Dotnet Core Public API的安全实践
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2020-08-19 11:52
公开API的安全，其实更重要。
一、API的安全
作为一个Dotnet Core的老司机，写API时，能兼顾到API的安全，这是一种优雅。
通常，我们会用认证来保证API的安全，无敌的Authorize能解决我们很多的问题。
但是，总有一些场合，我们没办法用Authorize，而只能用匿名或不加验证的方式来访问。比方电商中查询SKU的列表并在前端展示，通常这个无关用户和权限，在完成API的时候，我们也不会加入认证Authorize。
这种情况下，如果直接写，不加入安全级别，这样的体系结构是有可能成为可供利用的安全漏洞的。
Dotnet Core框架已经提供了一些常见漏洞的解决方法，包括：
跨站点脚本
SQL注入
跨站点请求伪造（CSRF）
重定向
等等。
但是，我们还需要更进一步，还需要照顾到以下常见的攻击：
拒绝服务（DOS）
分布式拒绝服务（DDOS）
批量API调用
探测响应
数据抓取
这部分内容，需要我们自己实现。当然，这部分内容的实现，也可以从Web Server上进行设置。
本文讨论的，是代码的实现。
二、相关代码
今天偷个懒，不讲原理，以分享代码为主。
2.1 基于IP的客户端请求限制
通过限制客户端在指定的时间范围内的请求数量，防止恶意bot攻击。
代码中，我建立了一个基于IP的请求限制过滤器。
注意：有多个客户端位于同一个IP地址的情况，这个情况在这个代码中没有考虑。如果您希望实现这一点，可以把几种方式结合起来使用。
以下是代码：
[AttributeUsage(AttributeTargets.Method)]
public class RequestLimitAttribute : ActionFilterAttribute
{
public string Name { get; }
public int NoOfRequest { get; set; }
public int Seconds { get; set; }
private static MemoryCache Cache { get; } = new MemoryCache(new MemoryCacheOptions());
public RequestLimitAttribute(string name, int noOfRequest = 5, int seconds = 10)
{
Name = name;
NoOfRequest = noOfRequest;
Seconds = seconds;
}
public override void OnActionExecuting(ActionExecutingContext context)
{
var ipAddress = context.HttpContext.Request.HttpContext.Connection.RemoteIpAddress;
var memoryCacheKey = $"{Name}-{ipAddress}";
Cache.TryGetValue(memoryCacheKey, out int prevReqCount);
if (prevReqCount >= NoOfRequest)
{
context.Result = new ContentResult
{
Content = $"Request limit is exceeded. Try again in {Seconds} seconds.",
};
context.HttpContext.Response.StatusCode = (int)HttpStatusCode.TooManyRequests;
}
else
{
var cacheEntryOptions = new MemoryCacheEntryOptions().SetAbsoluteExpiration(TimeSpan.FromSeconds(Seconds));
Cache.Set(memoryCacheKey, (prevReqCount + 1), cacheEntryOptions);
}
}
}
使用时，只要在需要的API前加属性即可：
[HttpGet]
[RequestLimit("DataGet", 5, 30)]
public IEnumerable Get()
{
...
}
2.2 引用头检查
对API请求的请求引用头进行检查，可以防止API滥用，以及跨站点请求伪造(CSRF)攻击。
同样，也是采用自定义属性的方式。
public class ValidateReferrerAttribute : ActionFilterAttribute
{
private IConfiguration _configuration;
public override void OnActionExecuting(ActionExecutingContext context)
{
_configuration = (IConfiguration)context.HttpContext.RequestServices.GetService(typeof(IConfiguration));
base.OnActionExecuting(context);
if (!IsValidRequest(context.HttpContext.Request))
{
context.Result = new ContentResult
{
Content = $"Invalid referer header",
};
context.HttpContext.Response.StatusCode = (int)HttpStatusCode.ExpectationFailed;
}
}
private bool IsValidRequest(HttpRequest request)
{
string referrerURL = "";
if (request.Headers.ContainsKey("Referer"))
{
referrerURL = request.Headers["Referer"];
}
if (string.IsNullOrWhiteSpace(referrerURL)) return true;
var allowedUrls = _configuration.GetSection("CorsOrigin").Get<string[]>()?.Select(url => new Uri(url).Authority).ToList();
bool isValidClient = allowedUrls.Contains(new Uri(referrerURL).Authority);
return isValidClient;
}
}
这里我用了一个配置，在appsetting.json中：
{
"CorsOrigin": ["https://test.com", "http://test1.cn:8080"]
}
CorsOrigin参数中加入允许引用的来源域名:端口列表。
使用时，在需要的API前加属性：
[HttpGet]
[ValidateReferrer]
public IEnumerable Get()
{
...
