据，把<script>作为字符串给显示出来，而不是执行后面的代码！”

 

老二说：“三弟别失望， 干我们这行的，就是矛和盾之间的较量，虽然在原理上大家已经知道了怎么防范XSS，但是在实践中总会有漏洞，我们只要耐心寻找就行了。 此外，我们还要想想别的办法，看看能不能开辟其他路子。”

 

“什么路子？” 老三问道。

 

“你们应该知道，一个用户的会话cookie在浏览器没有关闭的时候，是不会被删除的，对吧？”

 

“是的，我和老三都知道，我们不是一直试图去拿到这个cookie吗，只是越来越难了。”

 

“我们换下思路，不再去偷这个cookie了，相反，我们在我们的Beauty.com中构造一个领奖页面，里边包含一个连接，让用户去点击，例如：”

 

恭喜你获得了iPhone X一台,快来 <a href="www.icbc.com.cn/transfer?toBankId=黑客三兄弟的账户&money=金额">领取吧！</a>

 

“当然，” 老二补充道，“我们得事先知道icbc.com.cn的转账操作的url和参数名称。如果这个用户恰好登录了icbc.com， 那他的cookie还在， 当他禁不住诱惑，点了这个链接后，一个转账操作就神不知鬼不觉的发生了。”

（码农翻身注：为了方便展示，本文举了一个非常简单的案例，银行实际的转账操作要远远比文章描述安全得多。）

 

“那要是用户就是不点击呢？”

 

“你忘了我们XSS中使用过的img了吗， 也可以应用到这里来啊，创建一个看不见的图片：”

 

<img src="www.icbc.com.cn/transfer?toAccountID=黑客三兄弟的账户&money=金额">

 

“只要他打开了这个页面，不用点击任何东西，就会发生转账操作。”  老二再次祭出了img大法。

 

“怪不得现在有很多邮箱默认不显示邮件中的图片呢！”老三说，那要是人家icbc.com.cn的转账操作需要form表单，是POST操作呢？”

 

“那也不怕啊，我们可以把这个表单创建起来，放到一个不可见的iframe中，用户只要一访问，就用JavaScript自动提交。” 老大对这种办法驾轻就熟。

 

“总之，只要这个用户在访问icbc.com.cn的时候， 访问了我们的网站，就极有可能中招，我们这种方式，只是利用了一下合法的Cookie，在服务器看来，我们发出的请求，那就是一次合法的请求啊，哈哈！” 老二很得意。

 

“老二，你这叫跨站请求伪造啊，Cross Site Request Forgery（CSRF），这个缩写应该不会重复了吧！” 老大做了总结。

 

用了CSRF， 三兄弟果然获利颇丰，但是人类也很快也意识到了这一点，应对手段马上就来了，步骤特别简单：

 

1. 用户在icbc.com.cn转账，显示转账的form，除了常用的字段之外，额外添加一个token ：

这个token是icbc.com服务器端生成的，是一个随机的数字。

 

2. 用户的转账数据发送的服务器端， icbc.com就会检查从浏览器发过来的数据中有没有token,并且这个token的值是不是和服务器端保存的相等，如果相等，就继续执行转账操作，如果不相等，那这次POST请求肯定是伪造的。

 

老三愁眉苦脸地对大家说：“这个token是服务器端生成的，我们无法伪造的，CSRF的手段也不行了。”

 

老大安慰道：“钱哪有那么容易就好挣的？ 我们还是想想办法，多利用XSS漏洞吧，如果可以注入JavaScript， 就可以读取Token,为所欲为了。 ”

 

老二说：“大哥，Web端的油水越来越少，我们也得与时俱进，扩展下业务啊，黑客三兄弟向服务器端进军吧！”

 

“二弟所言极是，下周我们再讨论吧。”

（完）

浏览器家族的安全反击战

原创： 老刘 码农翻身 2017-12-19

1前言

上次我说过，我们浏览器的主要工作就是把HTML，JavaScript，CSS等文件从服务器端取下来，然后解析、渲染，展示成美奂美伦的页面呈现给人类。

 

