ctf基础笔记
CTF 成员基础语法笔记
目录
- Python 基础
- JavaScript 基础
- PHP 框架 - ThinkPHP
1. Python 基础
目录
1.1 Python基本语法
Hello World:
1 |
|
这是Python的入门示例,了解Python如何输出信息。
1.2 数据类型
Python中的基本数据类型包括:
- 整数(int)
1
x = 10
- 浮点数(float)
1
y = 3.14
- 字符串(str)
1
name = "Python"
- 布尔值(bool)
1
is_true = True
1.3 常见操作符
- 算术操作:
+
,-
,*
,/
,//
(整除),%
(取模) - 比较操作:
==
,!=
,>
,<
,>=
,<=
- 逻辑操作:
and
,or
,not
1.4 条件语句
CTF中的许多逻辑都依赖于条件判断,了解if-else
语句是必要的。
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1.5 循环结构
Python有两种常用的循环:for
循环和while
循环。
for 循环:
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while 循环:
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1.6 列表与字典
列表(List):存储多个元素。
1
my_list = [1, 2, 3, 4]
字典(Dictionary):键值对存储结构。
1
my_dict = {'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}
2. 函数与模块
2.1 函数定义与调用
函数在CTF中是组织代码、复用功能的重要工具。
1 |
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2.2 模块导入
CTF中常用Python标准库和第三方模块进行信息处理。例如:
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CTF常用的模块包括hashlib
(处理哈希算法)、requests
(网络请求)、re
(正则表达式)等。
3. 进阶内容
3.1 文件读写
在CTF比赛中,很多情况下需要对文件进行读写操作,通常用于读取输入数据或写入解题结果。
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3.2 异常处理
CTF中的代码有时会出现意外错误,异常处理可以确保程序在错误情况下也能稳定运行。
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3.3 正则表达式(Regex)
正则表达式常用于CTF中的信息提取,尤其是文本分析和数据过滤。
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3.4 加密与解密
在CTF中,加密与解密任务非常常见。使用Python处理常见的加密/解密任务是一项必备技能。
Base64解码:
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哈希计算:
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4. 高级内容
4.1 多线程与多进程
当需要处理大量数据或并发任务时,多线程和多进程能显著提高效率。
多线程:
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4.2 网络与爬虫
CTF中的一些题目涉及网络爬虫,使用Python可以快速获取并分析网页内容。
请求网页:
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解析HTML:
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4.3 利用Python进行自动化脚本编写
自动化是CTF比赛中的重要技能,Python强大的自动化能力可以帮助快速解决某些复杂题目。
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5. CTF中的Python应用场景
5.1 Exploit开发
在一些CTF的pwn题目中,选手需要编写Python脚本与远程服务进行交互,以利用漏洞。
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5.2 逆向与二进制分析
Python可以通过编写脚本来自动化逆向工程任务,解码加密数据或分析程序的输出。
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5.3 复杂的算法题
CTF比赛中可能涉及复杂的数学、图论或密码学算法。Python内置了丰富的库来解决这些问题,如sympy
用于符号计算、numpy
用于矩阵计算等。
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2. JavaScript 基础
目录
1. JavaScript中的对象
1.1 对象基本概念
JavaScript中的对象是键值对的集合,用于存储复杂的数据结构。可以通过以下几种方式创建对象:
对象字面量:
1
2
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5
6
7let person = {
name: "Alice",
age: 25,
greet: function() {
console.log("Hello, I am " + this.name);
}
};构造函数创建对象:
1
2
3
4
5
6
7function Person(name, age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
let alice = new Person("Alice", 25);
console.log(alice.name); // "Alice"
1.2 对象的属性访问
可以通过点记法或方括号记法来访问对象的属性:
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2. JavaScript中的函数
2.1 函数声明与表达式
JavaScript中的函数是第一类对象(First-Class Objects),可以作为变量的值、参数传递或返回值。
函数声明:
1
2
3function greet() {
return "Hello, World!";
}函数表达式:
1
2
3let greet = function() {
return "Hello, World!";
};
2.2 箭头函数
箭头函数是简化的函数声明方式,尤其在处理回调和简短函数时非常有用。
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2.3 this
关键字
在函数内部,this
指向调用该函数的对象。在构造函数中,this
指向新创建的实例。
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3. 原型与继承
JavaScript中的对象是通过原型链进行继承的。每个对象都有一个隐式原型([[Prototype]]
),可以通过__proto__
属性来访问。
3.1 __proto__
和 原型链
__proto__
是JavaScript中对象的原型。通过这个原型链,JavaScript能够在一个对象的祖先链中查找属性和方法。
1 |
|
当访问obj2
的key
属性时,JavaScript首先在obj2
自身查找,如果找不到,则沿着原型链查找obj
的属性。
3.2 constructor
constructor
是每个对象的属性,指向构造该对象的函数。可以通过constructor
创建新实例。
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4. 类型污染(Prototype Pollution)
4.1 什么是类型污染?
类型污染(Prototype Pollution)是一种安全漏洞,攻击者通过修改对象的原型(__proto__
)来篡改JavaScript全局对象的行为,从而影响所有继承该原型的对象。这种攻击可以导致权限提升、代码注入等安全问题。
4.2 类型污染的原理
因为所有对象通过原型链共享相同的原型,当攻击者篡改全局对象的__proto__
时,所有基于该原型创建的对象都会继承被篡改的属性或方法。
危险操作示例:
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在上例中,攻击者通过修改obj
的原型,成功将新的属性polluted
注入到了所有对象的原型中。现在,所有新创建的对象都会带有这个“污染”的属性。
4.3 防御类型污染
为了防御类型污染,应该避免允许用户直接访问或修改__proto__
。如果可能,尽量使用深拷贝或者使用框架中的安全库来处理对象操作。
防御方法:
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5. __proto__
和 constructor
的安全风险
5.1 __proto__
注入
当不安全地操作__proto__
时,攻击者可以通过类型污染来引入恶意属性或方法,造成潜在的安全风险。
示例:利用__proto__
修改全局行为:
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5.2 constructor
和 RCE(远程代码执行)
constructor
也是一个容易被滥用的对象属性。如果攻击者能够控制constructor
,可能会注入恶意代码导致RCE。
危险操作示例:
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5.3 防御措施
- 严格限制用户输入: 检查和过滤用户输入,防止直接操作
__proto__
或constructor
。 - 冻结对象原型: 使用
Object.freeze()
或Object.seal()
来防止对象的原型被修改。1
Object.freeze(Object.prototype);
- 使用安全的对象操作方法: 避免直接使用
__proto__
,改用Object.create()
等安全的方式创建对象。
6. 总结
JavaScript中的对象、函数、__proto__
与constructor
机制在CTF和Web安全中扮演着重要角色。CTF选手应当熟悉这些概念,特别是类型污染、原型链的攻击与防御技巧,以应对Web题中常见的安全挑战。
关键点回顾:
JavaScript中的对象和函数是基于原型链的,这为类型污染攻击提供了可能。
__proto__
是访问和修改对象原型的入口,容易被滥用。constructor
不仅用于对象构造,还可能被滥用执行恶意代码。防御类型污染的关键在于输入验证、冻结原型、以及使用安全的对象操作方法。
3. PHP 框架 - ThinkPHP
ThinkPHP 快速入门与完整指南
本指南将从项目的目录结构开始,涵盖从控制器、路由、数据库操作、视图渲染、表单验证、错误处理、日志记录等常见功能的使用,最后会介绍项目的部署与配置。
目录
目录结构
ThinkPHP 的标准项目目录结构如下:
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- **application/**:存放应用逻辑,如控制器、模型、视图等。
- **public/**:存放项目的入口文件(如
index.php
)和公开资源。 - **runtime/**:用于存放日志、缓存等临时文件。
- **vendor/**:使用 Composer 管理的第三方库。
- **thinkphp/**:ThinkPHP 框架的核心代码。
快速入门
创建控制器
控制器 是 ThinkPHP 处理用户请求的核心部分,负责业务逻辑的处理。控制器文件位于 application/controller/
目录中。
- 在
application/controller/
目录下创建控制器文件Index.php
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- 在控制器文件中编写基本代码:
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- 访问控制器:
- 访问
http://localhost/index.php/index/index
将会输出Hello, ThinkPHP!
。 - 访问
http://localhost/index.php/index/hello/name/ThinkPHP
将会输出Hello, ThinkPHP!
。
- 访问
配置路由
路由定义了 URL 与控制器/方法的映射关系。ThinkPHP 的路由配置文件位于 route/route.php
。
- 配置路由文件
route/route.php
,定义路由规则:
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- 访问
http://localhost/hello/ThinkPHP
将会调用IndexController
中的hello
方法,并返回Hello, ThinkPHP
。
数据库操作
ThinkPHP 提供了强大的 ORM 功能,方便与数据库交互。在开始数据库操作前,首先需要配置数据库连接。
配置数据库
- 配置数据库连接信息,修改
config/database.php
文件:
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创建模型
模型对应数据库表,处理数据的增删改查操作。默认情况下,模型名对应数据库表名(小写)。
- 在
application/model/
目录下创建模型文件User.php
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- 编写模型类代码:
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- 在控制器中使用模型进行数据查询:
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视图和模板
视图负责显示数据,通常由 HTML 模板组成。视图文件存放在 application/view/
目录下,模板文件的命名需与控制器和方法名一致。
创建视图文件
- 在
application/view/index/
目录下创建视图文件index.html
:
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渲染视图
控制器可以通过 view()
方法渲染视图文件,并传递数据到视图。
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访问 http://localhost/index/index
时,将显示 Hello, ThinkPHP!
