Política de Segurança de Conteúdo

Mike West

Joe Medley

O modelo de segurança da Web se baseia na política de mesma origem. O código de https://mybank.com só pode ter acesso aos dados de https://mybank.com, e https://evil.example.com certamente nunca pode ter acesso. Cada origem é mantida isolada do restante da Web, oferecendo aos desenvolvedores um sandbox seguro para criar e se divertir. Na teoria, isso é simplesmente brilhante. Na prática, os invasores encontraram maneiras inteligentes de subverter o sistema.

Os ataques de scripting em vários locais (XSS), por exemplo, fogem da mesma política de origem fazendo um site enviar código malicioso junto com o conteúdo pretendido. Esse é um grande problema, porque os navegadores confiam que todo o código mostrado em uma página é uma parte legítima da origem de segurança da página. O guia de consulta rápida de XSS é um detalhamento antigo, mas representativo, dos métodos que podem ser usados por um invasor para violar essa confiança por meio da injeção de código malicioso. Se um invasor injetar qualquer código, é praticamente o fim: os dados da sessão do usuário serão comprometidos e as informações que precisam ser mantidas em segredo serão exfiltradas para os bandidos. É óbvio que gostaríamos de evitar isso, se possível.

Nesta visão geral, destacamos uma defesa que pode reduzir significativamente o risco e o impacto de ataques XSS em navegadores modernos: a Política de Segurança de Conteúdo (CSP).

Texto longo, leia o resumo

• Use listas de permissões para informar o cliente do que é permitido e do que não é.
• Saiba quais diretivas estão disponíveis.
• Conheça as palavras-chave que usam.
• Código inline e eval() são considerados perigosos.
• Relate violações da política ao servidor antes de tomar alguma providência sobre elas.

Listas de permissões de origem

O problema explorado por ataques XSS é a incapacidade do navegador de distinguir entre um script que faz parte do seu aplicativo e um script que foi injetado maliciosamente por um terceiro. Por exemplo, o Botão +1 do Google na parte inferior desta página carrega e executa o código de https://apis.google.com/js/plusone.js no contexto da origem desta página. Confiamos nesse código, mas não podemos esperar que o navegador descubra por conta própria que o código de apis.google.com é incrível, enquanto o código de apis.evil.example.com provavelmente não é. O navegador baixa e executa alegremente todos os códigos solicitados por uma página, independentemente da fonte.

Em vez de confiar cegamente em tudo que um servidor fornece, a CSP define o cabeçalho HTTP Content-Security-Policy, que permite criar uma lista de permissões de fontes de conteúdo confiável e instrui o navegador a executar ou renderizar recursos apenas dessas fontes. Mesmo que um invasor consiga encontrar uma brecha para injetar script, o script não vai passar da lista de permissões e, por isso, não vai ser executado.

Já que confiamos em apis.google.com para fornecer código válido e em nós mesmos para fazer o mesmo, vamos definir uma política que só permite a execução de script quando ele vem de uma dessas duas fontes:

Content-Security-Policy: script-src 'self' https://apis.google.com

Simples, certo? Como você já deve ter imaginado, script-src é uma diretiva que controla um conjunto de privilégios relacionados a script de uma página específica. Especificamos 'self' como uma fonte válida de script e https://apis.google.com como outra. Obedientemente, o navegador baixa e executa JavaScript de apis.google.com por HTTPS e da origem da página atual.

Com essa política definida, o navegador simplesmente exibe um erro, em vez de carregar o script de outra fonte. Quando um invasor inteligente consegue injetar código no seu site, ele se depara precipitadamente com uma mensagem de erro, em vez de conseguir fazer o que pretende.

A política é aplicável a diversos recursos

Enquanto que os recursos de script representam os riscos de segurança mais óbvios, o CSP oferece um amplo conjunto de diretivas de política que proporcionam controle bem avançado dos recursos que uma página pode carregar. Como você já conheceu script-src, o conceito precisa estar claro.

Vamos dar uma breve pincelada sobre as outras diretivas de recurso. A lista abaixo representa o estado das diretivas a partir do nível 2. Uma especificação de nível 3 foi publicada, mas não foi implementada em grande parte nos principais navegadores.

