【前端】浏览器同源政策及其规避方法

迷南。 2022-06-03 07:54 167阅读 0赞

浏览器安全的基石是"同源政策"（[same-origin policy][]）。很多开发者都知道这一点，但了解得不全面。

本文详细介绍"同源政策"的各个方面，以及如何规避它。

![bg2016040801.jpg][]

## 一、概述 ##

### 1.1 含义 ###

1995年，同源政策由 Netscape 公司引入浏览器。目前，所有浏览器都实行这个政策。

最初，它的含义是指，A网页设置的 Cookie，B网页不能打开，除非这两个网页"同源"。所谓"同源"指的是"三个相同"。

>  *  协议相同
>  *  域名相同
>  *  端口相同

举例来说，`http://www.example.com/dir/page.html`这个网址，协议是`http://`，域名是`www.example.com`，端口是`80`（默认端口可以省略）。它的同源情况如下。

>  *  `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（端口不同）

### 1.2 目的 ###

同源政策的目的，是为了保证用户信息的安全，防止恶意的网站窃取数据。

设想这样一种情况：A网站是一家银行，用户登录以后，又去浏览其他网站。如果其他网站可以读取A网站的 Cookie，会发生什么？

很显然，如果 Cookie 包含隐私（比如存款总额），这些信息就会泄漏。更可怕的是，Cookie 往往用来保存用户的登录状态，如果用户没有退出登录，其他网站就可以冒充用户，为所欲为。因为浏览器同时还规定，提交表单不受同源政策的限制。

由此可见，"同源政策"是必需的，否则 Cookie 可以共享，互联网就毫无安全可言了。

### 1.3 限制范围 ###

随着互联网的发展，"同源政策"越来越严格。目前，如果非同源，共有三种行为受到限制。

> （1） Cookie、LocalStorage 和 IndexDB 无法读取。
> 
> （2） DOM 无法获得。
> 
> （3） AJAX 请求不能发送。

虽然这些限制是必要的，但是有时很不方便，合理的用途也受到影响。下面，我将详细介绍，如何规避上面三种限制。

## 二、Cookie ##

Cookie 是服务器写入浏览器的一小段信息，只有同源的网页才能共享。但是，两个网页一级域名相同，只是二级域名不同，浏览器允许通过设置`document.domain`共享 Cookie。

举例来说，A网页是`http://w1.example.com/a.html`，B网页是`http://w2.example.com/b.html`，那么只要设置相同的`document.domain`，两个网页就可以共享Cookie。

>     document.domain = 'example.com';

现在，A网页通过脚本设置一个 Cookie。

>     document.cookie = "test1=hello";

B网页就可以读到这个 Cookie。

>     var allCookie = document.cookie;

注意，这种方法只适用于 Cookie 和 iframe 窗口，LocalStorage 和 IndexDB 无法通过这种方法，规避同源政策，而要使用下文介绍的PostMessage API。

另外，服务器也可以在设置Cookie的时候，指定Cookie的所属域名为一级域名，比如`.example.com`。

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

这样的话，二级域名和三级域名不用做任何设置，都可以读取这个Cookie。

## 三、iframe ##

如果两个网页不同源，就无法拿到对方的DOM。典型的例子是`iframe`窗口和`window.open`方法打开的窗口，它们与父窗口无法通信。

比如，父窗口运行下面的命令，如果`iframe`窗口不是同源，就会报错。

>     document.getElementById("myIFrame").contentWindow.document // Uncaught DOMException: Blocked a frame from accessing a cross-origin frame.

上面命令中，父窗口想获取子窗口的DOM，因为跨源导致报错。

反之亦然，子窗口获取主窗口的DOM也会报错。

>     window.parent.document.body // 报错

如果两个窗口一级域名相同，只是二级域名不同，那么设置上一节介绍的`document.domain`属性，就可以规避同源政策，拿到DOM。

对于完全不同源的网站，目前有三种方法，可以解决跨域窗口的通信问题。

>  *  片段识别符（fragment identifier）
>  *  window.name
>  *  跨文档通信API（Cross-document messaging）

### 3.1 片段识别符 ###

片段标识符（fragment identifier）指的是，URL的`#`号后面的部分，比如`http://example.com/x.html#fragment`的`#fragment`。如果只是改变片段标识符，页面不会重新刷新。

父窗口可以把信息，写入子窗口的片段标识符。

>     var src = originURL + '#' + data; document.getElementById('myIFrame').src = src;

子窗口通过监听`hashchange`事件得到通知。

>     window.onhashchange = checkMessage; function checkMessage() { var message = window.location.hash; // ... }

同样的，子窗口也可以改变父窗口的片段标识符。

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

### 3.2 window.name ###

浏览器窗口有`window.name`属性。这个属性的最大特点是，无论是否同源，只要在同一个窗口里，前一个网页设置了这个属性，后一个网页可以读取它。

父窗口先打开一个子窗口，载入一个不同源的网页，该网页将信息写入`window.name`属性。

>     window.name = data;