。
表单验证
表单验证用于验证用户输入的数据,确保其合法性。ThinkPHP 提供了强大的验证机制。
创建验证器
- 在
application/validate/
目录下创建验证器文件User.php
:
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使用验证器
在控制器中使用验证器来验证用户输入:
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错误和日志
ThinkPHP 提供了简单的错误处理机制,并支持日志记录。
错误处理
- 自定义错误页面:可以在配置文件中自定义异常处理模板:
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- 定义自定义的错误页面
application/view/error.html
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日志记录
日志记录可以帮助开发者跟踪系统中的异常与调试信息。日志文件保存在 runtime/log/
目录中。
- 在控制器中记录日志:
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- 查看日志:日志文件会保存在
runtime/log/
目录下。
部署
配置环境
在部署之前,确保配置好不同的环境参数,比如数据库连接、调试模式等。
- 修改
.env
文件,配置生产环境参数:
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配置 Web 服务器
ThinkPHP 项目需要部署在 Web 服务器上,如 Apache 或 Nginx。
Nginx 配置示例:
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ThinkPHP 框架架构与基础概念
ThinkPHP 是一个基于 MVC(Model-View-Controller)模式的 PHP 框架。其核心概念如下:
- Model(模型):负责与数据库交互,执行数据的增删改查操作。
- View(视图):负责展示数据,并将结果输出给用户。
- Controller(控制器):负责逻辑处理,协调模型和视图的交互。
1. 路由机制
ThinkPHP 的路由机制决定了 URL 如何映射到具体的控制器和操作。默认情况下,ThinkPHP 通过 URL 的路径结构来决定加载哪个控制器和方法。例如,index.php?m=module&a=action
将会调用 module
模块下的 action
方法。
如果不当处理 URL 及其参数,可能会导致路径遍历、SQL 注入和远程代码执行等安全问题。
ThinkPHP 常见的安全漏洞
在 CTF 比赛中,ThinkPHP 的漏洞主要集中在以下几个方面:
1.SQL 注入漏洞
SQL 注入是指攻击者通过构造恶意的输入,破坏应用程序执行的 SQL 查询。虽然 ThinkPHP 提供了 ORM 和预处理机制,避免直接拼接 SQL 语句,但是如果开发者直接使用原生 SQL 查询且未做适当的过滤,则可能会引发 SQL 注入。
漏洞示例:
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在上述代码中,$_GET['id']
的值未经过滤就被插入到了 SQL 查询中,攻击者可以通过构造如下 URL 进行 SQL 注入:
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修复方法:
- 使用框架提供的 ORM:
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$data = $user->where('id', $_GET['id'])->select();
- 或者使用 PDO 进行参数化查询,避免 SQL 注入。
2.路径遍历漏洞
路径遍历是指攻击者通过操纵文件路径的输入,访问服务器上未经授权的文件。ThinkPHP 的路由机制在处理不当输入时,可能导致文件包含和路径遍历漏洞。
漏洞示例:
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攻击者可以通过构造如下 URL 来读取系统的敏感文件:
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防御措施:
- 严格限制输入的文件路径,使用
realpath()
等函数校验路径是否合法。 - 使用白名单机制,只允许加载特定的文件。
3 .远程代码执行(RCE)
ThinkPHP 的某些版本存在远程代码执行漏洞,允许攻击者通过构造恶意请求执行任意代码。在 ThinkPHP 5.x 系列中,某些版本允许调用 PHP 函数,攻击者可以通过调用 call_user_func_array
等函数来执行操作系统命令。
漏洞示例:
1 |
|
该漏洞利用框架的内部调用机制,调用 system
函数执行命令 whoami
,返回服务器的用户信息。
受影响版本:
- ThinkPHP 5.0.23 及其之前版本
- ThinkPHP 5.1.31 及其之前版本
防御措施:
- 更新至最新的安全版本,及时修补已知漏洞。
- 对所有用户输入进行严格过滤,特别是与函数调用相关的输入。
- 禁止通过 URL 直接调用敏感的 PHP 函数,如
eval
、system
。
4 .反序列化漏洞
反序列化漏洞通常出现在使用序列化机制存储或传递数据的场景中。如果用户提供的数据未经验证就被反序列化,攻击者可以构造恶意的序列化数据,实现任意代码执行。
漏洞示例:
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攻击者可以传递恶意的序列化数据:
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通过该漏洞,攻击者可以利用反序列化后的对象实现代码执行。
防御措施:
- 避免直接反序列化不可信的数据。
- 使用安全的序列化和反序列化方法,如 JSON 编码和解码。
- 如果必须使用 PHP 的反序列化机制,建议对输入数据进行严格校验。
ThinkPHP 漏洞利用方法
在 CTF 比赛中,ThinkPHP 相关题目通常会包含 SQL 注入、路径遍历、反序列化和 RCE 漏洞。以下是几种常见的漏洞利用方式:
1. SQL 注入攻击
通过在 URL 或表单中注入恶意的 SQL 语句,攻击者可以操控查询结果。
- 示例攻击 URL:
1
index.php?id=1 UNION SELECT username, password FROM users
此时,攻击者可以获得数据库中用户的用户名和密码。
2. 远程代码执行攻击
针对 ThinkPHP 5.x 中的 RCE 漏洞,可以构造如下 URL 来执行系统命令:
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可以将 system
替换为其他函数,如 exec
、shell_exec
等,执行不同的命令。
3.路径遍历攻击
攻击者通过路径遍历漏洞,获取系统中的敏感文件或配置文件。例如,访问 .env
文件:
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这种攻击可能泄露数据库连接信息,进一步导致更严重的后果。
4. 反序列化攻击
攻击者可以构造恶意的序列化数据,利用反序列化漏洞进行攻击。可以通过发送特定的 POST 请求来传递恶意的对象数据,并实现代码执行。
ThinkPHP 安全防御措施
为防止 ThinkPHP 应用程序被攻击,可以采取以下防御措施:
及时更新框架:保持 ThinkPHP 框架的最新版本,修补已知漏洞。尤其是存在远程代码执行漏洞的 ThinkPHP 5.x 系列,建议及时更新至最新版本。
输入过滤:对所有用户输入进行严格的过滤和校验,尤其是 URL 参数和 POST 数据,防止注入和路径遍历攻击。
使用 ORM 或参数化查询:避免直接拼接 SQL 查询,使用框架的 ORM 或者 PDO 提供的参数化查询功能,防止 SQL 注入。
关闭调试模式:生产环境中应关闭调试模式,防止暴露敏感的调试信息。可以通过修改配置文件中的
APP_DEBUG
设置关闭调试。使用 Web 应用防火墙(WAF):在服务器前端部署 WAF,防止常见的 Web 攻击,如 SQL 注入、XSS 和 RCE 等。
路径安全:对于文件路径操作,使用
realpath()
或者其他方法确保路径合法,避免路径遍历攻击。反序列化防御:尽量避免反序列化用户提供的数据。如果必须使用反序列化,确保对数据进行严格校验,并限制可以被序列化的类。
版本历史与漏洞总结
ThinkPHP 5.x 漏洞历史:
- CVE-2018-20062:该漏洞允许通过 URL 调用任意函数,导致远程代码执行。
- CVE-2019-9082:此漏洞存在于 ThinkPHP 5.x 系列,通过路径构造可以实现远程代码执行。
ThinkPHP 3.x 漏洞历史:
- 路径遍历漏洞:攻击
者可以通过不安全的路径输入读取系统敏感文件。
- 反序列化漏洞:未安全处理反序列化数据,可能导致远程代码执行。
CTF 题目中的 ThinkPHP 漏洞总结
在 CTF 中,常见的 ThinkPHP 相关题目漏洞有以下几类:
- SQL 注入:利用不安全的 SQL 查询进行注入操作。
- 远程代码执行:通过构造特殊的 URL 或输入执行系统命令。
- 路径遍历:通过不当的文件路径处理读取服务器上的敏感文件。
- 反序列化漏洞:利用反序列化机制实现任意代码执行。
掌握这些攻击技巧和防御措施,可以帮助 CTF 选手在比赛中快速识别并利用 ThinkPHP 漏洞。
1. CVE-2018-20062 - ThinkPHP 远程代码执行漏洞
背景:
CVE-2018-20062 是 ThinkPHP 5.x 系列中一个远程代码执行漏洞。该漏洞利用了框架中对 URL 参数的处理不当,允许攻击者通过构造恶意的 URL 调用 PHP 内置函数,最终实现代码执行。
受影响版本:
- ThinkPHP 5.0.23 及其之前版本
- ThinkPHP 5.1.31 及其之前版本
漏洞原理:
ThinkPHP 在路由处理时,允许 URL 中的函数和参数直接调用系统函数,导致攻击者可以通过构造恶意的 URL 来调用任意函数并执行系统命令。
漏洞利用的 URL 格式:
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利用 Payload 示例:
执行 phpinfo()
函数:
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执行系统命令 whoami
:
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执行 id
命令获取用户权限:
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执行反向 Shell 命令:
如果服务器允许外部网络访问,可以使用以下 Payload 触发反向 Shell:
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2. CVE-2019-9082 - ThinkPHP 远程代码执行漏洞
背景:
CVE-2019-9082 是 ThinkPHP 5.x 中另一个远程代码执行漏洞。此漏洞发生在处理 URL 时,攻击者可以构造恶意的 URL 通过框架执行任意的系统命令。
受影响版本:
- ThinkPHP 5.0.23 及其之前版本
- ThinkPHP 5.1.31 及其之前版本
漏洞原理:
类似于 CVE-2018-20062,该漏洞允许攻击者在 URL 中调用 PHP 内置函数,最终实现代码执行。
利用 Payload 示例:
执行 phpinfo()
函数:
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执行系统命令 whoami
:
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获取文件列表(执行 ls
命令):
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执行反向 Shell:
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3. CVE-2018-19518 - ThinkPHP 反序列化远程代码执行漏洞
背景:
该漏洞是 ThinkPHP 5.x 系列中的一个反序列化漏洞。攻击者可以通过精心构造的反序列化数据传递恶意对象,导致远程代码执行。
受影响版本:
- ThinkPHP 5.x 系列
漏洞原理:
PHP 中的序列化与反序列化操作如果处理不当,会导致攻击者通过构造恶意序列化数据进行对象注入。ThinkPHP 在某些功能中使用了不安全的反序列化操作,导致可以利用恶意序列化对象实现代码执行。
利用 Payload 示例:
恶意序列化数据:
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该序列化对象中的 exec
字段会被执行,从而调用 phpinfo()
函数。
执行系统命令 whoami
:
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4. CVE-2018-1000861 - ThinkPHP 模板注入漏洞
背景:
模板注入漏洞允许攻击者通过不当的输入插入并执行任意的 PHP 代码。此漏洞发生在开发者未正确过滤用户输入的情况下,导致攻击者可以通过模板引擎执行恶意代码。
受影响版本:
- ThinkPHP 3.x 和 5.x 系列
利用 Payload 示例:
通过模板注入执行 phpinfo()
:
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通过模板注入执行系统命令 whoami
:
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获取文件列表(执行 ls
命令):