• base-uri restringe os URLs que podem aparecer no elemento <base> de uma página.
• child-src lista os URLs para workers e conteúdos de frame incorporados. Por exemplo, child-src https://youtube.com permitiria vídeos incorporados do YouTube, mas não de outras origens.
• connect-src limita as origens a que você pode se conectar (via XHR, WebSockets e EventSource).
• font-src especifica as origens que podem oferecer fontes da web. As fontes da Web do Google podem ser ativadas usando font-src https://themes.googleusercontent.com.
• form-action lista endpoints válidos para envio de tags <form>.
• frame-ancestors especifica as origens que podem incorporar a página atual. Essa diretiva se aplica às tags <frame>, <iframe>, <embed> e <applet>. Essa diretiva não pode ser usada em tags <meta> e se aplica somente a recursos que não são HTML.
• O frame-src foi descontinuado no nível 2, mas foi restaurado no nível 3. Se não estiver presente, ele ainda vai voltar para child-src como antes.
• img-src define as origens de onde as imagens podem ser carregadas.
• media-src restringe as origens que têm permissão para fornecer vídeo e áudio.
• object-src permite controlar o Flash e outros plug-ins.
• plugin-types limita os tipos de plug-ins que uma página pode invocar.
• report-uri especifica um URL para o qual um navegador enviará relatórios quando uma Política de segurança de conteúdo for violada. Essa diretiva não pode ser usada em tags <meta>.
• style-src é a contraparte de script-src para folhas de estilo.
• O upgrade-insecure-requests instrui os user agents a reescrever os esquemas de URL, alterando o HTTP para HTTPS. Essa diretiva é para sites com um grande número de URLs antigos que precisam ser regravados.
• worker-src é uma diretiva do nível 3 do CSP que restringe os URLs que podem ser carregados como worker, worker compartilhado ou service worker. Desde julho de 2017, essa diretiva tem implementações limitadas.

Por padrão, as diretivas são abertas. Se você não definir uma política específica para uma diretiva, digamos font-src, essa diretiva vai se comportar por padrão como se você tivesse especificado * como a fonte válida. Por exemplo, você pode carregar fontes de qualquer lugar, sem restrições.

É possível modificar esse comportamento padrão especificando uma diretiva default-src. Essa diretiva define os padrões para a maioria das diretivas que não forem especificadas. Em geral, isso se aplica a qualquer diretiva que termine com -src. Se default-src estiver definido como https://example.com e você não especificar uma diretiva font-src, só será possível carregar fontes de https://example.com. Especificamos apenas script-src nos exemplos anteriores, o que significa que imagens, fontes e assim por diante podem ser carregados de qualquer origem.

As diretivas a seguir não usam default-src como substituto. Lembre-se de que não defini-las é o mesmo que permitir qualquer coisa.

• base-uri
• form-action
• frame-ancestors
• plugin-types
• report-uri
• sandbox

Use quantas diretivas você quiser, conforme necessário para seu aplicativo. Basta listar cada uma no cabeçalho HTTP e separá-las por ponto e vírgula. Não deixe de listar todos os recursos exigidos de um tipo específico em uma única diretiva. Se você gravou algo como script-src https://host1.com; script-src https://host2.com, a segunda diretiva seria simplesmente ignorada. O exemplo a seguir especificaria corretamente as duas origens como válidas:

script-src https://host1.com https://host2.com

Se, por exemplo, você tiver um aplicativo que carrega todos os recursos de uma rede de fornecimento de conteúdo (por exemplo, https://cdn.example.net) e souber que não precisa de conteúdo em quadros nem plug-ins, sua política vai ficar mais ou menos como esta:

Content-Security-Policy: default-src https://cdn.example.net; child-src 'none'; object-src 'none'

Detalhes da implementação

Você vai encontrar os cabeçalhos X-WebKit-CSP e X-Content-Security-Policy em vários tutoriais na Web. Indo além, você deve ignorar esses cabeçalhos prefixados. Navegadores modernos (com exceção do IE) oferecem suporte ao cabeçalho Content-Security-Policy não prefixado. Esse é o cabeçalho que você deve usar.

