[Day9] 最新的 XSS 防禦：Trusted Types 與內建的 Sanitizer API

2023 iThome 鐵人賽

DAY 9

Security

Beyond XSS：探索網頁前端資安宇宙系列第 9 篇

15th鐵人賽

huli

2023-09-09 08:43:57

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在講 XSS 的防禦時，我有提到要處理使用者的輸入，如果原本就允許 HTML，那需要找個好用的套件設定規則去處理。

這些需求其實有很多網站都會需要，因此瀏覽器也慢慢開始提供了相關的功能。

要從頭新增一個功能通常都曠日費時，從提案、規範一直再到實作，可能會需要數年的時間，而這篇文章要提的 Trusted Types 以及 Sanitizer API 也是，目前都只有 Chromium based 的瀏覽器支援而已，在最新版本的 Firefox（119）跟 Safari（17）中都還沒有正式支援，因此這篇提到的內容可以先當作參考，以後時機成熟時再運用到 production 上。

Sanitizer API

Sanitizer API 就是瀏覽器提供的內建 sanitizer，使用上其實跟我之前提過的 DOMPurify 滿類似的，範例如下：

<!DOCTYPE html>
<html>
<body>
  <div id=content></div>
  <script>
    const html = `
      Hello,
      <script>alert(1)<\/script>
      <img src=x onerror=alert(1)>
      <a href=javascript:alert(1)>click me</a>
      <h1 onclick=alert(1) id=a>title</h1>
      <iframe></iframe>
    `; 
    const sanitizer = new Sanitizer(); 
    document
      .querySelector("#content")
      .setHTML(html, { sanitizer });
  </script>
</body>
</html>

為了搭配 Sanitizer API，新增了 setHTML 這個方法，傳入原始的 HTML 跟 sanitizer，就可以透過 Sanitizer API 去做過濾。

上面的 HTML 過濾完的結果是：

Hello,
<img src=x>
<a>click me</a>
<h1 id=a>title</h1>

危險的東西都被清除了，而 Sanitizer API 的目標就是：「不管你怎麼用怎麼設定，都不會有 XSS 的產生」，這是個優點也是缺點，我再舉一個例子就清楚了：

<!DOCTYPE html>
<html>
<body>
  <div id=content></div>
  <script>
    const html = `
      Hello, this is my channel:
      <iframe src=https://www.youtube.com/watch?v=123></iframe>
    `; 
    const sanitizer = new Sanitizer({
      allowElements: ['iframe'],
      allowAttributes: {
        'iframe': ['src']
      }
    }); 
    document
      .querySelector("#content")
      .setHTML(html, { sanitizer });
    /*
        結果：Hello, this is my channel:
    */
  </script>
</body>
</html>

設定檔中寫說想要允許 iframe，而且允許 iframe 的 src，但最後出來的結果中，iframe 還是會被拿掉。這就是因為我前面講的，Sanitizer API 要保證你永遠不能使用危險的 tag，所以無論如何，iframe 就是不給你用。

有人也在 issue 中提出了這個問題：Allow Embedding #124，最大的問題是一旦開放了 iframe 而且又要維持「不管怎樣都安全」的假設的話，就有很多事情要處理。

例如說要過濾 src，那 src 裡面的網址要不要過濾？如果是 data: 要拿掉嗎？那 srcdoc 呢，是不是也要重新過濾？這個 issue 還在 open 的狀態，已經一年多沒有動靜了。

在 Sanitizer API 的 spec 中有定義了一系列的 baseline element 跟 baseline attribute 的 allow list，因為很長一串我就不貼上來了，如果你想新增的元素或是屬性沒有在這個清單中，那「無論如何」都沒辦法用。

這應該算是 Sanitizer API 的優點也是缺點，雖然不夠彈性，但優點就是不管怎麼用都不會出事，不像我們以前介紹過的第三方套件，如果設定沒有調好的話，是有可能出事的。