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5. CVE-2019-8018 - ThinkPHP SQL 注入漏洞
背景:
此漏洞存在于 ThinkPHP 中的 SQL 查询处理部分,攻击者可以通过注入恶意的 SQL 查询操控数据库。在某些场景下,未正确过滤或使用不安全的查询方式,导致攻击者通过拼接 SQL 语句进行注入。
受影响版本:
- ThinkPHP 3.x 系列
利用 Payload 示例:
获取数据库所有用户信息:
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利用 UNION SELECT
获取数据库版本:
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查询所有表名:
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获取指定表的字段名:
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6. CVE-2019-7481 - ThinkPHP 后台文件上传漏洞
背景:
此漏洞涉及到 ThinkPHP 文件上传功能的处理不当。攻击者可以上传恶意的 PHP 文件,绕过文件类型检查,直接在服务器上执行任意 PHP 代码。
受影响版本:
- ThinkPHP 5.x 系列
漏洞原理:
文件上传功能未能正确校验上传文件的后缀名或 MIME 类型,允许攻击者上传恶意 PHP 文件并直接访问该文件。
利用步骤:
- 上传包含 PHP 代码的 WebShell,如:
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- 访问上传的 PHP 文件并执行命令:
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Node.js
目录
Node.js 项目的基本结构
这是一个典型的 Express 项目的目录结构,适合初学者理解:
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目录与文件说明
- **
/node_modules/
**:- 通过 npm 安装的所有依赖包都会放在这里。
- 无需手动编辑,会自动生成。
- **
/public/
**:- 存放静态资源文件,如 HTML 页面、CSS 文件、JavaScript 文件、图片等。
- 这些资源可以直接对外暴露,供客户端访问。
- **
/routes/
**:- 定义不同路径的 路由(例如
/
或/users
)。 - 每个路由文件会导出一个路由模块,供主程序
app.js
使用。
- 定义不同路径的 路由(例如
- **
/controllers/
**:- 存放业务逻辑控制器,负责处理用户的请求,并返回响应。
- 控制器会调用模型层与数据库交互,并将结果返回给路由层。
- **
/models/
**:- 定义数据库的 数据模型。如果使用 MongoDB,则会定义 Mongoose 模型;如果使用 MySQL,则会定义 ORM 模型。
- **
/views/
**:- 存放 模板文件,如 EJS、Pug、Handlebars 等,用于动态渲染 HTML。
- **
app.js
**:- Node.js 应用的主入口文件。它初始化 Express 服务器,并挂载路由和中间件。
- **
package.json
**:- 描述项目的依赖、版本信息和启动脚本。通过 npm install 安装的依赖都会记录在这里。
- **
.env
**:- 用于存储敏感的环境变量,例如数据库连接字符串、API 密钥等。
app.js(主入口文件)示例
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示例路由文件 (/routes/index.js
)
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示例控制器文件 (/controllers/userController.js
)
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示例模型文件 (/models/userModel.js
)
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运行 Node.js 项目
初始化项目:
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3
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5bash
复制代码
npm init -y安装依赖:
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5bash
复制代码
npm install express mongoose dotenv ejs运行项目:
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2
3
4
5bash
复制代码
node app.js打开浏览器访问:
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3
4
5arduino
复制代码
http://localhost:3000
总结
一个典型的 Node.js Web 项目包含以下结构:
- **
/public
**:存放静态资源(HTML、CSS、JS)。 - **
/routes
**:定义路由。 - **
/controllers
**:处理业务逻辑。 - **
/models
**:定义数据库模型。 - **
app.js
**:Express 应用的入口文件。
1. Node.js 基础
2. 模块与包管理
3. 异步编程
4. 文件操作与 I/O
5. 数据库与存储
6. Web 开发与框架
7. 测试与调试
8. 部署与性能优化
9. 安全性
10. 实战项目
1.1 什么是 Node.js
Node.js 是一个基于 Chrome V8 JavaScript 引擎 构建的 JavaScript 运行环境。它允许开发者使用 JavaScript 编写后端代码,因此前后端可以共享同一种语言。Node.js 主要用于开发网络服务器、实时应用程序、命令行工具等,具有以下特点:
- 事件驱动:Node.js 的事件驱动架构使其能够高效地处理并发连接。
- 异步非阻塞 I/O:通过异步处理,Node.js 可以在不阻塞程序执行的情况下处理 I/O 操作(文件系统、网络请求等)。
- 单线程模型:尽管 Node.js 是单线程的,但它通过事件循环和异步编程支持高并发处理。
1.2 Node.js 安装与配置
1.2.1 在不同平台上安装 Node.js
- Windows:访问 Node.js 官网 下载适合你的安装包,并运行安装程序。
- macOS:使用 Homebrew 安装:
1
brew install node
- Linux:通过包管理器安装:
1
2sudo apt update
sudo apt install nodejs npm
1.2.2 验证安装
在终端中输入以下命令,确保 Node.js 和 npm 安装成功:
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1.3 Node.js 运行机制与事件循环
Node.js 使用 事件驱动 和 非阻塞 I/O 模型 来处理高并发。它基于 单线程 处理所有的请求,通过事件循环管理异步操作。
1.3.1 事件循环的工作原理
事件循环是 Node.js 的核心,它允许 Node.js 处理异步 I/O 操作而不阻塞主线程。每次异步操作被注册到事件循环中,当 I/O 操作完成时,相关的回调函数会被放入任务队列,等待事件循环调度执行。
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1.4 Node.js 与 JavaScript 的区别
Node.js 和 JavaScript 都使用同样的语言语法,但它们的运行环境和使用场景不同:
- JavaScript 主要运行在浏览器中,用于操控 DOM 和处理前端交互。
- Node.js 运行在服务器端,用于构建后端应用程序和处理 I/O 操作。
Node.js 提供了许多 JavaScript 在浏览器中没有的模块,如 fs
(文件系统模块)、http
(HTTP 模块)、net
(网络模块) 等。
2. 模块与包管理
2.1 Node.js 内置模块
Node.js 提供了一系列内置模块,允许开发者处理常见的任务,如文件操作、网络请求等。
2.1.1 fs
文件系统模块
fs
模块用于处理文件系统的操作,包括读取、写入文件和管理文件夹。
读取文件:
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2.1.2 http
模块
http
模块用于创建 HTTP 服务器和处理请求/响应。
创建简单的 HTTP 服务器:
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2.1.3 path
模块
path
模块用于处理和规范化文件路径。
获取文件的扩展名:
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2.1.4 os
模块
os
模块提供与操作系统相关的实用函数和属性。
获取系统的内存信息:
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2.1.5 crypto
模块
crypto
模块提供了加密操作的功能,用于生成哈希、加密和解密数据。
生成 SHA256 哈希:
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2.2 使用 NPM 和包管理
NPM 是 Node.js 的包管理器,允许开发者安装、管理和分享第三方库。
2.2.1 NPM 的安装和使用
在安装 Node.js 时,NPM 会自动安装。你可以使用以下命令检查是否安装成功:
1 |
|
2.2.2 管理项目依赖
安装依赖包:
1 |
|
卸载依赖包:
1 |
|
2.2.3 版本控制与语义化版本
NPM 使用语义化版本控制 (SemVer),版本号格式为 MAJOR.MINOR.PATCH
:
- MAJOR:有重大更改或破坏兼容性时增加。
- MINOR:添加新功能但不破坏兼容性时增加。
- PATCH:修复 bug 且不破坏兼容性时增加。
2.2.4 使用 package.json
管理项目
package.json
是 Node.js 项目配置文件,用于定义项目的依赖、脚本、版本号等。
生成 package.json
文件:
1 |
|
示例 package.json
文件:
1 |
|
2.3 自定义模块与 CommonJS 规范
2.3.1 导入与导出模块
Node.js 遵循 CommonJS 模块规范,通过 module.exports
导出模块,通过 require
导入模块。
导出模块:
1 |
|
导入模块:
1 |
|
2.3.2 CommonJS 和 ES6 模块的区别
- CommonJS 是 Node.js 的默认模块系统,使用
require
和module.exports
。 - ES6 模块 使用
import
和export
语法,在 Node.js 中也逐渐被支持,需要在package.json
中添加"type": "module"
。
3. 异步编程
3.1 异步编程基础
Node.js 的异步编程是其核心特点,允许程序在执行耗时任务时继续处理其他任务。
3.1.1 回调函数
回调函数是最基础的异步处理方式,将一个函数作为参数传递给另一个函数,在异步任务完成后调用该回调函数。
1 |
|
3.1.2 Promise
对象
Promise
是一种更现代的异步处理方式,可以避免回调地狱问题。
1 |
|
3.1.3 async/await
语法
async/await
是基于 Promise
的语法糖,能够以同步的写法处理异步任务。
1 |
|
3.2 事件驱动编程
Node.js 的事件驱动编程通过 事件循环 和 事件发射器 (EventEmitter
) 实现。
3.2.1 使用 EventEmitter
EventEmitter
是 Node.js 的核心类,用于创建和监听事件。
1 |
|
3.2.2 自定义事件处理
你可以自定义事件,事件可以传递参数供监听器处理。
1 |
|
3.3 异步控制流管理
3.3.1 async.js
库的使用
async.js
是一个控制异步流程的库,提供了多种控制异步任务的方式,如并行、串行等。
并行执行异步任务:
1 |
|
3.3.2 异步队列与并发控制
async.queue
提供了一种控制并发执行任务的方式。
1 |
|
4. 文件操作与 I/O
4.1 文件系统操作
Node.js 的 fs
模块用于与文件系统交互,可以读取、写入文件以及管理目录。它支持同步和异步操作。
4.1.1 读取与写入文件
异步读取文件:
1 |
|
同步读取文件:
1 |
|
写入文件:
1 |
|
4.1.2 文件流与大文件处理
对于大文件,使用流处理更高效,因为流分块读取文件,而不是将整个文件读入内存。
读取文件流:
1 |
|
写入文件流:
1 |
|
4.2 网络 I/O 操作
Node.js 提供了丰富的网络操作模块,特别适合处理高并发的网络应用。
4.2.1 创建 HTTP 服务器
Node.js 的 http
模块可以用于创建 HTTP 服务器,处理客户端请求和响应。
1 |
|
4.2.2 处理请求与响应
在处理客户端请求时,Node.js 提供了 req
对象(表示请求)和 res
对象(表示响应)。
获取请求的 URL 和方法:
1 |
|
4.2.3 使用 https
模块进行安全通信
使用 https
模块可以创建安全的 HTTPS 服务器。你需要提供 SSL 证书和私钥。
1 |
|
5. 数据库与存储
Node.js 支持多种数据库,包括 NoSQL(如 MongoDB)和关系型数据库(如 MySQL)。