Independentemente do cabeçalho que você usa, a política é definida para cada página: é necessário enviar o cabeçalho HTTP junto com todas as respostas que você quer garantir que estejam protegidas. Isso dá muita flexibilidade, já que você pode ajustar a política para páginas específicas de acordo com a necessidade. Talvez um conjunto de páginas em seu site tenha um botão +1, enquanto outras não: você pode permitir que o código do botão seja carregado somente quando necessário.

A lista de fontes em cada diretiva é flexível. É possível especificar origens por esquema (data:, https:) ou variando de apenas nome do host (example.com, que corresponde a qualquer origem nesse host: qualquer esquema, qualquer porta) a um URI totalmente qualificado (https://example.com:443, que corresponde apenas HTTPS, somente example.com e somente à porta 443). Caracteres curinga são aceitos, mas apenas como um esquema, uma porta ou na posição mais à esquerda do nome do host: *://*.example.com:* corresponderia a todos os subdomínios de example.com (mas não ao próprio example.com), usando qualquer esquema, em qualquer porta.

A lista de fontes também aceita quatro palavras-chave:

• 'none', como é de se esperar, não corresponde a nada.
• 'self' corresponde à origem atual, mas não aos subdomínios.
• 'unsafe-inline' permite JavaScript e CSS inline. Falaremos sobre isso com mais detalhes em breve.
• 'unsafe-eval' permite mecanismos de texto para JavaScript, como eval. (Vamos falar sobre isso também).

Essas palavras-chave exigem aspas simples. Por exemplo, script-src 'self' (com aspas) autoriza a execução de JavaScript no host atual. script-src self (sem aspas) permite executar JavaScript de um servidor chamado "self" (e não do host atual), o que provavelmente não é o que você quer.

Sandbox

Há mais uma diretiva de que vale a pena falar: sandbox. Ela é um pouco diferente das outras que analisamos, já que coloca restrições em ações que a página pode executar, em vez de em recursos que a página pode carregar. Se a diretiva sandbox estiver presente, a página será tratada como se tivesse sido carregada dentro de um <iframe> com um atributo sandbox. Isso pode causar diversos efeitos na página: forçar a página a ter uma origem exclusiva, impedir o envio de formulários, entre outros. Está um pouco além do escopo deste artigo, mas você pode encontrar todos os detalhes sobre os atributos de sandbox válidos na seção "Sandboxing" da especificação HTML5.

A metatag

O mecanismo de fornecimento de CSPs preferido é um cabeçalho HTTP. No entanto, pode ser útil definir uma política em uma página diretamente na marcação. Faça isso usando uma tag <meta> com um atributo http-equiv:

<meta
  http-equiv="Content-Security-Policy"
  content="default-src https://cdn.example.net; child-src 'none'; object-src 'none'"
/>

Esse recurso não pode ser usado para frame-ancestors, report-uri ou sandbox.

O código inline é considerado perigoso

É importante deixar claro que a CSP é baseada em origens da lista de permissões, já que essa é uma maneira inequívoca de instruir o navegador a tratar conjuntos específicos de recursos como aceitáveis e rejeitar o restante. No entanto, as listas de permissões baseadas na origem não resolvem a maior ameaça apresentada pelos ataques XSS: a injeção de script inline. Se um invasor conseguir injetar uma tag de script que contenha diretamente algum payload malicioso (<script>sendMyDataToEvilDotCom();</script>), o navegador não terá um mecanismo para distingui-lo de uma tag de script inline legítima. A CSP resolve esse problema banindo totalmente o script inline: essa é a única forma de garantir.

Esse banimento inclui não apenas scripts incorporados diretamente nas tags script, mas também gerenciadores de eventos inline e URLs javascript:. Você vai precisar mover o conteúdo das tags script para um arquivo externo e substituir os URLs javascript: e <a ... onclick="[JAVASCRIPT]"> por chamadas addEventListener() apropriadas. Por exemplo, você pode reescrever o seguinte:

<script>
  function doAmazingThings() {
    alert('YOU AM AMAZING!');
  }
</script>
<button onclick="doAmazingThings();">Am I amazing?</button>

para algo como:

<!-- amazing.html -->
<script src="amazing.js"></script>
<button id="amazing">Am I amazing?</button>