我们还替人类保护一个叫做Cookie的小东西，网站会把Cookie发送给浏览器让我们保存起来，等到访问同一个网站的时候，我们再把他发过去。

 

这个Cookie用来证明某个用户已经和服务器交互过，更重要的是证明已经登录过系统，不用再次登录了。

 

JavaScript这小子在我们这里承担了越来越重要的职责，从对DOM树的改动，到利用AJAX访问服务器端，他可以说是风光无限。

 

（详情参见上一篇文章《浏览器：一个家族的奋斗》）

 

可是我们都忽视了一个重要的问题：安全，这个东西差点让我们家族遭受灭顶之灾。

 

2Cookie失窃

有一天，我的主人登录了"爱存不存"银行(www.icbc.com)，这个银行网站给我发了一个Cookie，证明主人登录过了， 主人在“爱存不存”银行网站做了一些操作，但是忘记了退出，然后开了一个新的Tab页访问了一个叫做www.beauty.com ,我知道这个网站不怀好意，拼命地提醒主人，但是他仍然经不住网站上那些图片的诱惑，执意把这个网站打开。

 

我没有办法，只好下载这个不怀好意网站的HTML,JavaScript，CSS， 让我没有想到的是这里的JavaScript竟然想访问“爱存不存”银行的Cookie。

 

“这个Cookie是爱存不存银行给我的，不属于www.beauty.com，你为啥要访问？” 我问他。

 

“没事，我好奇，想看看别的网站的Cookie长什么样”  他轻松地回答。

 

我将信将疑地把Cookie给了他，他不知道做了什么花样，似乎是往www.beauty.com发了一个请求，然后就把Cookie还给了我。

 

很快我的主人就发现，他在“爱存不存”银行的私房钱不翼而飞了。

 

FireFox嘲笑我说：“你这个家伙啊，怎么能够把Cookie这么重要的东西随随便便地给别人呢？ ‘爱存不存’银行的Cookie被黑客偷走了，那些黑客不用登录就可以冒充用户在‘爱存不存’网站做操作了。”

 

“啊？ 有这么严重？ 可他是JavaScript，照理说可以访问啊？”

 

“唉，你要知道，这个JavaScript和那个Cookie不是同一个网站的，怎么能访问呢。”

 

由于这件事，主人再我不理我了，从此开始宠幸FireFox。

 

3密码失窃

FireFox也没得意很久，他也很快中了招。

 

这一次，主人还是忍不住去www.beauty.com看图片，FireFox这次很小心，不把任何别的网站的Cookie发给这里的JavaScript。

 

但这一次beauty.com改变了策略，它用iframe的方式放置了一个淘宝的登录网页到beauty.com页面中，淘宝恰恰是主人最喜欢的，主人一看，不错啊，还有快捷登录方式，于是主人就输入了自己真实的用户名和密码，没想到Beauty.com的JavaScript 已经把这个淘宝登录Form的action指向了自家网站，等到主人点了登录按钮以后， 用户名和明文的密码就这样被窃取了。

 

于是FireFox也被打入冷宫。

 

4家族会议

黑客猖獗，类似的安全事故不断出现，我们家族的成员纷纷中招，家族赶紧召集会议，商量对策，防止人类把我们家族给废掉。

 

我和FireFox在会议上声讨现在的人类实在是喜欢访问那些不良网站，族长Mozilla说没办法这是人类的本性，无论如何也无法改变，如果改了就不是人类了。

 

“虽然我们控制不了人类的行为，但是我们浏览器家族可以做点改变，增加安全性！” Mozilla族长充满正义感和使命感，他下达了一个命令：“以后我们家族确定一条铁规：除非两个网页是来自于统一‘源头’， 否则不允许一个网页的JavaScript访问另外一个网页的内容，像Cookie，DOM，LocalStorage统统禁止访问！” 

 

