yii2 csrf验证原理剖析,加解密原理剖析
知识补充
因为yii2 csrf的验证的加解密 涉及到异或运算
所以需要先补充php里字符串异或运算的相关知识,不需要的可以跳过
^异或运算
不一样返回1 否者返回 0
在PHP语言中,经常用来做加密的运算,解密也直接用^就行
字符串运算时 利用字符的ascii码转换为2进制来运算
单个字符运算
举例的ascii见下表
字符 |
二进制 |
ASCII |
a |
1100001 |
97 |
b |
1100010 |
98 |
c |
1100011 |
99 |
d |
1100100 |
100 |
计算结果
运算 |
二进制 |
ASCII |
a^b |
0000 0011 |
3 |
a^c |
0000 0010 |
2 |
b^d |
0000 0110 |
6 |
ab^cd |
0000 0010 |
2 |
a^cd |
0000 0010 |
2 |
ab^c |
0000 0010 |
2 |
1.对于单个字符和单个字符的
直接计算其结果即可 比如表里的a^b
2.对于长度一样的多个字符串 如表里的ab^cd
计算a^c对应的结果和和b^d对应的结果 对应的字符连接起来
<?php$str1='ab';$str2="cd";$r= $str1^$str2;var_dump($r);echo "[object Object]";for($i=0;$i<strlen($r) ;$i++){ echo ord($r[$i])."
";
}?>
对于不等的
以短的字符串长度位进行计算
Yii2的csrf token验证
在yii2的接收post请求时
在如果开启
enableCsrfValidation为true
在/vendor/yiisoft/yii2/web/Controller.php
<?php public function beforeAction($action)
{ if (parent::beforeAction($action)) { if ($this->enableCsrfValidation && Yii::$app->getErrorHandler()->exception === null && !Yii::$app->getRequest()->validateCsrfToken()) { throw new BadRequestHttpException(Yii::t('yii', 'Unable to verify your data submission.'));
} return true;
}
return false;
}?>
会进行validateCsrfToken验证
在/vendor/yiisoft/yii2/web/Request.php
<?phppublic function validateCsrfToken($token = null)
{ $method = $this->getMethod(); // only validate CSRF token on non-"safe" methods http://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616-sec9.html#sec9.1.1
if (!$this->enableCsrfValidation || in_array($method, ['GET', 'HEAD', 'OPTIONS'], true)) { return true;
} $trueToken = $this->loadCsrfToken(); if ($token !== null) { return $this->validateCsrfTokenInternal($token, $trueToken);
} else { return $this->validateCsrfTokenInternal($this->getBodyParam($this->csrfParam), $trueToken) || $this->validateCsrfTokenInternal($this->getCsrfTokenFromHeader(), $trueToken);
}
}?>
说明在 GET, HEAD, OPTIONS 均不验证,除了这几种主要用的也就post了
说明在我们发送post请求时必须发送相关验证的字段和值
下面看CsrfToken产生过程
在/vendor/yiisoft/yii2/web/Request.php里
<?phppublic function getCsrfToken($regenerate = false)
{ if ($this->_csrfToken === null || $regenerate) { if ($regenerate || ($token = $this->loadCsrfToken()) === null) { $token = $this->generateCsrfToken();
} // the mask doesn't need to be very random
$chars = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789_-.'; $mask = substr(str_shuffle(str_repeat($chars, 5)), 0, static::CSRF_MASK_LENGTH); // The + sign may be decoded as blank space later, which will fail the validation
$this->_csrfToken = str_replace('+', '.', base64_encode($mask . $this->xorTokens($token, $mask)));
} return $this->_csrfToken;
}?>
会发现
_csrfToken的产生大致如下
如果开启了enableCsrfCookie,
CsrfToken就从cookie里取,否者从session里取(更安全)
可在
/vendor/yiisoft/yii2/web/Request.php的下面部位看到
<?php protected function loadCsrfToken()
{ if ($this->enableCsrfCookie) { return $this->getCookies()->getValue($this->csrfParam);
} else { return Yii::$app->getSession()->get($this->csrfParam);