<div style="clear:both;"></div>

// amazing.js
function doAmazingThings() {
  alert('YOU AM AMAZING!');
}
document.addEventListener('DOMContentLoaded', function () {
  document.getElementById('amazing').addEventListener('click', doAmazingThings);
});

O código regravado tem diversas vantagens além de funcionar bem com CSPs: é a melhor prática, use CSPs ou não. O JavaScript inline mistura estrutura e comportamento exatamente da forma que não deveria. Os recursos externos são mais fáceis de armazenar em cache pelos navegadores, mais compreensíveis para os desenvolvedores e propícios para compilação e minificação. Você vai escrever código melhor se der ao trabalho de mover o código para recursos externos.

O estilo inline é tratado da mesma forma: o atributo style e as tags style precisam ser consolidadas em folhas de estilo externas para proteger contra uma variedade de métodos de extração de dados surpreendentemente inteligentes que o CSS permite.

Se você precisa ter script e estilo inline, ative adicionando 'unsafe-inline' como uma fonte permitida em uma diretiva script-src ou style-src. Você também pode usar um valor de uso único ou um hash (confira abaixo), o que não é recomendável. Banir script in-line é a maior vantagem de segurança que a CSP oferece, e fazer isso também aumenta a proteção do seu aplicativo. É necessário um pouco de esforço no início para garantir que tudo funcione corretamente depois de mover todo o código para fora da linha, mas é uma troca que vale a pena tomar.

Se for imprescindível usar

A CSP de nível 2 oferece retrocompatibilidade com scripts inline ao permitir que você adicione scripts inline específicos à lista de permissões usando um valor de uso único criptográfico (número usado uma vez) ou um hash. Embora possa ser pesado, é útil como alternativa.

Para usar um valor de uso único, atribua um atributo de uso único à tag de script. O valor precisa ser igual a um da lista de fontes confiáveis. Exemplo:

<script nonce="EDNnf03nceIOfn39fn3e9h3sdfa">
  // Some inline code I can't remove yet, but need to asap.
</script>

Agora, adicione o valor de uso único à diretiva script-src anexada à palavra-chave nonce-.

Content-Security-Policy: script-src 'nonce-EDNnf03nceIOfn39fn3e9h3sdfa'

Lembre-se de que é necessário gerar um nonce para cada solicitação de página, e eles não podem ser adivinháveis.

Os hashes funcionam mais ou menos da mesma forma. Em vez de adicionar código à tag "script", crie um hash SHA do próprio script e adicione-o à diretiva script-src. Por exemplo, digamos que sua página tenha o seguinte:

<script>
  alert('Hello, world.');
</script>

Sua política conteria o seguinte:

Content-Security-Policy: script-src 'sha256-qznLcsROx4GACP2dm0UCKCzCG-HiZ1guq6ZZDob_Tng='

Há algumas coisas a serem observadas aqui. O prefixo sha*- especifica o algoritmo que gera o hash. No exemplo acima, sha256- é usado. A CSP também oferece suporte a sha384- e sha512-. Ao gerar o hash, não inclua as tags <script>. Além disso, letras maiúsculas e minúsculas e espaços fazem diferença, incluindo espaços no início e no fim.

Uma pesquisa no Google sobre como gerar hashes SHA levará você a soluções em vários idiomas. Usando o Chrome 40 ou posterior, você pode abrir o DevTools e recarregar a página. A guia "Console" vai conter mensagens de erro com o hash sha256 correto para cada um dos scripts inline.

Eval também

Mesmo que um invasor não consiga injetar o script diretamente, ele pode enganar seu aplicativo para converter um texto inerte em JavaScript executável e executá-lo em nome dele. eval(), new Function() , setTimeout([string], ...) e setInterval([string], ...) são vetores por meio dos quais o texto injetado pode acabar executando algo inesperado e malicioso. A resposta padrão da CSP a esse risco é bloquear completamente todos esses vetores.