我仔细咂摸这句话的含义，其实是说各个网页如果不同源的，就被隔离了，只能在自己的一亩三分地中折腾。

 

“什么叫同一个源头？” FireFox问道。

 

“就是说{protocol,host,port} 这三个东西必须得一样！ 我给你们举个例子， 例如有这么一个网页： http://www.store.com/product/page.html， 下面的表格列出了各种不同情况。”

 

 

这个同源策略确实严格， 不同源的网页无法访问另外一个网页的DOM,Cookie, 像beauty.com那样的恶意网站想偷走Cookie/密码就不容易了。

 

我想到了主人之前购物经常访问的http://www.store.com/, 这个页面中有一段装载jquery.js的代码：

 

<script src="//static.store.com/jquery.js > </script>

 

这个jquery.js是来自于不同的源（static.store.com）， 难道他就没法操作www.store.com页面的内容了吗？ 如果不能操作，这个jquery.js就没有任何用处啦！

 

我把这个困惑给大家说了下， FireFox马上附和： “没错，难道我们要强制人类把所有的JavaScript代码放到www.store.com下吗？ 人类肯定不能容忍！ ”

 

“嗯，这是个好问题”  Mozilla族长说，“这样，我给你们开个口子，对于使用<script src='xxxxx'> 加载的JavaScript，我们认为它的源属于www.store.com， 而不属于static.store.com，这样就可以操作www.store.com的页面了，行不行？”

 

我和FireFox都表示赞同，其实这种“嵌入式”的跨域加载资源的方式还有<img>,<link>等，相当于我们浏览器发起了一次GET请求，取到相关资源，然后放到本地而已。

 

同源策略就这么确定下来了， 我们这些浏览器都开始严格遵守执行，果然，安全事故大大减少。

 

5凡事都有例外

过了一段时间，JavaScript这小子便跑来抱怨了：“你们这个同源策略实在太严格了，太不方便了。”

 

我说：“这也是为了大家好啊，省得那些不良网站干坏事。”

 

JavaScript说：“好什么好？ 现在人类的系统越来越大，大部分都拆分成分布式的了，每个系统都有子域名，像login.store.com, payment.store.com， 虽然二级域名不同，但是他们属于一个大的系统，由于同源策略的铁规，cookie不能在这个系统之间共享，麻烦死了。”

 

这确实是个问题，我带着JavaScript找到到Mozilla组长，说明情况，希望他网开一面。

 

族长说：“好吧，我再给你们开个口子，如果两个网页的一级域名是相同的，他们可以共享cookie, 不过cookie的domain一定要设置为那个一级域名才可以，例如：”

document.cookie = 'test=true;path=/;domain=store.com'

 

JavaScript说：“还有个大问题，你们为什么不让我使用XMLHttpRequest访问不同的网站啊！”

 

我心想JavaScript说的可能是AJAX，可以创建一个XMLHttpRequest对象去异步的访问服务器端提供的服务，做到局部刷新页面，用户体验很好。

 

难道这个XMLHttpRequest对象只能访问源服务器（如book.com），不能访问其他服务器(如beauty.com)?

 

族长说：“是啊，XMLHttpReqeust也要遵守同源策略。”

 

JavaScript说：“可是这没有道理啊！我虽然是从book.com来的，但是为什么不让我访问beauty.com？”

 

族长说：“我这也是为了防止黑客攻击，给你举个例子，假设你的主人登录了book.com , 然后又去访问beauty.com，如果这个beauty.com是个恶意网站，它也要求你创建一个XMLHttpRequest对象，通过这个对象向book.com（不同源）发起请求，获取你主人的账户信息，会发生什么情况？ ”

 

JavaScript恍然大悟：“奥，我懂了，由于主人登录过了book.com，登录cookie什么的都在，那beauty.com的JavaScript 向book.com发起的XMLHttpRequest请求也会成功，我主人的账户信息就会被黑客给获取了。”

 

我说：“看来对XMLHttpReqeust对象施加同源策略也是非常重要的啊！”

 