5.1 使用 MongoDB
MongoDB 是一种 NoSQL 数据库,适用于存储 JSON 风格的文档数据。使用 mongoose
库,可以轻松连接和操作 MongoDB 数据库。
5.1.1 连接到 MongoDB
安装 mongoose
并连接到 MongoDB 数据库:
1 |
|
连接到 MongoDB:
1 |
|
5.1.2 CRUD 操作
定义数据模型:
1 |
|
创建新文档:
1 |
|
查询数据:
1 |
|
5.1.3 使用 Mongoose 进行数据建模
Mongoose
提供了 Schema 定义功能,帮助我们对 MongoDB 数据进行建模。
定义 Schema:
1 |
|
5.2 使用 MySQL
MySQL 是一种关系型数据库,Node.js 提供了多种库来连接 MySQL 数据库,如 mysql
、sequelize
等。
5.2.1 连接到 MySQL
安装 mysql
库:
1 |
|
连接到 MySQL:
1 |
|
5.2.2 执行 SQL 查询
执行 SELECT 查询:
1 |
|
执行 INSERT 查询:
1 |
|
5.2.3 使用 sequelize
进行 ORM 映射
sequelize
是 Node.js 中常用的 ORM 工具,支持 MySQL、PostgreSQL、SQLite 等数据库。
安装 sequelize
和 MySQL 驱动:
1 |
|
定义模型并同步数据库:
1 |
|
6. Web 开发与框架
Node.js 是开发 Web 应用的热门选择,常用的 Web 框架包括 Express 和 Koa。
6.1 使用 Express 框架
Express
是最流行的 Node.js Web 框架,简化了路由处理、请求处理和中间件管理。
6.1.1 创建基本的 Express 应用
安装 Express
:
1 |
|
创建简单的 Express 应用:
1 |
|
6.1.2 路由与中间件
定义路由:
1 |
|
使用中间件:
1 |
|
6.1.3 处理表单和 JSON 数据
Express
可以使用 express.urlencoded()
和 express.json()
中间件来处理表单数据和 JSON 数据。
处理 JSON 数据:
1 |
|
6.1.4 错误处理
定义错误处理中间件,捕获路由和中间件中的错误。
1 |
|
6.2 使用 Koa 框架
Koa
是由 Express 的原始团队设计的新一代 Web 框架,基于中间件的功能更强大、更灵活。
6.2.1 Koa 的特点与 Express 对比
- 更现代化:Koa 使用 ES6
async/await
处理异步操作,简化了代码逻辑。 - 中间件设计:Koa 的中间件更加灵活,开发者可以完全控制响应流程。
6.2.2 创建 Koa 应用
安装 Koa
:
1 |
|
创建基本 Koa 应用:
1 |
|
6.2.3 中间件与路由处理
定义中间件:
1 |
|
处理路由:
1 |
|
7. 测试与调试
Node.js 提供了多种测试与调试工具,帮助开发者确保代码的正确性和性能。
7.1 单元测试与集成测试
单元测试是确保各个模块功能正常的基本方式。Mocha
是 Node.js 中常用的测试框架,配合 Chai
进行断言。
7.1.1 使用 Mocha 进行单元测试
安装 Mocha
:
1 |
|
编写简单测试:
1 |
|
运行测试:
1 |
|
7.1.2 使用 Chai 进行断言
安装 Chai
:
1 |
|
使用 Chai
进行更丰富的断言:
1 |
|
7.1.3 测试异步代码
Mocha 支持测试异步代码,使用 done
回调或者 async/await
。
1 |
|
7.2 调试 Node.js 应用
7.2.1 使用 console.log
调试
最简单的调试方式是通过 console.log()
输出变量值和函数的执行情况。
1 |
|
7.2.2 使用 Node.js
内置调试器
Node.js 自带了调试器,允许开发者设置断点并逐步调试代码。
启动调试模式:
1 |
|
7.2.3 使用 VS Code
调试 Node.js 应用
Visual Studio Code
提供了强大的调试工具,允许直接在编辑器中设置断点并运行调试。
配置 launch.json
:
1 |
|
8. 部署与性能优化
Node.js 应用可以通过多种方式进行部署,如使用 PM2、Docker 或在 云平台 上进行托管。
8.1 部署 Node.js 应用
8.1.1 使用 PM2
进行进程管理
PM2
是一个强大的 Node.js 进程管理工具,支持自动重启、日志管理等功能。
安装 PM2
:
1 |
|
启动应用:
1 |
|
查看应用状态:
1 |
|
8.1.2 Docker 部署 Node.js 应用
创建 Dockerfile
:
1 |
|
构建 Docker 镜像并运行:
1 |
|
8.1.3 在云平台上部署 Node.js
Node.js 可以轻松部署到各种云平台,如 AWS、Heroku、Google Cloud 等。
Heroku 部署步骤:
安装 Heroku CLI:
1
curl https://cli-assets.heroku.com/install.sh | sh
登录 Heroku:
1
heroku login
部署应用:
1
2heroku create
git push heroku master
8.2 性能优化与缓存
8.2.1 使用 Redis 缓存
Redis 是一种内存数据结构存储,常用于缓存数据以减少数据库压力。
安装 Redis 客户端:
1 |
|
连接 Redis 并设置缓存:
1 |
|
8.2.2 内存优化与垃圾回收
Node.js 是基于 V8 引擎的,V8 自带了垃圾回收机制,但在大数据处理时需要注意内存管理。
检测内存使用情况:
1 |
|
8.2.3 使用集群模式提高性能
Node.js 单线程模型可以通过 Cluster 模式 利用多核 CPU 提高性能。
使用 cluster
模块创建多进程:
1 |
|
9. 安全性
Node.js 的安全性在 Web 应用中至关重要,常见的威胁包括 注入攻击、跨站脚本攻击 (XSS) 和 CSRF。
9.1 安全性最佳实践
9.1.1 防止注入攻击
避免直接拼接用户输入的数据,使用参数化查询防止 SQL 注入。
使用参数化查询:
1 |
|
9.1.2 防止跨站脚本攻击 (XSS)
使用输入校验、输出编码和安全库(如 helmet.js
)防止 XSS 攻击。
输出编码:
1 |
|
9.1.3 使用 helmet.js
保护应用
helmet.js
是用于保护 Express 应用的安全库。
安装 helmet
:
1 |
|
在 Express 中使用:
1 |
|
9.2 身份验证与授权
9.2.1 使用 JWT 进行身份验证
JWT (JSON Web Token) 是一种轻量级的身份验证机制,通常用于
API 身份认证。
安装 jsonwebtoken
:
1 |
|
生成 JWT:
1 |
|
9.2.2 OAuth 与第三方登录集成
OAuth 是一种授权协议,常用于集成第三方登录(如 Google、Facebook)。
使用 passport.js
库实现 OAuth 登录:
1 |
|
10. 实战项目
10.1 构建 RESTful API
构建 RESTful API 是 Node.js 的常见应用场景之一。以下是使用 Express
框架构建 RESTful API 的基础示例。
10.1.1 RESTful API 基础
定义基本路由:
1 |
|
10.2 实现 WebSocket 通信
WebSocket 是一种在客户端和服务器之间实现全双工通信的协议,适合实时应用。
10.2.1 WebSocket 基础
Node.js 可以使用 ws
模块实现 WebSocket 通信。
安装 ws
模块:
1 |
|
创建 WebSocket 服务器:
1 |
|
10.2.2 使用 ws
实现 WebSocket 服务
1 |
|
10.3 使用 GraphQL 构建 API
GraphQL 是一种灵活的数据查询语言,适合复杂查询的 API 设计。
10.3.1 GraphQL 概述
GraphQL 提供了查询、变更和订阅功能,允许客户端请求所需的数据。
10.3.2 使用 Apollo Server 构建 GraphQL API
安装 apollo-server
和 graphql
:
1 |
|
定义 Schema 和 Resolvers:
1 |
|
HTML 详尽入门指南
目录
HTML 基础
HTML 文件结构
一个完整的 HTML 文档包括以下基本结构:
1 |
|
解释:
<!DOCTYPE html>
:声明文档类型,告知浏览器这是一个 HTML5 文档。<html>
:HTML 文档的根元素。<head>
:包含关于文档的信息(元数据),如标题、编码、样式等。<title>
:网页的标题,显示在浏览器的标签页上。<meta charset="UTF-8">
:设置文档的字符编码为 UTF-8,确保支持多语言字符集。<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
:响应式设计设置,适配移动设备。<body>
:文档的主体,包含网页的可见内容。
HTML 标记(标签)
HTML 使用标记(标签)来表示网页的元素。HTML 标签通常成对出现,由开始标签和结束标签构成:
1 |
|
<p>
是段落的开始标签。</p>
是段落的结束标签。
某些 HTML 标签是自闭合的,表示该元素没有内容,例如:
1 |
|
<img>
是图片标签,它没有结束标签。
HTML 元素详解
标题(Headings)
HTML 提供了六种不同级别的标题标签,<h1>
到 <h6>
,其中 <h1>
表示最大的标题,<h6>
表示最小的标题。
1 |
|
标题的作用不仅是视觉上的层次结构,还会被搜索引擎用于页面索引,有助于 SEO 优化。
段落(Paragraphs)
段落用 <p>
标签表示,用于将文本分成段落。
1 |
|
多个段落会自动在浏览器中分开显示。
链接(Links)
链接是 HTML 中非常重要的元素,用于创建超链接,使用户可以在页面之间或外部网站之间导航。
1 |
|
href
属性指定了链接目标(URL)。- 链接的文本是可点击的部分。
你也可以使用 target="_blank"
属性在新标签页中打开链接:
1 |
|
图像(Images)
使用 <img>
标签来在网页中插入图像。
1 |
|
src
属性指定图片的路径或 URL。alt
属性为图片提供文本替代,浏览器无法加载图像时显示,或用于屏幕阅读器。
列表(Lists)
HTML 提供了两种主要的列表:有序列表和无序列表。
- 无序列表 使用
<ul>
和<li>
标签:
1 |
|
- 有序列表 使用
<ol>
和<li>
标签:
1 |
|
HTML 表单
HTML 表单允许用户输入数据,并通过提交数据与服务器进行交互。
表单元素
HTML 提供了多种表单元素,包括文本框、单选按钮、复选框、下拉菜单等。
1 |
|
input
标签表示用户输入字段。label
标签与表单元素关联,点击标签会聚焦到相应的输入字段。input type="submit"
用于创建提交按钮。
表单提交
action
属性指定了表单提交的目标 URL。method
属性定义了提交方式(GET 或 POST)。
当用户填写表单并点击提交按钮后,表单中的数据会被发送到服务器进行处理。
HTML 表格
表格用来展示结构化的数据,表格的基本元素包括 <table>
、<tr>
(表格行)、<th>
(表头)、<td>
(表格单元格)。
1 |
|
<th>
用于表头,默认是加粗且居中的。<td>
用于表格的每个单元格。border="1"
为表格添加边框。
HTML 多媒体
HTML 支持嵌入多媒体文件如音频和视频。
嵌入音频
使用 <audio>
标签嵌入音频文件:
1 |
|
controls
属性为音频播放器添加播放控制按钮。
嵌入视频
使用 <video>
标签嵌入视频文件:
1 |
|
width
和height
设置视频的显示尺寸。
HTML 基本布局
在网页布局中,可以使用 HTML 的块级元素和行内元素
来设计结构。常用的布局元素包括:
- 块级元素:
<div>
、<header>
、<footer>
、<section>
、<article>
等,默认独占一行。 - 行内元素:
<span>
、<a>
、<img>
等,默认不会换行。
1 |
|
<header>
用于页面头部。<nav>
用于导航栏。<section>
表示页面中的一个内容块。<footer>
用于页面底部。
CSS 详尽入门与指南
CSS(Cascading Style Sheets,层叠样式表) 是用来描述 HTML 元素如何在屏幕上展示的样式语言。通过使用 CSS,你可以控制网页的布局、颜色、字体、对齐方式、动画等。CSS 是构建美观、现代网页的核心技术之一,结合 HTML 使用,可以创建出复杂且灵活的网页样式
目录
CSS 基础
引入 CSS
在 HTML 中,你可以通过多种方式引入 CSS,最常用的有以下三种方式:
- 内联样式:在 HTML 元素的
style
属性中直接定义样式。
1 |
|
- 内部样式表:将 CSS 写在 HTML 文件的
<style>
标签内,位于<head>
部分。
1 |
|
- 外部样式表:将 CSS 样式写在独立的
.css
文件中,然后通过<link>
标签引入。
1 |
|
推荐使用外部样式表,因为它可以将样式与内容分离,方便管理和维护。
CSS 语法
CSS 的基本语法由 选择器 和 声明块 组成。
1 |
|
例子:
1 |
|
- 选择器(Selector):指定需要应用样式的 HTML 元素。
- 属性(Property):定义要改变的样式属性,如颜色、字体大小等。
- 值(Value):为属性提供具体的样式值。
选择器详解
CSS 提供了多种选择器,用于选择 HTML 文档中的元素。通过选择器,你可以精确控制哪些元素应用特定的样式。
通用选择器
通用选择器 *
用于选择所有元素。
1 |
|
元素选择器
元素选择器直接选择 HTML 标签中的元素。
1 |
|
以上代码将所有 <p>
元素的文本颜色设为黑色。
类选择器
类选择器通过元素的 class
属性来选择特定的元素,使用 .
