[security] CSP level2  對於 inline 程式碼的 hash 與 nonce 處理方法

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之前介紹過 CSP 1.0 時，有提到目前部分瀏覽器有支援 CSP 2.0

支援度如下圖：

在 CSP level2 新增了部分的 directives 及屬性(如 web worker 針對 外部資源載入的 child-src) ，更多關於 CSP level2 的詳細內容．

這篇僅介紹 CSP level2 針對 inline 程式碼所規範的 hash 與 nonce，讓 inline 程式碼能較安全且彈性的執行．

我們先來看一個普通的 CSP demo 頁面

header(“Content-Security-Policy: script-src *;”);
print “<h1>CSP demo</h1>
<script src=’https://code.jquery.com/jquery-3.2.1.slim.min.js’></script>
<script>
    var my_script = document.createElement(‘script’);
    my_script.setAttribute(‘src’,’https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/underscore.js/1.8.3/underscore.js’);
    document.head.appendChild(my_script);
</script>”;

實際執行的畫面：

可以看到設置了 CSP script-src * ，預設還是會擋掉 inline script ，在錯誤的訊息中，透露出可以設定 unsafe-inline, hash 及 nonce 來解決這個問題．

  1. unsafe-inline 解法：
    若設置 unsafe-inline 就變成允許所有的 inline 程式碼，這也意味著可以注入 inline 程式碼至頁面上面執行，可能會有 XSS 的疑慮，實務上就會變得較不安全． unsafe-inline 的寫法可以參考這篇．
  2. hash：利用一串產生的 hash 值，類似簽證．來指定符合此 hash  值的外部資源才可以載入．
    支援 SHA-256 SHA-384 SHA-512 演算法所產生的值，經過 base64 編碼後結果．
    來看看實際使用 php 的例子吧～

    <?php
$script = "alert('test1') ;";
$hash = hash('sha256', $script, true);
$hash = base64_encode($hash);
header("Content-Security-Policy: script-src 'sha256-".$hash."'");
print "
<h1>CSP demo</h1>

<img src="data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7" data-wp-preserve="%3Cscript%3E%22.%24script.%22%3C%2Fscript%3E" data-mce-resize="false" data-mce-placeholder="1" class="mce-object" width="20" height="20" alt="&lt;script&gt;" title="&lt;script&gt;" />
<img src="data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7" data-wp-preserve="%3Cscript%3Ealert('test2')%3B%3C%2Fscript%3E" data-mce-resize="false" data-mce-placeholder="1" class="mce-object" width="20" height="20" alt="&lt;script&gt;" title="&lt;script&gt;" />";
?>

    可以看到上面利用 php 將 alert('test1'); 先做 sha256 hash(記得要輸出 binary data，script 中的空白也都要列入計算)，再將 hash 值做一次 base64 編碼．將以上結果輸出至 header CSP policy 中．
    以上例子執行後會得到 alert('test1'); ，然而 alert('test2'); 則會被瀏覽器阻擋載

  3. nonce：用法與 hash 類似，但比較簡單，利用一段字串決定是否載入此 inline script 程式碼，來看看以下 php 的例子吧～ 
    <?php
$hash = hash('sha256', rand(0, 1000));
header("Content-Security-Policy: script-src 'nonce-".$hash."'");
print "
<h1>CSP demo</h1>

<img src="data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7" data-wp-preserve="%3Cscript%C2%A0nonce%3D%5C%22%22.%24hash.%22%5C%22%3Ealert('test1')%3B%3C%2Fscript%3E" data-mce-resize="false" data-mce-placeholder="1" class="mce-object" width="20" height="20" alt="&lt;script&gt;" title="&lt;script&gt;" />
<img src="data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7" data-wp-preserve="%3Cscript%3Ealert('test2')%3B%3C%2Fscript%3E" data-mce-resize="false" data-mce-placeholder="1" class="mce-object" width="20" height="20" alt="&lt;script&gt;" title="&lt;script&gt;" />";
?>

    上面這個例子，每次會產生不同的識別字串(簡單利用隨機值做 hash)，讓惡意程式碼不能輕易仿造此 nonce 執行惡意程式碼．

 

以上介紹針對 hash 與 nonce 這兩個在 CSP level2 所新增對於 inline script 的進階過濾，讓防止 XSS 之餘也能進一步過濾惡意 inline 程式碼．

ps. 若瀏覽器支援 CSP level2，當設置 hash 或 nonce 時會忽略 unsafe-inline 的設置

參考資料：

https://imququ.com/post/content-security-policy-level-2.html

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