JavaScript沉默了半天说：“那怎么办？”

 

Mozilla族长说：“你可以通过服务器端中转啊，例如你是来自book.com的， 现在想访问movie.com，那可以让那个book.com把请求转发给movie.com嘛！人类好像给这种方式起了个名字，叫什么代理模式，那个book.com就是代理人。”

JavaScript急忙说：“不不， 这样太麻烦了，族长你想想，如果我要访问多个不同源的系统，要是都通过book.com中转，该多麻烦！”

 

族长想了想说：“你说得有一定道理，我给你出个主意，既然服务器（domain）之间是互信的，那一个服务器(domain)可以设置一个白名单，里边列出它允许哪些服务器(domain)的AJAX请求。假设movie.com的白名单中有book.com， 那当属于book.com的JavaScript试图访问movie.com的时候......”

 

JavaScript马上接口说：“ 这时候，我们浏览器做点手脚，悄悄地把当前的源(book.com)发过去，询问下movie.com, 看看他是否允许我们访问，如何允许，你们就继续访问，否则就报错！”

 

 

组长说：“就是这个意思，这样以来，那些黑客就没有办法假冒用户向这些互信的服务器发送请求了， 我把这个方法叫做Cross Origin Resource Sharing，简称CORS，只不过这个方法需要服务器的配合了”

 

(码农翻身注：上面说的是CORS的简单请求，对于Preflight请求，本文不在展开描述)

 

JavaScript表示同意，这也算是一个不错的妥协方法了。

（完）

 

 

一个故事讲完https

原创： 老刘 码农翻身 2017-07-17

1  序言

 

今天来聊一聊https 安全传输的原理。

 

在开始之前，我们来虚构两个人物， 一个是位于中国的张大胖（怎么又是你？！）， 还有一个是位于米国的Bill (怎么还是你？！)。

 

这俩哥们隔着千山万水，通过网络联系上了， 两个人臭味相投，聊得火热。

 

此时正值米国大选， 张大胖亲切地“致电”Bill, 对米国总统大选的情况表示强烈地关注。 Bill则回电说谢谢关心米国人的事情我们米国人自己做主，不用你们歪果仁瞎操心......

 

张大胖继续“致电”说其实我们支持特朗普， 因为希拉里太情绪化，太难打交道了， 我们挺希望看到特朗普上台这样米国就会变成 The Divided State of America ......

 

Bill 回电： 拉倒你吧你， 我们米国的政体有着强大的纠错性， 虽然有时候发展得慢， 有时候会走上岔路， 但很快就会回到正途，几百年来稳定得很，不像你们像坐了过山车一样.....

 

两个人越聊越投机，天南地北，海阔天空，还夹杂着不少隐私的话题。

 

2 总是有一种被偷看的感觉

 

有一天， Bill 突然意识到： 坏了， 我们的通信是明文的， 这简直就是网络上裸奔啊， 任何一个不怀好意的家伙都可以监听我们通信，打开我们发送的数据包，窥探我们的隐私啊。

 

张大胖说： “你不早点说，我刚才是不是把我的微信号给你发过去了？ 我是不是告诉你我上周去哪儿旅游了?   估计已经被人截取了吧！”

 

Bill  提议： “要不我们做个数据的加密？ 每次传输之前， 你把消息用一个加密算法加密， 然后发到我这里以后我再解密， 这样别人就无法偷窥了，像这样： ”

 

 

 

张大胖冰雪聪明，一看就明白了， 这加密和解密算法是公开的，那个密钥是保密的， 只有两人才知道， 这样生成的加密消息（密文） 别人就无法得知了。 他说： “Bill 老兄，你生成一个密钥， 然后把密钥发给我， 咱们这就开启加密消息， 让那些偷窥狂人们哭去吧！”

 

（码农翻身注：这叫对称加密算法， 因为加密和解密用的是同一个密钥）

 

一炷香功夫过去了， Bill 还是没有回音， 张大胖忍不住地催促： “快发啊？！！！”