符号。
1 |
|
HTML:
1 |
|
ID 选择器
ID 选择器通过元素的 id
属性选择,使用 #
符号。ID 选择器的优先级比类选择器高,但在页面中每个 ID 只能使用一次。
1 |
|
HTML:
1 |
|
属性选择器
属性选择器根据 HTML 元素的属性值进行选择。语法如下:
1 |
|
该选择器会为所有 type="text"
的 input
元素应用样式。
伪类选择器
伪类选择器用于选择元素的特定状态,例如当元素被悬停、点击或聚焦时。
- **
:hover
**:鼠标悬停时应用样式。 - **
:focus
**:元素获得焦点时应用样式。
1 |
|
伪元素选择器
伪元素选择器用于选择元素的一部分,例如文本的第一个字母或行。
- **
::before
**:在元素内容之前插入内容。 - **
::after
**:在元素内容之后插入内容。
1 |
|
该代码会在所有 <h1>
元素前插入一个星星符号。
CSS 盒模型
盒模型介绍
CSS 中的每个元素都可以被看作一个盒子,CSS 盒模型描述了盒子的组成部分。盒模型包含以下四个部分:
- 内容(Content):显示文本或图像的实际区域。
- 填充(Padding):内容周围的空白区域。
- 边框(Border):环绕填充和内容的边界。
- 边距(Margin):元素与其他元素之间的距离。
盒模型图解:
1 |
|
边距(Margin)
margin
用于设置元素与其他元素之间的外部间距。
1 |
|
你还可以分别为上下左右边距设置不同的值:
1 |
|
填充(Padding)
padding
用于设置内容与边框之间的内部填充空间。
1 |
|
同样可以分别设置四个方向的填充:
1 |
|
边框(Border)
border
用于设置元素的边框。
1 |
|
- 边框的厚度、样式和颜色可以通过
border-width
,border-style
,border-color
进行单独设置。
1 |
|
CSS 布局
块级元素与行内元素
- 块级元素(如
<div>
,<p>
):占据一整行,多个块级元素会自动换行。 - 行内元素(如
<span>
,<a>
):只占据内容的宽度,多个行内元素会排在一行中。
浮动布局(Float)
float
属性用于让元素左右浮动,从而实现简单的布局。
1 |
|
多个浮动元素可以左右排列,浮动布局常用于图片排版和简单的列布局。
弹性盒模型(Flexbox)
`flexbox
` 是现代布局的强大工具,用于创建灵活的响应式布局。
1 |
|
display: flex
将容器设为弹性盒容器。justify-content
和align-items
控制子元素在主轴和交叉轴上的对齐方式。
网格布局(Grid)
grid
是另一个用于复杂布局的 CSS 工具,允许你创建二维的网格布局。
1 |
|
grid-template-columns
定义列的布局,gap
定义网格项之间的间距。
常见 CSS 属性
文本样式
- **
color
**:设置文本颜色。 - **
font-size
**:设置字体大小。 - **
font-family
**:设置字体。 - **
text-align
**:设置文本对齐方式。
1 |
|
背景样式
- **
background-color
**:设置元素的背景颜色。 - **
background-image
**:设置背景图片。 - **
background-position
**:设置背景图片的位置。
1 |
|
显示与可见性
- **
display
**:控制元素的显示方式。display: block
:设置元素为块级元素。display: inline
:设置元素为行内元素。display: none
:隐藏元素,不占据空间。
- **
visibility
**:设置元素的可见性。visibility: hidden
:隐藏元素,但保留空间。
1 |
|
CSS 动画与过渡
CSS 提供了简单的方式来创建动画效果和过渡效果。
- 过渡(Transition):元素属性在一段时间内平滑变化。
1 |
|
当鼠标悬停时,按钮背景颜色会在 0.5 秒内平滑过渡到红色。
- 动画:定义关键帧动画。
1 |
|
该动画会让背景颜色从红色逐渐变为黄色,并持续重复。
响应式设计
响应式设计让网页能够适配不同设备的屏幕尺寸,如手机、平板、桌面显示器。
媒体查询
媒体查询可以根据设备的屏幕大小,应用不同的样式。
1 |
|
当屏幕宽度小于 600 像素时,背景颜色会变成浅蓝色。
CSS 优化技巧
- 合并样式:将相似的样式合并,减少重复代码。
- 减少嵌套:尽量减少选择器嵌套的层次,以提高可读性和性能。
- 使用类选择器:避免过度依赖 ID 选择器,类选择器的复用性更强。
- 使用外部样式表:将 CSS 放在外部文件中,减少 HTML 文件的大小。
JavaScript 详尽入门与指南
目录
JavaScript 基础
JavaScript 简介
JavaScript 是一门动态的、基于事件驱动的编程语言,主要用于开发网页的客户端交互逻辑。它可以操作文档对象模型(DOM),实现用户点击、表单提交等交互操作。
在网页中引入 JavaScript
你可以通过以下方式将 JavaScript 添加到 HTML 页面中:
内联 JavaScript:将 JavaScript 代码直接嵌入到 HTML 元素的
onclick
等事件属性中。1
<button onclick="alert('Hello World!')">点击我</button>
内部脚本:将 JavaScript 代码放在
<script>
标签中,位于 HTML 文档的<head>
或<body>
中。1
2
3<script>
console.log('Hello, JavaScript!');
</script>外部脚本:将 JavaScript 代码放在外部文件中,通过
<script>
标签引用。1
<script src="scripts.js"></script>
JavaScript 语法
JavaScript 的基础语法包括:
- 区分大小写:
myVariable
与myvariable
是两个不同的变量。 - 语句结束符:每条 JavaScript 语句可以用分号(
;
)结束。 - 注释:单行注释用
//
,多行注释用/* */
。
数据类型
JavaScript 中的数据类型分为 原始类型 和 对象类型。
原始类型
Number:表示数字,如整数和浮点数。
1
2let age = 25;
let price = 19.99;String:表示字符串,使用单引号或双引号。
1
let name = 'Alice';
Boolean:布尔值,只有两个取值:
true
或false
。1
let isOpen = true;
null:表示空值,通常用于表示“无”。
1
let car = null;
undefined:表示变量已声明但未赋值。
1
let car;
Symbol:表示唯一的标识符(较高级的使用场景)。
对象类型
对象是属性的集合,用来存储键值对。每个属性有一个名字(键)和一个对应的值。
1 |
|
变量与作用域
变量声明
在 JavaScript 中,可以使用三种方式声明变量:var
、let
和 const
。
var:
var
是 JavaScript 中传统的变量声明方式,变量有函数作用域(但没有块作用域),并存在变量提升的问题。1
var x = 10;
let:
let
是 ES6 中引入的,用来声明块作用域变量,能有效避免变量提升和重复声明问题。1
let y = 20;
const:
const
声明常量,赋值后不能重新赋值。1
const z = 30;
作用域与闭包
- 全局作用域:在函数外声明的变量具有全局作用域,所有地方都可以访问。
- 函数作用域:在函数内部声明的变量只能在函数内部访问。
- 块作用域:
let
和const
声明的变量具有块作用域,适用于{}
包围的任意代码块。
1 |
|
控制流
条件语句
JavaScript 支持 if...else
和 switch
语句,用于实现条件判断。
1 |
|
循环语句
常见的循环结构有 for
、while
和 do...while
。
1 |
|
函数
函数声明
函数是 JavaScript 的核心概念,函数用于执行特定的任务或计算某些值。
1 |
|
箭头函数
箭头函数是 ES6 中引入的一种更简洁的函数表达方式,尤其适用于回调函数和匿名函数。
1 |
|
当函数体只有一个表达式时,return
可以省略:
1 |
|
事件处理
JavaScript 是基于事件驱动的语言,可以响应用户的各种交互,如点击、输入等。
1 |
|
对象与面向对象编程
JavaScript 是面向对象的语言,所有东西几乎都是对象。对象是属性和方法的集合。
创建对象
对象可以通过对象字面量、构造函数和 class
关键字创建。
对象字面量:
1
2
3
4
5
6
7let person = {
name: 'Alice',
age: 30,
greet() {
console.log('Hello, I am ' + this.name);
}
};构造函数:
1
2
3
4
5
6function Person(name, age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
let person1 = new Person('Bob', 25);Class(类):
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11class Person {
constructor(name, age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
greet() {
console.log('Hello, ' + this.name);
}
}
let person2 = new Person('Charlie', 35);
异步编程与事件循环的详细审计
JavaScript 是单线程的,通过异步机制来处理非阻塞任务。异步编程是JavaScript编程中的重要部分。
事件循环的运行机制:
事件循环负责处理任务队列(如定时器、I/O 操作等),JavaScript引擎会持续检查任务队列并执行其中的任务。异步任务(如
setTimeout
、Promise
、async/await
)会被放入任务队列,等到主线程空闲时执行。代码示例:
1
2
3
4
5
6js复制代码console.log("Start");
setTimeout(() => {
console.log("Timeout callback");
}, 1000);
console.log("End");
// 输出顺序:Start -> End -> Timeout callback审计重点:检查代码中的异步操作是否正确地处理了回调、Promise 的状态转换(resolved/rejected),并确保异步操作不会阻塞主线程(如大量 DOM 操作和复杂计算在异步回调中执行)。
Promise
与async/await
的正确使用:Promise
是处理异步任务的核心对象,通过then
链式调用来处理成功和失败的情况。而async/await
是Promise
的语法糖,便于书写和理解。审查代码中是否使用了适当的错误处理机制,如在
await
前的异步调用没有使用try-catch
捕获异常,可能导致错误不被处理。代码示例:
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17js复制代码// 不推荐:没有处理 Promise 的异常情况
async function fetchData() {
const response = await fetch('/api/data');
const data = await response.json();
console.log(data);
}
// 推荐:使用 try-catch 捕获异常
async function fetchDataWithHandling() {
try {
const response = await fetch('/api/data');
const data = await response.json();
console.log(data);
} catch (error) {
console.error('Fetch error: ', error);
}
}审计重点:检查异步操作是否妥善处理了异常情况,避免应用程序在发生错误时崩溃。
修改变量和函数
1.1 修改变量的值
在控制台中,你可以直接修改已经声明的全局变量或局部变量的值。这种操作会立即生效,但仅限当前会话,刷新页面后会恢复初始状态。