接着，子窗口跳回一个与主窗口同域的网址。

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

然后，主窗口就可以读取子窗口的`window.name`了。

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

这种方法的优点是，`window.name`容量很大，可以放置非常长的字符串；缺点是必须监听子窗口`window.name`属性的变化，影响网页性能。

### 3.3 window.postMessage ###

上面两种方法都属于破解，HTML5为了解决这个问题，引入了一个全新的API：跨文档通信 API（Cross-document messaging）。

这个API为`window`对象新增了一个`window.postMessage`方法，允许跨窗口通信，不论这两个窗口是否同源。

举例来说，父窗口`http://aaa.com`向子窗口`http://bbb.com`发消息，调用`postMessage`方法就可以了。

>     var popup = window.open('http://bbb.com', 'title'); popup.postMessage('Hello World!', 'http://bbb.com');

`postMessage`方法的第一个参数是具体的信息内容，第二个参数是接收消息的窗口的源（origin），即"协议 + 域名 + 端口"。也可以设为`*`，表示不限制域名，向所有窗口发送。

子窗口向父窗口发送消息的写法类似。

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

父窗口和子窗口都可以通过`message`事件，监听对方的消息。

>     window.addEventListener('message', function(e) { console.log(e.data); },false);

`message`事件的事件对象`event`，提供以下三个属性。

>  *  `event.source`：发送消息的窗口
>  *  `event.origin`: 消息发向的网址
>  *  `event.data`: 消息内容

下面的例子是，子窗口通过`event.source`属性引用父窗口，然后发送消息。

>     window.addEventListener('message', receiveMessage); function receiveMessage(event) { event.source.postMessage('Nice to see you!', '*'); }

`event.origin`属性可以过滤不是发给本窗口的消息。

>     window.addEventListener('message', receiveMessage); function receiveMessage(event) { if (event.origin !== 'http://aaa.com') return; if (event.data === 'Hello World') { event.source.postMessage('Hello', event.origin); } else { console.log(event.data); } }

### 3.4 LocalStorage ###

通过`window.postMessage`，读写其他窗口的 LocalStorage 也成为了可能。

下面是一个例子，主窗口写入iframe子窗口的`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)); };

上面代码中，子窗口将父窗口发来的消息，写入自己的LocalStorage。

父窗口发送消息的代码如下。

>     var win = document.getElementsByTagName('iframe')[0].contentWindow; var obj = { name: 'Jack' }; win.postMessage(JSON.stringify({ key: 'storage', data: obj}), 'http://bbb.com');

加强版的子窗口接收消息的代码如下。

>     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; } };

加强版的父窗口发送消息代码如下。

>     var win = document.getElementsByTagName('iframe')[0].contentWindow; var obj = { name: 'Jack' }; // 存入对象 win.postMessage(JSON.stringify({ key: 'storage', method: 'set', data: obj}), 'http://bbb.com'); // 读取对象 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 ##

同源政策规定，AJAX请求只能发给同源的网址，否则就报错。

除了架设服务器代理（浏览器请求同源服务器，再由后者请求外部服务），有三种方法规避这个限制。

>  *  JSONP
>  *  WebSocket
>  *  CORS

### 4.1 JSONP ###

JSONP是服务器与客户端跨源通信的常用方法。最大特点就是简单适用，老式浏览器全部支持，服务器改造非常小。

它的基本思想是，网页通过添加一个`<script>`元素，向服务器请求JSON数据，这种做法不受同源政策限制；服务器收到请求后，将数据放在一个指定名字的回调函数里传回来。

首先，网页动态插入`<script>`元素，由它向跨源网址发出请求。

>     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); };

上面代码通过动态添加`<script>`元素，向服务器`example.com`发出请求。注意，该请求的查询字符串有一个`callback`参数，用来指定回调函数的名字，这对于JSONP是必需的。

服务器收到这个请求以后，会将数据放在回调函数的参数位置返回。

>     foo({ "ip": "8.8.8.8" });

由于`<script>`元素请求的脚本，直接作为代码运行。这时，只要浏览器定义了`foo`函数，该函数就会立即调用。作为参数的JSON数据被视为JavaScript对象，而不是字符串，因此避免了使用`JSON.parse`的步骤。

### 4.2 WebSocket ###

WebSocket是一种通信协议，使用`ws://`（非加密）和`wss://`（加密）作为协议前缀。该协议不实行同源政策，只要服务器支持，就可以通过它进行跨源通信。

下面是一个例子，浏览器发出的WebSocket请求的头信息（摘自[维基百科][Link 1]）。

>     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

上面代码中，有一个字段是`Origin`，表示该请求的请求源（origin），即发自哪个域名。

正是因为有了`Origin`这个字段，所以WebSocket才没有实行同源政策。因为服务器可以根据这个字段，判断是否许可本次通信。如果该域名在白名单内，服务器就会做出如下回应。

>     HTTP/1.1 101 Switching Protocols
>     Upgrade: websocket
>     Connection: Upgrade
>     Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=
>     Sec-WebSocket-Protocol: chat

### 4.3 CORS ###

CORS是跨源资源分享（Cross-Origin Resource Sharing）的缩写。它是W3C标准，是跨源AJAX请求的根本解决方法。相比JSONP只能发`GET`请求，CORS允许任何类型的请求。

下一篇文章，我会详细介绍，如何通过[CORS][]完成跨源AJAX请求。

[same-origin policy]: https://en.wikipedia.org/wiki/Same-origin_policy
[bg2016040801.jpg]: http://www.ruanyifeng.com/blogimg/asset/2016/bg2016040801.jpg
[Link 1]: https://en.wikipedia.org/wiki/WebSocket
[CORS]: http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/04/cors.html