 

Bill 终于回复了： “ 我感觉有一双眼睛正在虎视眈眈地盯着我们的通话， 如果我把密钥发给你， 也被他截取了， 那加密岂不白费工夫？”

 

张大胖沉默了， 是啊， 网络是不安全的， 这密钥怎么安全地发过来啊 ？　

 

“奥，对了，我下周要去米国旅游，到时候我们见一面，把密码确定下来，写到纸上，谁也偷不走， 这不就结了？”　

 

“哈哈， 这倒是终极解决之道 ”  Bill 笑了， “不过，我不仅仅和你聊天， 我还要和易卜拉欣，阿卜杜拉， 弗拉基米尔，克里斯托夫，玛格丽特， 桥本龙太郎， 李贤俊， 许木木，郭芙蓉，吕秀才等人通信， 我总不能打着飞的，满世界的和人交换密码吧？ ”

 

张大胖心里暗自佩服Bill同学的好友竟然遍布全球，看来他对加密通信的要求更加强烈啊！

 

可是这个加密解密算法需要的密钥双方必须得知道啊， 但是密钥又无法通过网络发送， 这该死的偷窥者！

3  RSA : 非对称加密

 

Bill 和 张大胖的通信无法加密，说话谨慎了不少， 直到有一天， 他们听说了一个叫做RSA的非对称加密算法，一下子来了灵感。

 

这个RSA算法非常有意思，它不是像之前的算法， 双方必须协商一个保密的密钥， 而是有一对儿钥匙， 一个是保密的，称为私钥，另外一个是公开的，称为公钥。

 

更有意思的是，用私钥加密的数据，只有对应的公钥才能解密，用公钥加密的数据， 只有对应的私钥才能解密。

 

有了这两个漂亮的特性， 当张大胖给Bill发消息的时候， 就可以先用Bill的公钥去加密（反正Bill的公钥是公开的，地球人都知道）， 等到消息被Bill 收到后， 他就可以用自己的私钥去解密（只有Bill才能解开，私钥是保密的 ）

 

 

反过来也是如此， 当Bill 想给张大胖发消息的时候，就用张大胖的公钥加密， 张大胖收到后，就用自己的私钥解密。

 

这样以来，通信安全固若金汤， 没有任何人能窥探他们的小秘密了。

 

4 非对称加密+对称加密

 

两人实验了几次，  张大胖说： “Bill  , 你有没有感觉这个RSA的加密和解密有点慢啊？”

 

Bill叹了口气 ：“是啊， 我也注意到了， 刚才搜了一下，这个RSA算法比之前的对称密钥算法要慢上百倍。我们就是加个密而已，现在搞得都没法用了”

 

“回到咱们最初的问题，我们想用一个密钥来加密通信，那个对称加密算法是非常快的，但是苦于密钥无法安全传输， 现在有了RSA ,我想可以结合一下， 分两步走　(1) 我生成一个对称加密算法的密钥， 用RSA的方式安全发给你，  (2) 我们随后就不用RSA了， 只用这个密钥，利用对称加密算法来通信,  如何？   ”

 

Bill 说： “你小子可以啊， 这样以来既解决了密钥的传递问题， 又解决了RSA速度慢的问题，不错。”　

 

于是两人就安全地传递了对称加密的密钥， 用它来加密解密，果然快多了！

 

5 中间人攻击

 

 

张大胖把和Bill 聊天的情况给老婆汇报了一次。

 

老婆告诫他说： “你要小心啊， 你确定网络那边坐着的确实是Bill ?”