現在 Sanitizer API 還在相對早期的階段，或許等未來有一天所有主流瀏覽器都支援了 Sanitizer API，而且可以實現你想要的 feature，再來考慮是否切換過去。

雖然現在我還是推薦使用 DOMPurify 來做 sanitize，但先了解一下 Sanitizer API 也不錯。

想知道更多使用方法的話，可以參考 Google 寫的 Safe DOM manipulation with the Sanitizer API

Trusted Types

Trusted Types 跟 Sanitizer API 一樣很新，而且目前只有 Chromium based 的瀏覽器有支援，所以一樣是先看看就好，還沒有到很成熟。

在前端 render 使用者的資料時，我們需要時時刻刻注意使用者的輸入有沒有經過 escape，才能確保不會有 XSS 的漏洞。然而，有很多地方都可能會出事，例如說 innerHTML、<iframe srcdoc> 或者是 document.write 等等，如果把沒有經過處理的輸入直接丟給它們，就形成了一個 XSS 漏洞。

除了讓開發者在撰寫程式碼時小心謹慎，還有沒有其他方法可以防止這些地方出錯呢？例如說，假設我在執行 div.innerHTML = str，而且 str 是還沒處理過的字串的話，就拋出錯誤並且停止執行，這樣就能減少 XSS 的發生了。

有，這就是 Trusted Types 在做的事情。

在 CSP 裡面新增 Trusted Types 之後就能啟動 Trusted Types 來保護這些 DOM API，強制瀏覽器在插入 HTML 時一定要先經過 Trusted Types 的處理：

Content-Security-Policy: require-trusted-types-for 'script';

範例如下：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta http-equiv="Content-Security-Policy" content="require-trusted-types-for 'script'">
</head>
<body>
  <div id=content></div>
  <script>
    document.querySelector("#content").innerHTML = '<h1>hello</h1>'
  </script>
</body>
</html>

上面的程式碼在執行時會拋出錯誤，內容為：

This document requires 'TrustedHTML' assignment. Uncaught TypeError: Failed to set the 'innerHTML' property on 'Element': This document requires 'TrustedHTML' assignment.

當強制啟用 Trusted Types 以後，就不能直接丟一個字串給 innerHTML，而是要創立一個新的 Trusted Types policy 來處理危險的 HTML，用法是這樣的：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta http-equiv="Content-Security-Policy" content="require-trusted-types-for 'script'">
</head>
<body>
  <div id=content></div>
  <script>
    // 新增一個 policy
    const sanitizePolicy = trustedTypes.createPolicy('sanitizePolicy', {
      // 決定你要怎麼做 sanitize/escape
      createHTML: (string) => string
        .replace(/</g, "&lt;")
        .replace(/>/g, '&gt;')
    });
    // 回傳的 safeHtml 型態為 TrustedHTML，不是字串
    const safeHtml = sanitizePolicy.createHTML('<h1>hello</h1>')
    document.querySelector("#content").innerHTML = safeHtml
  </script>
</body>
</html>

Trusted Types 的功用並不是「確定你的 HTML 沒問題」，而是「強制在有可能出問題的 DOM API 使用 Trusted Types，不能使用字串」，如此一來就降低了很多風險。當你不小心忘記處理使用者的輸入時，瀏覽器就會直接拋出錯誤，不會把未處理過的字串當作 HTML 直接 render 出來。

因此，啟動之後你只要關心 createHTML 的實作，確保這些實作沒問題即可，而且從上面的範例也可以看出 createHTML 的內容是由我們自己決定的，所以也可以跟 DOMPurify 結合。

那跟 Sanitizer API 結合呢？也是可以的，但目前瀏覽器還不支援，而且這也是官方文件中推薦的方法：

Can I use the Sanitizer API together with Trusted Types?

Yes, please. We see these as APIs that solve different aspects of the same problem. They are separate, but should work well together.
Details of Santizer API/Trusted Types integration are still being worked out.