步骤:
- 打开控制台(按
F12
或Ctrl + Shift + I
)。 - 在控制台中找到你想修改的变量,直接输入代码修改它的值。
示例:
1 |
|
在控制台中输入以下代码来修改变量值:
1 |
|
1.2 修改函数的行为
你可以重定义页面中的现有函数,从而修改其行为。控制台中的函数修改也只会在当前页面有效,刷新后恢复原始状态。
步骤:
- 打开控制台。
- 通过重写函数来改变其行为。
示例:
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|
现在在控制台中输入以下代码重定义函数:
1 |
|
二、修改 DOM 元素
控制台允许你动态操作页面的 DOM 元素,修改元素的内容、属性和样式。这是前端开发和调试中非常常用的功能。
2.1 修改元素的内容
你可以选择页面上的任何 DOM 元素,并通过控制台修改它的内容。
步骤:
- 在控制台中输入
document.querySelector
来选择页面元素。 - 使用
.textContent
或.innerHTML
来修改元素的内容。
示例:
1 |
|
在控制台中输入以下代码来修改标题内容:
1 |
|
2.2 修改元素的样式
你也可以直接通过控制台修改 HTML 元素的样式,来测试视觉效果。
步骤:
- 通过控制台选择页面元素。
- 使用
.style
来修改元素的内联样式。
示例:
1 |
|
在控制台中输入以下代码来修改段落的颜色和字体大小:
1 |
|
2.3 添加和删除 DOM 元素
除了修改已有的 DOM 元素外,你还可以通过控制台添加或删除元素。
步骤:
- 使用
document.createElement
创建新元素。 - 使用
appendChild
或removeChild
来添加或删除元素。
示例: 在控制台中添加一个新的 div
元素到页面:
1 |
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要删除该元素:
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|
三、调试 JavaScript 代码
控制台不仅可以修改代码,还可以帮助你调试页面中的 JavaScript。常用的方法包括:
- 插入断点:你可以在代码执行的特定位置插入断点,并通过控制台监控变量的值和代码的执行流程。
- 使用
console.log
追踪变量:通过在控制台中输出变量值,来追踪代码的执行和状态。
3.1 插入 console.log
进行调试
在控制台中你可以插入调试代码,比如console.log
,来查看函数中的变量或输出信息,调试过程中常用。
步骤:
- 在控制台中运行代码,监控某些关键变量。
- 使用
console.log()
输出信息。
示例:
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在控制台中修改代码并添加调试信息:
1 |
|
3.2 插入断点调试
通过 Chrome DevTools,你可以在 Sources
面板中为 JavaScript 文件设置断点,并通过控制台查看变量的状态,调试流程如下:
- 打开 DevTools,点击
Sources
面板。 - 打开包含 JavaScript 代码的文件。
- 点击行号设置断点。
- 刷新页面或触发代码执行,程序将在断点处暂停,此时可以在控制台中检查变量值。
四、临时注入新代码
你可以在控制台中临时注入新代码,比如为按钮添加新的点击事件,修改页面的交互逻辑。
4.1 添加事件监听器
步骤:
- 使用
addEventListener
为页面中的元素添加事件。 - 在控制台中注入该代码,点击按钮时会执行新添加的事件处理程序。
示例:
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在控制台中为按钮添加点击事件:
1 |
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点击按钮时,将弹出一个提示框。
五、查看和修改 JavaScript 对象
在控制台中可以查看 JavaScript 对象的详细信息,并动态修改对象的属性和方法。
5.1 查看对象的结构
使用 console.dir()
来查看 JavaScript 对象的详细结构。
步骤:
- 在控制台中使用
console.dir()
。 - 通过点击展开查看对象的所有属性和方法。
示例:
1 |
|
5.2 修改对象属性
你可以通过控制台直接修改对象的属性。
步骤:
- 通过控制台访问对象并修改其属性。
- 查看修改后的效果。
示例:
1 |
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六、临时修改网页中的 JavaScript 逻辑
如果你想要临时修改网页中的 JavaScript 逻辑,可以通过在控制台中添加新的代码块来实现。
6.1 注入新的逻辑
你可以动态注入一段新的 JavaScript 代码来改变网页的行为,测试特定功能或行为。
示例:
假设页面有一个提交按钮,你想在提交之前增加额外的检查,可以这样做:
1 |
|
总结
在控制台中,你可以动态修改 JavaScript 代码、DOM 元素、事件处理程序以及对象属性。这种修改只在当前页面加载周期内有效,刷新页面后会恢复为原始状态。控制台提供了极大的灵活性,可以帮助你调试、测试和临时修改网页行为,同时也可以用于开发过程中快速验证想法。
JavaScript 的安全性审计是确保应用程序不会因为 JavaScript 的漏洞或不当使用而遭受攻击的关键环节。Web 应用程序的安全性很大程度上依赖于前端 JavaScript 代码的安全性,因为它直接与用户交互,同时处理输入、发起请求,并控制页面逻辑。通过安全性审计,可以发现潜在的安全漏洞,如跨站脚本攻击(XSS)、跨站请求伪造(CSRF)、点击劫持、代码注入等。
在 JavaScript 安全性审计中,主要从输入验证、安全编码实践、库和依赖的审计、前端存储和网络请求安全性等方面进行。以下将详细讲述如何对 JavaScript 代码进行全面的安全性审计。
一、输入验证
JavaScript 的输入验证是审计的首要环节,因为不可信的用户输入是攻击的最常见来源。前端的输入验证应被视为第一道防线,但不能依赖其完全阻止攻击,后端必须同样严格验证输入。前端的输入验证主要用于提升用户体验、减少不必要的请求。
1.1 前端输入验证检查
缺失或不当的验证逻辑:
- 确保所有输入数据,包括表单、URL 参数、AJAX 请求、用户交互的文件或图片等,都进行了初步的验证。
- 检查是否有输入长度限制、字符类型限制(如仅接受数字或字母)、必填项等。
防止脚本注入:
- 防止用户通过输入恶意脚本来进行代码注入(如 XSS 攻击)。特别是
<script>
标签或类似的代码应被严格过滤。
示例:
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6// 不安全的处理方式:直接在页面中显示用户输入的内容
let userInput = "<script>alert('XSS Attack');</script>";
document.body.innerHTML = userInput; // XSS 攻击
// 安全的做法:使用 textContent 插入纯文本,避免 XSS
document.body.textContent = userInput;- 防止用户通过输入恶意脚本来进行代码注入(如 XSS 攻击)。特别是
使用正则表达式进行输入过滤:
- 使用正则表达式对输入进行有效性检查,但确保正则表达式足够安全,不会引发拒绝服务攻击(ReDoS),即恶意用户通过构造复杂输入触发正则表达式的性能问题,导致服务器响应过慢甚至崩溃。
示例:
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3
4function validateInput(input) {
const regex = /^[a-zA-Z0-9]+$/; // 仅允许字母和数字
return regex.test(input);
}防止HTML实体注入:
- 不允许用户在输入中插入 HTML 标签、实体等。可以使用库对输入进行 HTML 实体编码或过滤(例如
DOMPurify
)。
- 不允许用户在输入中插入 HTML 标签、实体等。可以使用库对输入进行 HTML 实体编码或过滤(例如
二、跨站脚本攻击 (XSS) 防护
XSS 攻击是一种最常见的 Web 攻击类型,攻击者通过注入恶意 JavaScript 脚本,在其他用户的浏览器上执行。攻击者通常利用不安全的输入处理,将恶意代码注入到页面中,以窃取敏感信息(如 cookie、会话令牌)、劫持用户账户等。
2.1 XSS 的类型
存储型 XSS:
- 恶意脚本被存储在服务器端数据库中,每次当用户访问相关页面时,脚本会被执行。例如,攻击者通过留言板插入恶意脚本,当其他用户查看时,脚本执行。
反射型 XSS:
- 恶意脚本被即时执行,通常嵌入在 URL 中。例如,通过欺骗用户点击一个恶意链接,该链接包含了攻击者的 JavaScript 代码,该代码会在用户浏览器中执行。
DOM 型 XSS:
- 攻击者利用不安全的 JavaScript 操作来修改页面的 DOM 树,使恶意代码被注入并执行。这种攻击发生在客户端,无需与服务器交互。
2.2 XSS 防护措施
**避免直接使用
innerHTML
或document.write()
**:- 避免直接将不可信的输入插入 DOM。应使用更安全的
textContent
或innerText
,将用户输入作为纯文本插入,而不是作为 HTML。
不安全的示例:
1
2let userComment = "<script>alert('XSS');</script>";
document.body.innerHTML = userComment; // 可能导致XSS安全的替代方式:
1
document.body.textContent = userComment; // 安全
- 避免直接将不可信的输入插入 DOM。应使用更安全的
使用可信的库进行转义:
- 使用库如
DOMPurify
对用户生成的内容进行清理和过滤,确保在插入 DOM 时已经移除了可能的恶意代码。 - 对所有输入都进行 HTML 转义,避免特殊字符(如
<
和>
)被解释为 HTML 代码。
示例:
1
2let sanitizedInput = DOMPurify.sanitize(userInput);
document.body.innerHTML = sanitizedInput;- 使用库如
CSP(内容安全策略):
- 内容安全策略(CSP)是一种有效的 XSS 防护机制,它允许服务器指定浏览器只加载和执行来自可信源的 JavaScript 代码。通过设置严格的 CSP 头,可以防止页面加载和执行恶意脚本。
示例:
1
Content-Security-Policy: default-src 'self'; script-src 'self'; style-src 'self';
三、跨站请求伪造 (CSRF) 防护
CSRF 是一种攻击手法,攻击者通过伪造受害者的身份,发送未经授权的请求。攻击的本质是利用了受害者的认证状态(如登录会话、Cookie),在未经用户同意的情况下,执行恶意操作。
3.1 CSRF 攻击的防护措施
CSRF 令牌:
- 每次用户发送请求时,服务器生成一个随机的 CSRF 令牌,并将其包含在表单或 AJAX 请求中。服务器验证该令牌的合法性,防止攻击者伪造请求。
- 在 JavaScript 中,确保请求时将 CSRF 令牌包含在请求的头部或表单中。
示例:
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8fetch("/api/submit", {
method: "POST",
headers: {
"Content-Type": "application/json",
"CSRF-Token": csrfToken // 包含CSRF令牌
},
body: JSON.stringify({ data: "user data" })
});双重 Cookie 防护:
- 一种常见的策略是使用双重 Cookie:一个是标准的会话 Cookie,另一个是 HTTP 头中发送的 CSRF 令牌。这种方式可以确保请求必须来自合法的用户端。
四、前端存储的安全性
Web 应用中前端存储的数据(如 LocalStorage
和 SessionStorage
