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瀏覽器同源政策及其規避方法,跨域解決

瀏覽器安全的基石是”同源政策”(same-origin policy)。很多開發者都知道這一點,但瞭解得不全面。

 

本文詳細介紹”同源政策”的各個方面,以及如何規避它。

 

一、概述

 

1.1 含義

 

1995年,同源政策由 Netscape 公司引入瀏覽器。目前,所有瀏覽器都實行這個政策。

 

最初,它的含義是指,A網頁設定的 Cookie,B網頁不能開啟,除非這兩個網頁”同源”。所謂”同源”指的是”三個相同”。

 

  • 協議相同

  • 域名相同

  • 埠相同

 

舉例來說,http://www.example.com/dir/page.html這個網址,協議是http://,域名是www.example.com,埠是80(預設埠可以省略)。它的同源情況如下。

 

  • 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(埠不同)

 

1.2 目的

 

同源政策的目的,是為了保證使用者資訊的安全,防止惡意的網站竊取資料。

 

設想這樣一種情況:A網站是一家銀行,使用者登入以後,又去瀏覽其他網站。如果其他網站可以讀取A網站的 Cookie,會發生什麼?

 

很顯然,如果 Cookie 包含隱私(比如存款總額),這些資訊就會洩漏。更可怕的是,Cookie 往往用來儲存使用者的登入狀態,如果使用者沒有退出登入,其他網站就可以冒充使用者,為所欲為。因為瀏覽器同時還規定,提交表單不受同源政策的限制。

 

由此可見,”同源政策”是必需的,否則 Cookie 可以共享,網際網路就毫無安全可言了。

 

1.3 限制範圍

 

隨著網際網路的發展,”同源政策”越來越嚴格。目前,如果非同源,共有三種行為受到限制。

 

(1) Cookie、LocalStorage 和 IndexDB 無法讀取。

(2) DOM 無法獲得。

(3) AJAX 請求不能傳送。

 

雖然這些限制是必要的,但是有時很不方便,合理的用途也受到影響。下面,我將詳細介紹,如何規避上面三種限制。

 

二、Cookie

 

Cookie 是伺服器寫入瀏覽器的一小段資訊,只有同源的網頁才能共享。但是,兩個網頁一級域名相同,只是二級域名不同,瀏覽器允許通過設定document.domain共享 Cookie。

 

舉例來說,A網頁是http://w1.example.com/a.html,B網頁是http://w2.example.com/b.html,那麼只要設定相同的document.domain,兩個網頁就可以共享Cookie。

 

document.domain = 'example.com';

 

現在,A網頁通過指令碼設定一個 Cookie。

 

document.cookie = "test1=hello";

 

B網頁就可以讀到這個 Cookie。

 

var allCookie = document.cookie;

 

注意,這種方法只適用於 Cookie 和 iframe 視窗,LocalStorage 和 IndexDB 無法通過這種方法,規避同源政策,而要使用下文介紹的PostMessage API。

 

另外,伺服器也可以在設定Cookie的時候,指定Cookie的所屬域名為一級域名,比如.example.com。

 

Set-Cookie: key=value; domain=.example.com; path=/

 

這樣的話,二級域名和三級域名不用做任何設定,都可以讀取這個Cookie。

 

三、iframe

 

如果兩個網頁不同源,就無法拿到對方的DOM。典型的例子是iframe視窗和window.open方法開啟的視窗,它們與父視窗無法通訊。

 

比如,父視窗執行下面的命令,如果iframe視窗不是同源,就會報錯。

 

document.getElementById("myIFrame").contentWindow.document

// Uncaught DOMException: Blocked a frame from accessing a cross-origin frame.

 

上面命令中,父視窗想獲取子視窗的DOM,因為跨源導致報錯。

 

反之亦然,子視窗獲取主視窗的DOM也會報錯。

 

window.parent.document.body

// 報錯

 

如果兩個視窗一級域名相同,只是二級域名不同,那麼設定上一節介紹的document.domain屬性,就可以規避同源政策,拿到DOM。

 

對於完全不同源的網站,目前有三種方法,可以解決跨域視窗的通訊問題。

 

  • 片段識別符(fragment identifier)

  • window.name

  • 跨文件通訊API(Cross-document messaging)

 

3.1 片段識別符

 

片段識別符號(fragment identifier)指的是,URL的#號後面的部分,比如http://example.com/x.html#fragment的#fragment。如果只是改變片段識別符號,頁面不會重新重新整理。

 

父視窗可以把資訊,寫入子視窗的片段識別符號。

 

var src = originURL + '#' + data;

document.getElementById('myIFrame').src = src;

 

子視窗通過監聽hashchange事件得到通知。

 

window.onhashchange = checkMessage;

 

function checkMessage() {

  var message = window.location.hash;

  // ...