 

张大胖着急地辩解说：“肯定是他啊，我都有他的公钥，我们俩的通信都是加密的。”

 

老婆提醒道：＂假如啊，Bill给你发公钥的时候， 有个中间人，截取了Bill的公钥， 然后把自己的公钥发给了你，冒充Bill ，你发的消息就用中间人的公钥加了密，　那中间人不就可以解密看到消息了？＂

 

张大胖背后出汗了，是啊，这个中间人解密以后，还可以用Bill的公钥加密，发给Bill ,  Bill和我根本都意识不到， 还以为我们在安全传输呢！

 

 

看来问题出现在公钥的分发上！  虽然这个东西是公开的， 但是在别有用心的人看来，截取以后还可以干坏事 ！

 

6 你到底是谁？

 

但是怎么安全地分发公钥呢？ 似乎又回到了最初的问题： 怎么安全的保护密钥？

 

可是似乎和最初的问题还不一样，这一次的公钥不用保密，但是一定得有个办法声明这个公钥确实是Bill的， 而不是别人的。

 

怎么声明呢？

 

张大胖突然想到： 现实中有公证处，它提供的公证材料大家都信任，那在网络世界也可以建立一个这样的具备公信力的认证中心， 这个中心给大家颁发一个证书， 用于证明一个人的身份。

 

这个证书里除了包含一个人的基本信息之外，还有包括最关键的一环：这个人的公钥！

 

这样以来我拿到证书就可以安全地取到公钥了 ！ 完美！

 

可是Bill 马上泼了一盆冷水：证书怎么安全传输？ 要是证书传递的过程中被篡改了怎么办？

 

张大胖心里不由地咒骂起来： 我操， 这简直就是鸡生蛋，蛋生鸡的问题啊。

 

天无绝人之路， 张大胖很快就找到了突破口： 数字签名。

 

简单来讲是这样的， Bill可以把他的公钥和个人信息用一个Hash算法生成一个消息摘要， 这个Hash算法有个极好的特性，只要输入数据有一点点变化，那生成的消息摘要就会有巨变，这样就可以防止别人修改原始内容。

 

 

可是作为攻击者的中间人笑了： “虽然我没办法改公钥，但是我可以把整个原始信息都替换了， 生成一个新的消息摘要， 你不还是辨别不出来？”

 

张大胖说你别得意的太早 ， 我们会让有公信力的认证中心（简称CA）用它的私钥对消息摘要加密，形成签名：

 

 

这还不算， 还把原始信息和数据签名合并， 形成一个全新的东西，叫做“数字证书”

 

张大胖接着说：当Bill把他的证书发给我的时候， 我就用同样的Hash 算法， 再次生成消息摘要，然后用CA的公钥对数字签名解密， 得到CA创建的消息摘要， 两者一比，就知道有没有人篡改了！

 

如果没人篡改， 我就可以安全的拿到Bill的公钥喽，有了公钥， 后序的加密工作就可以开始了。

 

虽然很费劲， 但是为了防范你们这些偷窥者，实在是没办法啊。

 

中间人恶狠狠地说： “算你小子狠！ 等着吧，我还有别的招。 对了，我且问你， 你这个CA的公钥怎么拿到？　难道不怕我在你传输ＣＡ公钥的时候发起中间人攻击吗？　如果我成功的伪装成了ＣＡ，你这一套体系彻底玩完。”

 

张大胖语塞了，折腾了半天，又回到了公钥安全传输的问题！

 

不过转念一想，想解决鸡生蛋，蛋生鸡的问题必须得打破这个怪圈才行，我必须得信任ＣＡ，并且通过安全的的方式获取他们的公钥，这样才能把游戏玩下去。

 

（公众号码农翻身注：这些ＣＡ本身也有证书来证明自己的身份，并且ＣＡ的信用是像树一样分级的，高层的ＣＡ给底层的ＣＡ做信用背书，而操作系统／浏览器中会内置一些顶层的ＣＡ的证书，相当于你自动信任了他们。　这些顶层的ＣＡ证书一定得安全地放入操作系统／浏览器当中，否则世界大乱。）

 

7  https 

 

 

终于可以介绍https了，前面已经介绍了https的原理， 你把张大胖替换成浏览器， 把Bill 替换成某个网站就行了。

 

一个简化的（例如下图没有包含Pre-Master Secret）https流程图是这样的， 如果你理解了前面的原理，这张图就变得非常简单：

 