}
}?>
从loadCsrfToken()里取出的值这里称token
在post里发送的也就是Yii::$app->getRequest()->csrfParam 这里称csrfToken
现在根据代码大致说下生成和验证的主要思路,当然自己看代码更能细致的了解1.从cookie或者session里取出token ,当然cookie或者session里如果没有就是初始化操作的过程了,这里初始化不是重点2.随机产生CSRF_MASK_LENGTH(Yii2里默认是8位)长度的字符串 mask3.对mask和token进行如下运算str_replace('+', '.', base64_encode($mask . $this->xorTokens($token, $mask)));$this->xorTokens($arg1,$arg2) 是一个先补位异或运算
传入$arg1,$arg2
长度短的要用自身补到长度长的字符串的位置
见代码部分
在 /vendor/yiisoft/yii2/web/Request.php 的如下部分
<?php private function xorTokens($token1, $token2)
{ $n1 = StringHelper::byteLength($token1); $n2 = StringHelper::byteLength($token2); if ($n1 > $n2) { $token2 = str_pad($token2, $n1, $token2);
} elseif ($n1 < $n2) { $token1 = str_pad($token1, $n2, $n1 === 0 ? ' ' : $token1);
} return $token1 ^ $token2;
} ?>
就是说如果 $arg1比$arg2短,$arg1要用自身补齐 补到和和$arg2一样的长度
这里为什么要这样做？
因为在php里
'a'^'bc' 会只算 a^b 而不考虑c了,这里采用了向长度更长的来补
如果用
xorTokens来处理 'a'和'bc'
会先把a用自己填充到和bc一样的长度后再进行异或运算
异或运算详见上文补充
str_replace('+', '.', base64_encode($mask . $this->xorTokens($token, $mask)));
计算后即会得出在post请求时要发送的值 csrfToken
下面是验证过程
1.根据 表单字段名
Yii::$app->getRequest()->csrfParam;
从post里拿到
csrfToken的值
从方法 validateCsrfToken里可以看到
代码
在/vendor/yiisoft/yii2/web/Request.php 的如下部分
<?php public function validateCsrfToken($token = null)
{ $method = $this->getMethod(); // only validate CSRF token on non-"safe" methods http://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616-sec9.html#sec9.1.1
if (!$this->enableCsrfValidation || in_array($method, ['GET', 'HEAD', 'OPTIONS'], true)) { return true;
} $trueToken = $this->loadCsrfToken(); if ($token !== null) { return $this->validateCsrfTokenInternal($token, $trueToken);
} else { return $this->validateCsrfTokenInternal($this->getBodyParam($this->csrfParam), $trueToken) || $this->validateCsrfTokenInternal($this->getCsrfTokenFromHeader(), $trueToken);
}
}?>
$this->getBodyParam($this->csrfParam)
可以看出
解密的目的就是要从
csrfToken里取出token 然后和会话里的token比较
见/vendor/yiisoft/yii2/web/Request.php 的如下部分
<?php private function validateCsrfTokenInternal($token, $trueToken)
{ $token = base64_decode(str_replace('.', '+', $token)); $n = StringHelper::byteLength($token); if ($n <= static::CSRF_MASK_LENGTH) { return false;
} $mask = StringHelper::byteSubstr($token, 0, static::CSRF_MASK_LENGTH); $token = StringHelper::byteSubstr($token, static::CSRF_MASK_LENGTH, $n - static::CSRF_MASK_LENGTH); /*
注意此时的$token在加密过程中是xorTokens($trueToken,$mask)的结果 */
$token = $this->xorTokens($mask, $token); return $token === $trueToken;
}?>
加密时用的是
str_replace('+', '.', base64_encode($mask . $this->xorTokens($token, $mask)));
解密
1.首先要把.替换成+
2.然后base64_decode
再 根据长度分别取出$mask和$this->xorTokens($token, $mask) ;
为了说明方便 $this->xorTokens($token, $mask) 这里称作 token1
然后
进行mask和token1的异或运算,即得token
注意在加密时
token1=token^mask
所以
解密时
token=mask^token1=mask^(token^mask)
yii2
中的核心思路
token是从会话中取得的
用随机串和token进行运算处理 得到一个加密串
验证的时候通过这个加密串解密出来这个token和会话里的值进行比较