}

 

同樣的,子視窗也可以改變父視窗的片段識別符號。

 

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

 

3.2 window.name

 

瀏覽器視窗有window.name屬性。這個屬性的最大特點是,無論是否同源,只要在同一個窗口裡,前一個網頁設定了這個屬性,後一個網頁可以讀取它。

 

父視窗先開啟一個子視窗,載入一個不同源的網頁,該網頁將資訊寫入window.name屬性。

 

window.name = data;

 

接著,子視窗跳回一個與主視窗同域的網址。

 

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

 

然後,主視窗就可以讀取子視窗的window.name了。

 

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

 

這種方法的優點是,window.name容量很大,可以放置非常長的字串;缺點是必須監聽子視窗window.name屬性的變化,影響網頁效能。

 

3.3 window.postMessage

 

上面兩種方法都屬於破解,HTML5為了解決這個問題,引入了一個全新的API:跨文件通訊 API(Cross-document messaging)。

 

這個API為window物件新增了一個window.postMessage方法,允許跨視窗通訊,不論這兩個視窗是否同源。

 

舉例來說,父視窗http://aaa.com向子視窗http://bbb.com發訊息,呼叫postMessage方法就可以了。

 

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

popup.postMessage('Hello World!', 'http://aaa.com');

 

postMessage方法的第一個引數是具體的資訊內容,第二個引數是接收訊息的視窗的源(origin),即”協議 + 域名 + 埠”。也可以設為*,表示不限制域名,向所有視窗傳送。

 

子視窗向父視窗傳送訊息的寫法類似。

 

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

 

父視窗和子視窗都可以通過message事件,監聽對方的訊息。

 

window.addEventListener('message', function(e) {

  console.log(e.data);

},false);

 

message事件的事件物件event,提供以下三個屬性。

 

  • event.source:傳送訊息的視窗

  • event.origin: 訊息發向的網址

  • event.data: 訊息內容

 

下面的例子是,子視窗通過event.source屬性引用父視窗,然後傳送訊息。

 

window.addEventListener('message', receiveMessage);

function receiveMessage(event) {

  event.source.postMessage('Nice to see you!', '*');

}

 

event.origin屬性可以過濾不是發給本視窗的訊息。

 

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

 

通過window.postMessage,讀寫其他視窗的 LocalStorage 也成為了可能。

 

下面是一個例子,主視窗寫入iframe子視窗的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));

};

 

上面程式碼中,子視窗將父視窗發來的訊息,寫入自己的LocalStorage。

 

父視窗傳送訊息的程式碼如下。

 

var win = document.getElementsByTagName('iframe')[0].contentWindow;

var obj = { name: 'Jack' };

win.postMessage(JSON.stringify({key: 'storage', data: obj}), 'http://bbb.com');

 

加強版的子視窗接收訊息的程式碼如下。

 

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;

  }

};

 

加強版的父視窗傳送訊息程式碼如下。

 

var win = document.getElementsByTagName('iframe')[0].contentWindow;

var obj = { name: 'Jack' };

// 存入物件

win.postMessage(JSON.stringify({key: 'storage', method: 'set', data: obj}), 'http://bbb.com');

// 讀取物件

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

 

同源政策規定,AJAX請求只能發給同源的網址,否則就報錯。

 

除了架設伺服器代理(瀏覽器請求同源伺服器,再由後者請求外部服務),有三種方法規避這個限制。

 

  • JSONP

  • WebSocket

  • CORS

 

4.1 JSONP

 

JSONP是伺服器與客戶端跨源通訊的常用方法。最大特點就是簡單適用,老式瀏覽器全部支援,伺服器改造非常小。

 

它的基本思想是,網頁通過新增一個<script>元素,向伺服器請求JSON資料,這種做法不受同源政策限制;伺服器收到請求後,將資料放在一個指定名字的回撥函式裡傳回來。

 

首先,網頁動態插入<scirpt>元素,由它向跨源網址發出請求。

 

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);

};

 

上面程式碼通過動態新增<scirpt>元素,向伺服器example.com發出請求。注意,該請求的查詢字串有一個callback引數,用來指定回撥函式的名字,這對於JSONP是必需的。

 

伺服器收到這個請求以後,會將資料放在回撥函式的引數位置返回。

 

foo({

  "ip": "8.8.8.8"

});

 

由於元素請求的指令碼,直接作為程式碼執行。這時,只要瀏覽器定義了foo函式,該函式就會立即呼叫。作為引數的JSON資料被視為JavaScript物件,而不是字串,因此避免了使用JSON.parse的步驟。

 

4.2 WebSocket

 

WebSocket是一種通訊協議,使用ws://(非加密)和wss://(加密)作為協議字首。該協議不實行同源政策,只要伺服器支援,就可以通過它進行跨源通訊。

 

下面是一個例子,瀏覽器發出的WebSocket請求的頭資訊(摘自維基百科)。

 

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

 

上面程式碼中,有一個欄位是Origin,表示該請求的請求源(origin),即發自哪個域名。

 

正是因為有了Origin這個欄位,所以WebSocket才沒有實行同源政策。因為伺服器可以根據這個欄位,判斷是否許可本次通訊。如果該域名在白名單內,伺服器就會做出如下回應。

 

HTTP/1.1 101 Switching Protocols

Upgrade: websocket

Connection: Upgrade

Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=

Sec-WebSocket-Protocol: chat

 

4.3 CORS

 

CORS是跨源資源分享(Cross-Origin Resource Sharing)的縮寫。它是W3C標準,是跨源AJAX請求的根本解決方法。相比JSONP只能發GET請求,CORS允許任何型別的請求。