Isso gera alguns impactos na forma com que você desenvolve aplicativos:

• Você precisa analisar o JSON com o JSON.parse integrado em vez de depender de eval. Há operações JSON nativas em todos os navegadores desde o IE8, e elas são totalmente seguras.
• Reescreva todas as chamadas setTimeout ou setInterval que você está fazendo no momento com funções inline em vez de strings. Exemplo:

setTimeout("document.querySelector('a').style.display = 'none';", 10);

seria melhor escrito como:

setTimeout(function () {
  document.querySelector('a').style.display = 'none';
}, 10);

• Evite modelos inline durante a execução: muitas bibliotecas de modelos usam new Function() abundantemente para acelerar a geração de modelos no momento da execução. É uma aplicação inteligente de programação dinâmica, mas tem o risco de avaliar texto malicioso. Alguns frameworks oferecem suporte à CSP pronta para uso, voltando a um analisador robusto na ausência de eval. A diretiva ng-csp do AngularJS é um bom exemplo disso.

No entanto, uma escolha melhor seria uma linguagem de modelo que ofereça pré-compilação, como a Handlebars. A pré-compilação dos modelos pode tornar a experiência do usuário ainda mais rápida do que a implementação de ambiente de execução mais rápida, além de ser mais segura. Se a avaliação e a biblioteca correspondente de texto para JavaScript forem essenciais para seu aplicativo, será possível ativá-las adicionando 'unsafe-eval' como uma fonte permitida em uma diretiva script-src. No entanto, não é recomendável fazer isso. Banir a capacidade de executar strings dificulta muito a execução de código não autorizado no seu site.

Relatórios

A capacidade da CSP de bloquear recursos não confiáveis no cliente é um benefício excepcional para os usuários, mas seria muito útil enviar algum tipo de notificação de volta ao servidor para que você possa identificar e aparar erros que possam permitir injeção de código malicioso. Para isso, você pode instruir o navegador a POST relatórios de violação formatados em JSON para um local especificado em uma diretiva report-uri.

Content-Security-Policy: default-src 'self'; ...; report-uri /my_amazing_csp_report_parser;

Esses relatórios serão semelhantes a estes:

{
  "csp-report": {
    "document-uri": "http://example.org/page.html",
    "referrer": "http://evil.example.com/",
    "blocked-uri": "http://evil.example.com/evil.js",
    "violated-directive": "script-src 'self' https://apis.google.com",
    "original-policy": "script-src 'self' https://apis.google.com; report-uri http://example.org/my_amazing_csp_report_parser"
  }
}

Ele contém muitas informações que vão ajudar a rastrear a causa específica da violação, incluindo a página em que ela ocorreu (document-uri), o referrer dessa página (diferente do campo de cabeçalho HTTP, a chave não está com erro de ortografia), o recurso que violou a política da página (blocked-uri), a diretiva específica que ela violou (violated-directive) e a política completa da página (original-policy).

Somente relatórios

Se você está começando a usar o CSP, é recomendável avaliar o estado atual do seu aplicativo antes de implementar uma política draconiana para os usuários. Como um passo para uma implantação completa, você pode pedir ao navegador para monitorar uma política, informando violações, mas não aplicando as restrições. Em vez de enviar um cabeçalho Content-Security-Policy, envie um cabeçalho Content-Security-Policy-Report-Only.

Content-Security-Policy-Report-Only: default-src 'self'; ...; report-uri /my_amazing_csp_report_parser;

A política especificada no modo somente relatório não bloqueia recursos restritos, mas envia relatórios de violação ao local que você especificar. É possível até enviar os dois cabeçalhos, aplicando uma política enquanto monitora a outra. Essa é uma ótima maneira de avaliar o efeito das alterações na CSP do seu aplicativo: ative a geração de relatórios para uma nova política, monitore os relatórios de violação e corrija os bugs que surgirem. Quando você estiver satisfeito com o efeito, comece a aplicar a nova política.

Uso no mundo real

A CSP 1 pode ser usada no Chrome, Safari e Firefox, mas tem suporte muito limitado no IE 10. É possível ver detalhes em caniuse.com. A CSP de nível 2 está disponível no Chrome desde a versão 40. Sites de massa, como o Twitter e o Facebook, implementaram o cabeçalho (vale a pena ler o estudo de caso do Twitter), e o padrão já está pronto para você começar a implementar nos seus sites.