}
2.3 DDOS攻击检查
DDOS攻击在网上很常见，这种攻击简单有效，可以让一个网站瞬间开始并长时间无法响应。通常来说，网站可以通过多种节流方法来避免这种情况。
下面我们换一种方式，用中间件MiddleWare来限制特定客户端IP的请求数量。
public class DosAttackMiddleware
{
private static Dictionary<string, short> _IpAdresses = new Dictionary<string, short>();
private static Stack<string> _Banned = new Stack<string>();
private static Timer _Timer = CreateTimer();
private static Timer _BannedTimer = CreateBanningTimer();
private const int BANNED_REQUESTS = 10;
private const int REDUCTION_INTERVAL = 1000; // 1 second
private const int RELEASE_INTERVAL = 5 * 60 * 1000; // 5 minutes
private RequestDelegate _next;
public DosAttackMiddleware(RequestDelegate next)
{
_next = next;
}
public async Task InvokeAsync(HttpContext httpContext)
{
string ip = httpContext.Connection.RemoteIpAddress.ToString();
if (_Banned.Contains(ip))
{
httpContext.Response.StatusCode = (int)HttpStatusCode.Forbidden;
}
CheckIpAddress(ip);
await _next(httpContext);
}
private static void CheckIpAddress(string ip)
{
if (!_IpAdresses.ContainsKey(ip))
{
_IpAdresses[ip] = 1;
}
else if (_IpAdresses[ip] == BANNED_REQUESTS)
{
_Banned.Push(ip);
_IpAdresses.Remove(ip);
}
else
{
_IpAdresses[ip]++;
}
}
private static Timer CreateTimer()
{
Timer timer = GetTimer(REDUCTION_INTERVAL);
timer.Elapsed += new ElapsedEventHandler(TimerElapsed);
return timer;
}
private static Timer CreateBanningTimer()
{
Timer timer = GetTimer(RELEASE_INTERVAL);
timer.Elapsed += delegate {
if (_Banned.Any()) _Banned.Pop();
};
return timer;
}
private static Timer GetTimer(int interval)
{
Timer timer = new Timer();
timer.Interval = interval;
timer.Start();
return timer;
}
private static void TimerElapsed(object sender, ElapsedEventArgs e)
{
foreach (string key in _IpAdresses.Keys.ToList())
{
_IpAdresses[key]--;
if (_IpAdresses[key] == 0) _IpAdresses.Remove(key);
}
}
}
代码中设置：1秒（1000ms）中有超过10次访问时，对应的IP会被禁用5分钟。
使用时，在Startup.cs中直接加载中间件：
public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
{
...
app.UseMiddleware();
...
}
三、结尾的话
以上代码仅为抛砖引玉之用。
公开的API，未经验证的API，在生产环境会因为种种原因被攻击。这几天公司的系统就因为这个出了大事。
所以，写API的时候，要充分考虑到这些网络攻击的可能性，通过正确的处理，来防止来自网络的攻击。
这是一份责任，也是一个理念。
与大家共勉！
（全文完）
本文的代码，我已经传到Github上，位置在：https://github.com/humornif/Demo-Code/tree/master/0021/demo
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