 

（完）

 

深入浅出HTTPS工作原理

HTTP协议由于是明文传送，所以存在三大风险：

1、被窃听的风险：第三方可以截获并查看你的内容

2、被篡改的危险：第三方可以截获并修改你的内容

3、被冒充的风险：第三方可以伪装成通信方与你通信

HTTP因为存在以上三大安全风险，所以才有了HTTPS的出现。

HTTPS涉及到了很多概念，比如SSL/TLS，数字证书、数字签名、加密、认证、公钥和私钥等，比较容易混淆。我们先从一次简单的安全通信故事讲起吧，其中穿插复习一些密码学的概念。

一. 关于Bob与他好朋友通信的故事

这个故事的原文是：

http://www.youdzone.com/signature.html

阮一峰老师也翻译过：

http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/08/what_is_a_digital_signature.html

（不过阮老师里面没有很好的区分加密和认证的概念，以及最后HTTPS的说明不够严谨，评论区的针对这些问题的讨论比较激烈，挺有意思的）

这里重新叙述一下这个故事：

故事的主人公是Bob，他有三个好朋友Pat、Doug和Susan。Bob经常跟他们写信，因为他的信是明文传输的，在传递过程可能被人截获偷窥，也可能被人截获然后又篡改了，更有可能别人伪装成Bob本人跟他的好朋友通信，总之是不安全的。他很苦恼，经过一番苦苦探索，诶，他发现计算机安全学里有一种叫非对称加密算法的东东，好像可以帮助他解决这个问题

说明：非对称加密算法（RSA）是内容加密的一类算法，它有两个秘钥：公钥与私钥。公钥是公开的钥匙，所有人都可以知道，私钥是保密的，只有持有者知道。通过公钥加密的内容，只能通过私钥解开。非对称加密算法的安全性很高，但是因为计算量庞大，比较消耗性能。

好了，来看看Bob是怎么应用非对称加密算法与他的好朋友通信的：

1、首先Bob弄到了两把钥匙：公钥和私钥。

2、Bob自己保留下了私钥，把公钥复制成三份送给了他的三个好朋友Pat、Doug和Susan。

3、此时，Bob总算可以安心地和他的好朋友愉快地通信了。比如Susan要和他讨论关于去哪吃午饭的事情，Susan就可以先把自己的内容（明文）首先用Bob送给他的公钥做一次加密，然后把加密的内容传送给Bob。Bob收到信后，再用自己的私钥解开信的内容。

说明：这其实是计算机安全学里加密的概念，加密的目的是为了不让别人看到传送的内容，加密的手段是通过一定的加密算法及约定的密钥进行的（比如上述用了非对称加密算法以及Bob的公钥），而解密则需要相关的解密算法及约定的秘钥（如上述用了非对称加密算法和Bob自己的私钥），可以看出加密是可逆的（可解密的）。

4、Bob看完信后，决定给Susan回一封信。为了防止信的内容被篡改（或者别人伪装成他的身份跟Susan通信），他决定先对信的内容用hash算法做一次处理，得到一个字符串哈希值，Bob又用自己的私钥对哈希值做了一次加密得到一个签名，然后把签名和信（明文的）一起发送给Susan。

说明：Bob的内容实质是明文传输的，所以这个过程是可以被人截获和窥探的，但是Bob不担心被人窥探，他担心的是内容被人篡改或者有人冒充自己跟Susan通信。这里其实涉及到了计算机安全学中的认证概念，Bob要向Susan证明通信的对方是Bob本人，另外也需要确保自己的内容是完整的。

5、Susan接收到了Bob的信，首先用Bob给的公钥对签名作了解密处理，得到了哈希值A，然后Susan用了同样的Hash算法对信的内容作了一次哈希处理，得到另外一个哈希值B，对比A和B，如果这两个值是相同的，那么可以确认信就是Bob本人写的，并且内容没有被篡改过。