A primeira etapa para criar uma política para seu aplicativo é avaliar os recursos que estão sendo carregados. Quando você achar que entende como as coisas são agrupadas no seu app, configure uma política com base nesses requisitos. Vamos falar sobre alguns casos de uso comuns e determinar qual seria a melhor forma de oferecer suporte a eles dentro do campo de proteção da CSP.

Caso de uso 1: widgets de redes sociais

• O botão +1 do Google inclui um script de https://apis.google.com e incorpora um <iframe> de https://plusone.google.com. Você precisa de uma política que contemple as duas origens para incorporar o botão. Uma política mínima seria script-src https://apis.google.com; child-src https://plusone.google.com. Você também precisa garantir que o snippet de JavaScript fornecido pelo Google seja extraído em um arquivo JavaScript externo. Se você tinha uma política baseada em nível 1 usando frame-src, o nível 2 exigia a alteração dela para child-src. Isso não é mais necessário no nível 3 do CSP.

• O botão de curtidas do Facebook tem várias opções de implementação. Recomendamos trabalhar com a versão <iframe>, já que é isolada com segurança do resto do site. Ele exige uma diretiva child-src https://facebook.com para funcionar corretamente. Observe que, por padrão, o código <iframe> fornecido pelo Facebook carrega um URL relativo, //facebook.com. Altere-o para especificar HTTPS explicitamente: https://facebook.com. Não tem motivo para usar HTTP se não for necessário.

• O botão de Tuíte do Twitter funciona com acesso a um script e um frame, ambos hospedados em https://platform.twitter.com. O Twitter também fornece um URL relativo por padrão. Edite o código para especificar HTTPS ao copiá-lo e colá-lo localmente. Você vai estar pronto com script-src https://platform.twitter.com; child-src https://platform.twitter.com, desde que mova o snippet de JavaScript fornecido pelo Twitter para um arquivo JavaScript externo.

• Outras plataformas têm requisitos semelhantes e podem ser tratadas de forma semelhante. Sugerimos definir um default-src como 'none' e observar o console para determinar quais recursos serão necessários para que os widgets funcionem.

Incluir vários widgets é simples: basta combinar as diretivas de política, lembrando de agrupar todos os recursos de um único tipo em uma única diretiva. Se você quiser os widgets das três redes sociais, a política terá este formato:

script-src https://apis.google.com https://platform.twitter.com; child-src https://plusone.google.com https://facebook.com https://platform.twitter.com

Caso de uso 2: bloqueio

Imagine por um momento que você administra o site de um banco e quer ter certeza de que somente os recursos que você escreveu possam ser carregados. Nesse cenário, comece com uma política padrão que bloqueie absolutamente tudo (default-src 'none') e parta daí.

Digamos que o banco carregue todas as imagens, estilo e scripts de um CDN em https://cdn.mybank.net e se conecte via XHR a https://api.mybank.com/ para extrair vários bits de dados. Os frames são usados, mas somente para páginas locais do site (sem origem de terceiros). Não há Flash, fontes nem extras no site. O cabeçalho CSP mais restritivo que poderíamos enviar seria:

Content-Security-Policy: default-src 'none'; script-src https://cdn.mybank.net; style-src https://cdn.mybank.net; img-src https://cdn.mybank.net; connect-src https://api.mybank.com; child-src 'self'

Caso de uso 3: somente SSL

O administrador de um fórum de discussão sobre anéis de casamento quer garantir que todos os recursos sejam carregados somente por canais seguros, mas não escreve muito código. Reescrever grandes quantidades de software de fórum de terceiros, cheio até a última gota de scripts e estilo embutidos, está além de suas habilidades. A política a seguir seria aplicada:

Content-Security-Policy: default-src https:; script-src https: 'unsafe-inline'; style-src https: 'unsafe-inline'

Embora https: seja especificado em default-src, as diretivas de script e estilo não herdam essa fonte automaticamente. Cada diretiva substitui completamente o padrão para esse tipo específico de recurso.

O futuro

A Política de segurança de conteúdo de nível 2 é uma recomendação candidata. O Web Application Security Working Group da W3C já começou a trabalhar na próxima iteração da especificação, a Política de segurança de conteúdo de nível 3.

Se tiver interesse na discussão sobre esses recursos futuros, confira os arquivos da lista de e-mails public-webappsec@ ou participe.

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