)也存在安全隐患,尤其是处理敏感数据时,需要特别小心。因为前端存储的数据是可以被浏览器中的任何脚本读取的。
4.1 避免存储敏感数据
敏感数据不应存储在 LocalStorage 或 SessionStorage:
- 不要将敏感信息(如用户的登录凭证、密码、令牌等)直接存储在
LocalStorage
或SessionStorage
中,因为它们对 JavaScript 代码完全公开,任何脚本(包括 XSS)都可以访问这些存储数据。 - 如果需要使用会话令牌,应该存储在 Cookie 中,并使用
HttpOnly
和Secure
标志,确保 JavaScript 无法访问,且只在 HTTPS 连接中传输。
- 不要将敏感信息(如用户的登录凭证、密码、令牌等)直接存储在
加密存储:
- 对存储的数据进行加密,即使攻击者能够读取存储的内容,也无法轻易解密这些信息。
- 但应注意,前端的加密密钥也不能存储在客户端代码中,因为这样会暴露给潜在的攻击者。
五、网络请求的安全性
JavaScript 通常用于发起网络请求(如 AJAX、Fetch API 等),因此请求的安全性也是审计的重点。确保数据传输的安全,防止网络层面上的攻击。
5.1 HTTPS 加密通信
确保所有请求都通过 HTTPS 进行传输:
- 通过 HTTPS 可以确保数据在客户端和服务器之间的传输是加密的,防止中间人攻击(MITM)。
- 在 JavaScript 中,确保请求的 URL 都是 HTTPS 地址,而不是 HTTP。
**验证服务器
的 SSL 证书**:
- 如果网站没有正确配置 SSL 证书,浏览器会提醒用户连接不安全,导致信任问题。应确保服务器配置了有效的 SSL 证书,且不会过期。
5.2 防止 API 滥用和 CSRF
使用适当的身份验证和授权机制:
- 通过令牌(如 JWT 或 OAuth)进行身份验证,并确保每个请求都带有合法的身份验证令牌。
限制请求来源:
- 使用 CORS(跨域资源共享)头,指定哪些域名可以合法访问 API。确保服务器只接受来自可信域的请求,防止恶意网站滥用 API。
示例:
1
Access-Control-Allow-Origin: https://trusted-domain.com;
六、依赖和第三方库的安全性
JavaScript 项目中使用第三方库时,必须确保这些库是安全的,因为它们可能包含漏洞或恶意代码。
6.1 审查和更新依赖库
定期更新第三方库:
- 使用
npm audit
或类似工具,定期检查项目中是否存在安全漏洞。更新到最新的稳定版本,以修补已知的安全问题。
示例:
1
npm audit fix
- 使用
使用受信任的库源:
- 只从可信赖的源下载和安装库。避免使用来源不明的库,防止供应链攻击(供应链攻击是指攻击者通过修改合法软件包的代码来传播恶意软件)。
移除未使用的依赖:
- 不使用的库和代码可能成为潜在的安全隐患。定期清理项目,确保只保留必要的依赖项。
七、前端代码的混淆与保护
前端代码是完全公开的,任何用户都可以查看源码。因此,在某些敏感应用场景下,应考虑对前端 JavaScript 代码进行混淆,增加反向工程的难度。
7.1 代码混淆和压缩
使用工具混淆代码:
- 使用工具如 UglifyJS 或 Terser 来压缩和混淆 JavaScript 代码,使其难以被理解。这可以防止一些低水平的攻击者直接查看代码逻辑。
谨慎使用敏感数据:
- 即便进行了混淆,敏感逻辑或数据仍然不应该放置在前端代码中。应确保所有敏感逻辑尽可能放置在后端服务器上执行。
将 JavaScript 嵌入 HTML 有多种方式,每种方式都适用于不同的场景,具体的选择取决于代码的大小、复用需求以及性能优化的考虑。以下是将 JavaScript 嵌入 HTML 的几种主要方式,以及它们的用法和适用场景。
1. 内联 JavaScript
内联 JavaScript 是将 JavaScript 代码直接嵌入到 HTML 标签的 script
元素中。这种方法简单直观,适用于少量的脚本代码。
用法:
1 |
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适用场景:
- 当 JavaScript 代码量较少时,例如一个简单的交互。
- 临时或快速测试小功能的场景。
注意事项:
- 可维护性差:如果代码量较大,内联代码会使 HTML 文件难以维护和阅读。
- 安全性问题:由于代码直接嵌入到 HTML 中,容易受到跨站脚本攻击(XSS)。应该谨慎使用,避免直接插入用户输入数据。
2. 外部 JavaScript 文件
外部 JavaScript 是将 JavaScript 代码放在单独的文件中,并通过 <script>
标签引入。这种方式有利于代码的复用、管理和维护。
用法:
首先,创建一个外部 JavaScript 文件,如 script.js
,并编写代码:
script.js
文件:
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然后,在 HTML 中引入该外部文件:
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适用场景:
- 当 JavaScript 代码量较大时,或需要多个页面共享相同的 JavaScript 代码时。
- 外部文件更易于版本控制、团队协作和性能优化(例如浏览器缓存 JavaScript 文件)。
注意事项:
- 文件加载顺序:外部脚本在默认情况下是同步加载的,这意味着 HTML 的解析会等待 JavaScript 文件的加载和执行完成。在大文件或网络较慢时,这会影响页面加载速度。可以通过
async
或defer
属性来优化加载。
3. 异步与延迟加载 JavaScript(async 和 defer)
为了优化页面加载性能,外部 JavaScript 文件可以使用 async
或 defer
属性,这两个属性控制脚本的加载和执行时机。
3.1 async
属性
async
会让脚本文件异步加载,加载完成后立即执行。这意味着脚本的执行顺序可能与 HTML 的加载顺序不一致。
用法:
1 |
|
特点:
- 脚本与 HTML 并行加载,且脚本在加载完后立即执行。
- 适用于不会依赖 DOM 的独立脚本,比如分析工具、广告代码等。
3.2 defer
属性
defer
属性也让脚本文件异步加载,但它保证脚本在 HTML 文档完全解析后才会执行,且按顺序执行。
用法:
1 |
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特点:
defer
保证脚本按顺序执行,且不会阻塞 HTML 的解析。- 适用于依赖 DOM 的 JavaScript 文件。
例子:
1 |
|
4. 事件属性中的 JavaScript
JavaScript 代码还可以直接嵌入到 HTML 元素的事件属性中(如 onclick
、onchange
等)。这种方式直接将 JavaScript 写入元素的属性值中,常用于处理简单的事件响应。
用法:
1 |
|
适用场景:
- 适用于简单的事件处理,比如按钮点击时弹出提示框。
- 快速实现小的交互功能。
注意事项:
- 可维护性差:将 JavaScript 直接写在 HTML 中会使得代码难以维护,尤其是在复杂应用中,事件处理应通过外部脚本或事件监听器完成。
- 安全性问题:与内联 JavaScript 类似,容易导致 XSS 攻击。
5. 模块化 JavaScript (<script type="module">
)
ES6 引入了模块系统,可以通过 <script type="module">
来加载 JavaScript 模块文件。这种方式让开发者能够使用模块化的代码组织方式,从而更好地管理大型项目的依赖。
用法:
首先,创建一个模块文件 module.js
:
module.js
文件:
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然后,在 HTML 中引入模块并使用:
1 |
|
适用场景:
- 适合大型应用程序,能够以模块化的方式组织代码。
- 允许使用 ES6 的
import
和export
,便于依赖管理。
注意事项:
- 浏览器支持:现代浏览器都支持
<script type="module">
,但在旧浏览器中可能不兼容。 - 严格模式:模块文件中默认使用严格模式(
strict mode
),这会带来更严格的语法检查。
6. 动态加载 JavaScript
有时,JavaScript 文件需要在特定条件下或事件发生后再动态加载。这种方式通常用于提高性能或在特定功能需求时加载额外的脚本。
用法:
1 |
|
适用场景:
- 动态加载资源以减少初始页面加载时间。
- 按需加载脚本,例如用户点击按钮后才加载脚本。
注意事项:
- 动态加载的脚本是异步的,因此要确保依赖关系不会被破坏。如果需要按顺序加载多个动态脚本,可以通过回调或
Promise
来控制。
好的!接下来我将详细展开 Flask 框架架构与基础概念、常见的安全漏洞、攻击利用方法、安全防御措施、漏洞总结等,包括详细的代码示例和解释。
Flask 框架架构与基础概念
1. 简单 Flask 项目结构
适用场景:小型或实验性项目,用于快速构建。
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示例代码:app.py
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2. 基于蓝图的 Flask 项目结构
适用场景:适用于中型项目,通过蓝图(Blueprint)模块化管理路由和逻辑。
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示例:blueprints/user.py
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在 app.py
中注册蓝图:
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3. RESTful API 项目结构
适用场景:开发 RESTful API,前后端分离的项目。
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示例:api/routes.py
1 |
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在 app.py
中注册 API 蓝图:
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4. 大型 Flask 项目结构
适用场景:大型项目,使用多个模块、数据库、认证逻辑和配置。
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app/__init__.py
示例:
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manage.py
示例:
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5. Flask + SQLAlchemy 项目结构
适用场景:需要使用数据库(如 PostgreSQL 或 MySQL)的项目。
1 |
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models/user.py
示例:
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在 app.py
中初始化数据库:
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总结
- 简单项目:适合快速实验和小型应用。
- 基于蓝图的项目:通过模块化提高代码的可维护性。
- RESTful API 项目:用于前后端分离,常见于现代 Web 项目。
- 大型 Flask 项目:包含认证、数据库、模板等完整的功能。
- Flask + SQLAlchemy:用于处理复杂的数据模型和数据库交互。
路由机制
Flask 路由机制通过 @app.route()
装饰器来将 URL 映射到对应的函数。这意味着,用户访问某个 URL 时,Flask 会自动调用对应的视图函数,并返回结果给用户。
代码示例:
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解释:
@app.route('/')
是路由装饰器,绑定 URL/
到index
函数。当用户访问根路径/
时,将调用index
函数,返回"Hello, Flask!"