说明：4跟5其实构成了一次完整的通过数字签名进行认证的过程。数字签名的过程简述为：发送方通过不可逆算法对内容text1进行处理（哈希），得到的结果值hash1，然后用私钥加密hash1得到结果值encry1。对方接收text1和encry1，用公钥解密encry1得到hash1，然后用text1进行同等的不可逆处理得到hash2，对hash1和hash2进行对比即可认证发送方。

6、此时，另外一种比较复杂出现了，Bob是通过网络把公钥寄送给他的三个好朋友的，有一个不怀好意的家伙Jerry截获了Bob给Doug的公钥。Jerry开始伪装成Bob跟Doug通信，Doug感觉通信的对象不像是Bob，但是他又无法确认。

7、Bob最终发现了自己的公钥被Jerry截获了，他感觉自己的公钥通过网络传输给自己的小伙伴似乎也是不安全的，不怀好意的家伙可以截获这个明文传输的公钥。为此他想到了去第三方权威机构“证书中心”（certificate authority，简称CA）做认证。证书中心用自己的私钥对Bob的公钥和其它信息做了一次加密。这样Bob通过网络将数字证书传递给他的小伙伴后，小伙伴们先用CA给的公钥解密证书，这样就可以安全获取Bob的公钥了。

二、HTTPS通信过程

通过Bob与他的小伙伴的通信，我们已经可以大致了解一个安全通信的过程，也可以了解基本的加密、解密、认证等概念。HTTPS就是基于这样一个逻辑设计的。

首先看看组成HTTPS的协议：HTTP协议和SSL/TLS协议。HTTP协议就不用讲了，而SSL/TLS就是负责加密解密等安全处理的模块，所以HTTPS的核心在SSL/TLS上面。整个通信如下：

1、浏览器发起往服务器的443端口发起请求，请求携带了浏览器支持的加密算法和哈希算法。

2、服务器收到请求，选择浏览器支持的加密算法和哈希算法。

3、服务器下将数字证书返回给浏览器，这里的数字证书可以是向某个可靠机构申请的，也可以是自制的。

4、浏览器进入数字证书认证环节，这一部分是浏览器内置的TLS完成的：

4.1 首先浏览器会从内置的证书列表中索引，找到服务器下发证书对应的机构，如果没有找到，此时就会提示用户该证书是不是由权威机构颁发，是不可信任的。如果查到了对应的机构，则取出该机构颁发的公钥。

4.2 用机构的证书公钥解密得到证书的内容和证书签名，内容包括网站的网址、网站的公钥、证书的有效期等。浏览器会先验证证书签名的合法性（验证过程类似上面Bob和Susan的通信）。签名通过后，浏览器验证证书记录的网址是否和当前网址是一致的，不一致会提示用户。如果网址一致会检查证书有效期，证书过期了也会提示用户。这些都通过认证时，浏览器就可以安全使用证书中的网站公钥了。

4.3 浏览器生成一个随机数R，并使用网站公钥对R进行加密。

5、浏览器将加密的R传送给服务器。

6、服务器用自己的私钥解密得到R。

7、服务器以R为密钥使用了对称加密算法加密网页内容并传输给浏览器。

8、浏览器以R为密钥使用之前约定好的解密算法获取网页内容。

备注1：前5步其实就是HTTPS的握手过程，这个过程主要是认证服务端证书（内置的公钥）的合法性。因为非对称加密计算量较大，整个通信过程只会用到一次非对称加密算法（主要是用来保护传输客户端生成的用于对称加密的随机数私钥）。后续内容的加解密都是通过一开始约定好的对称加密算法进行的。

备注2：SSL/TLS是HTTPS安全性的核心模块，TLS的前身是SSL，TLS1.0就是SSL3.1，TLS1.1是SSL3.2，TLS1.2则是SSL3.3。 SSL/TLS是建立在TCP协议之上，因而也是应用层级别的协议。其包括TLS Record Protocol和TLS Handshaking Protocols两个模块，后者负责握手过程中的身份认证，前者则保证数据传输过程中的完整性和私密性。

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