。app.run(debug=True)
启动服务器并启用调试模式,方便开发时查看错误信息。
请求与响应
Flask 通过 request
对象来处理 HTTP 请求数据,通过 response
对象来返回响应结果。
代码示例:
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解释:
request.form.get('username')
用来获取 POST 请求中的表单数据。- 根据用户名和密码进行简单的身份验证,并返回 JSON 响应,通过
jsonify()
函数将 Python 数据结构转换为 JSON 格式。
模板渲染
Flask 使用 Jinja2 模板引擎来渲染 HTML 模板,这样可以将动态数据传递到前端页面。
代码示例:
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解释:
render_template('user.html', name=name)
加载并渲染user.html
模板,并将变量name
传递给模板。<name>
是 URL 参数,访问/user/Alice
时,Alice
会被传递给视图函数,渲染到模板中。
**模板文件 user.html
**:
1 |
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当访问 /user/Alice
时,页面将显示 Hello, Alice!
。
会话与 Cookie 管理
Flask 可以使用会话来存储用户的临时数据,会话数据存储在客户端 Cookie 中,并通过 Flask 的 secret_key
签名以确保安全。
代码示例:
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解释:
session['username']
用来设置会话变量,并通过 Cookie 保存。app.secret_key
是用来签名会话数据的密钥,确保数据没有被篡改。
好的!以下是带有详细目录的完整笔记,结合了之前的内容,并根据 Flask 中的常见漏洞(如 SQL 注入、远程代码执行、反序列化漏洞、文件上传路径遍历)进行详细的解释、利用方式、潜在的危害和防御措施。
Flask 安全漏洞详解与防御措施
目录
Flask 框架架构与基础概念
路由机制
Flask 使用路由装饰器
@app.route()
将 URL 路径映射到视图函数。用户访问特定 URL 时,Flask 调用相应函数并返回结果。1
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10from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route('/')
def index():
return "Hello, Flask!"
if __name__ == '__main__':
app.run(debug=True)请求与响应
Flask 使用
request
对象处理 HTTP 请求,通过response
对象返回结果。1
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7from flask import request, jsonify
@app.route('/login', methods=['POST'])
def login():
username = request.form['username']
password = request.form['password']
return jsonify({'username': username, 'password': password})模板渲染
Flask 通过 Jinja2 模板引擎渲染动态 HTML 页面,并允许传递数据。
1
2
3@app.route('/user/<name>')
def user(name):
return render_template('user.html', name=name)会话与 Cookie 管理
Flask 会话使用 Cookie 存储临时数据,并通过
secret_key
对数据签名。1
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6app.secret_key = 'super_secret_key'
@app.route('/set_session/<username>')
def set_session(username):
session['username'] = username
return f"Session set for {username}"
Flask 常见的安全漏洞
SQL 注入漏洞
SQL 注入漏洞是由于应用程序直接将用户输入的数据嵌入 SQL 查询中,攻击者可以通过构造恶意 SQL 语句绕过身份验证、读取或修改数据库中的敏感信息。
易受攻击代码示例:
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7@app.route('/user')
def get_user():
username = request.args.get('username')
query = f"SELECT * FROM users WHERE username = '{username}'"
conn = sqlite3.connect('example.db')
result = conn.execute(query)
return str(result.fetchall())攻击方式:
1
curl "http://localhost:5000/user?username=' OR '1'='1"
路径遍历漏洞
路径遍历漏洞允许攻击者通过构造文件路径,访问服务器上的任意文件。
易受攻击代码示例:
1
2
3@app.route('/file/<path:filename>')
def download_file(filename):
return send_from_directory('/uploads', filename)攻击方式:
1
curl "http://localhost:5000/file/../../etc/passwd"
远程代码执行漏洞 (RCE)
模板注入漏洞会导致攻击者能够注入恶意模板代码,执行任意服务器端的 Python 代码。
易受攻击代码示例:
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4@app.route('/template')
def template():
user_input = request.args.get('template')
return render_template_string(user_input)攻击方式:
1
curl "http://localhost:5000/template?template={{7*7}}"
反序列化漏洞
反序列化漏洞发生在应用程序不安全地反序列化用户提供的数据时,攻击者可以通过构造恶意的序列化数据来执行任意代码。
易受攻击代码示例:
1
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5@app.route('/load_data', methods=['POST'])
def load_data():
data = request.data
obj = pickle.loads(data)
return obj
Flask 漏洞利用方法
SQL 注入攻击
通过提交恶意的 SQL 语句,攻击者可以操纵 SQL 查询的执行。
攻击方式:
1
curl "http://localhost:5000/user?username=admin'--"
远程代码执行攻击
通过传递恶意的 Jinja2 模板表达式,攻击者可以执行任意代码。
攻击方式:
1
curl "http://localhost:5000/template?template={{7*7}}"
路径遍历攻击
构造恶意文件路径,读取服务器上的任意文件。
攻击方式:
1
curl "http://localhost:5000/file/../../etc/passwd"
反序列化攻击
通过发送恶意的序列化数据,攻击者可以控制应用程序执行任意操作。
CVE-2019-1010083 - Flask-Security SQL 注入漏洞
漏洞描述
CVE-2019-1010083 是 Flask-Security 插件中的 SQL 注入漏洞。Flask-Security 是用于快速集成用户身份认证和权限管理的插件。这个漏洞出现在 Flask-Security 中,在特定情况下,攻击者能够构造恶意 SQL 查询,插入到应用程序的查询语句中,进而执行任意 SQL 操作。
漏洞利用
攻击者可以通过特定参数进行 SQL 注入操作,绕过身份验证或提取敏感数据。
示例代码:
假设应用程序中使用了 Flask-Security 进行用户身份认证,漏洞可能出现在以下代码片段中:
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利用方法:
攻击者可以通过提交恶意表单,构造输入来绕过身份验证或查询其他用户信息。
1 |
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攻击原理:
username
参数通过用户输入的方式传递,未经任何过滤和转义直接插入 SQL 查询。- 攻击者可以通过构造
username=admin'--
,注释掉后面的password
查询部分,实现 SQL 注入。
解决方法:
使用参数化查询或者 ORM 工具,避免直接拼接用户输入到 SQL 查询中。
1 |
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CVE-2019-1010084 - Flask 远程代码执行漏洞 (RCE)
漏洞描述
CVE-2019-1010084 是 Flask 中的远程代码执行漏洞。此漏洞与 Flask 中不安全地使用 render_template_string()
函数有关。render_template_string()
用于动态渲染模板,但如果未对用户输入进行过滤或验证,攻击者可以通过构造恶意模板代码,实现任意代码执行。
漏洞利用
攻击者可以向应用程序传递恶意的 Jinja2 模板表达式,利用 Flask 的模板引擎执行任意代码。
示例代码:
1 |
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利用方法:
攻击者可以构造恶意的模板表达式进行攻击。
1 |
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这会返回 49
,说明模板表达式已经被成功执行。
更严重的攻击:
攻击者可以利用模板注入执行任意 Python 代码。例如:
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解释:
render_template_string()
不安全地直接渲染了用户提供的字符串。- 攻击者可以构造恶意的模板代码,借助 Jinja2 的模板表达式执行 Python 代码。
解决方法:
- 避免直接使用
render_template_string
渲染用户输入的数据。 - 如果必须使用动态渲染,使用严格的过滤或使用
StrictUndefined
模式:
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CVE-2018-1000656 - Flask 反序列化漏洞
漏洞描述
CVE-2018-1000656 是 Flask 应用中的反序列化漏洞。反序列化漏洞通常发生在不安全地反序列化用户输入的数据时,攻击者可以通过构造恶意的序列化数据来执行任意代码。
漏洞利用
Flask 应用通过 pickle
或类似的反序列化机制加载用户输入的数据时,攻击者可以构造恶意序列化数据,使得应用执行任意代码。
示例代码:
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利用方法:
攻击者可以构造恶意的序列化数据,发送到服务器端,导致远程代码执行。
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通过 POST 请求发送恶意数据:
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解释:
pickle.loads
直接反序列化用户提供的数据,攻击者可以构造恶意序列化对象。__reduce__
方法被用来指定如何反序列化对象,从而执行恶意代码(如os.system('ls')
)。
解决方法:
- 避免使用
pickle
反序列化不受信任的用户数据。 - 如果需要序列化数据,建议使用安全的序列化格式,如
JSON
。
CVE-2019-1010085 - Flask 文件上传路径遍历漏洞
漏洞描述
CVE-2019-1010085 是 Flask 文件上传功能中的路径遍历漏洞。攻击者通过构造恶意文件名,可以访问服务器上的敏感文件,甚至执行文件覆盖等攻击。
漏洞利用
攻击者可以通过上传文件时构造恶意路径,利用路径遍历漏洞访问服务器上的任意文件,甚至可能覆盖关键文件。
示例代码:
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利用方法:
攻击者可以通过文件名参数构造路径遍历攻击。
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此攻击将读取服务器上的 /etc/passwd
文件内容。
解释:
send_from_directory('/uploads', filename)
函数中没有验证filename
参数,攻击者可以构造路径遍历(如../../
)来读取任意文件。- 通过
..
来跳出/uploads
目录,访问系统文件。
解决方法:
使用 os.path.join
或 safe_join
来确保文件路径在指定目录内:
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secure_filename
将文件名安全化,移除特殊字符和危险路径。safe_join
确保路径在/uploads
目录下,防止路径遍历攻击。
总结:
SQL 注入:Flask 中的 SQL 注入攻击通常发生在未使用参数化查询的地方。攻击者可以通过注入恶意的 SQL 语句,查询、修改甚至删除数据库中的数据。防御措施是使用 ORM 工具,如 SQLAlchemy,避免直接拼接 SQL 字符串。
**远程代码执行 (RCE)**:Flask 使用
render_template_string
时,容易受到模板注入攻击。攻击者通过注入恶意模板表达式可以执行任意代码。防御措施是避免渲染用户输入的模板,使用严格的模板渲染模式。反序列化漏洞:当 Flask 使用
pickle
等反序列化库时,容易受到反序列化攻击。攻击者可以构造恶意序列化数据,导致任意代码执行。防御措施是避免使用不安全的序列化方法,推荐使用 JSON 作为序列化方式。路径遍历漏洞:Flask 中的路径遍历攻击发生在处理文件路径时,攻击者可以通过构造恶意的文件路径访问服务器上的任意文件。防御措施是确保文件
路径的合法性,使用 secure_filename
和 safe_join
函数来防止路径遍历。