JavaScript 同源政策

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瀏覽器安全的基石是“同源政策”（same-origin policy）。很多開發(fā)者都知道這一點(diǎn)，但了解得不全面。

本節(jié)詳細(xì)介紹“同源政策”的各個(gè)方面，以及如何規(guī)避它。

含義

1995年，同源政策由 Netscape 公司引入瀏覽器。目前，所有瀏覽器都實(shí)行這個(gè)政策。

最初，它的含義是指，A網(wǎng)頁設(shè)置的 Cookie，B網(wǎng)頁不能打開，除非這兩個(gè)網(wǎng)頁“同源”。所謂“同源”指的是”三個(gè)相同“。

• 協(xié)議相同
• 域名相同
• 端口相同

舉例來說，http://www.example.com/dir/page.html這個(gè)網(wǎng)址，協(xié)議是http://，域名是www.example.com，端口是80（默認(rèn)端口可以省略）。它的同源情況如下。

• 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）
• https://www.example.com/dir/page.html：不同源（協(xié)議不同）

目的

同源政策的目的，是為了保證用戶信息的安全，防止惡意的網(wǎng)站竊取數(shù)據(jù)。

設(shè)想這樣一種情況：A網(wǎng)站是一家銀行，用戶登錄以后，又去瀏覽其他網(wǎng)站。如果其他網(wǎng)站可以讀取A網(wǎng)站的 Cookie，會(huì)發(fā)生什么？

很顯然，如果 Cookie 包含隱私（比如存款總額），這些信息就會(huì)泄漏。更可怕的是，Cookie 往往用來保存用戶的登錄狀態(tài)，如果用戶沒有退出登錄，其他網(wǎng)站就可以冒充用戶，為所欲為。因?yàn)闉g覽器同時(shí)還規(guī)定，提交表單不受同源政策的限制。

由此可見，“同源政策”是必需的，否則 Cookie 可以共享，互聯(lián)網(wǎng)就毫無安全可言了。

限制范圍

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，“同源政策”越來越嚴(yán)格。目前，如果非同源，共有三種行為受到限制。

（1） Cookie、LocalStorage 和 IndexedDB 無法讀取。

（2） DOM 無法獲得。

（3） AJAX 請求不能發(fā)送。

雖然這些限制是必要的，但是有時(shí)很不方便，合理的用途也受到影響。下面，我將詳細(xì)介紹，如何規(guī)避上面三種限制。

Cookie 是服務(wù)器寫入瀏覽器的一小段信息，只有同源的網(wǎng)頁才能共享。但是，兩個(gè)網(wǎng)頁一級(jí)域名相同，只是二級(jí)域名不同，瀏覽器允許通過設(shè)置document.domain共享 Cookie。

舉例來說，A網(wǎng)頁是http://w1.example.com/a.html，B網(wǎng)頁是http://w2.example.com/b.html，那么只要設(shè)置相同的document.domain，兩個(gè)網(wǎng)頁就可以共享Cookie。

document.domain = 'example.com';

現(xiàn)在，A網(wǎng)頁通過腳本設(shè)置一個(gè) Cookie。

document.cookie = "test1=hello";

B網(wǎng)頁就可以讀到這個(gè) Cookie。

var allCookie = document.cookie;

注意，這種方法只適用于 Cookie 和 iframe 窗口，LocalStorage 和 IndexedDB 無法通過這種方法，規(guī)避同源政策，而要使用下文介紹的PostMessage API。

另外，服務(wù)器也可以在設(shè)置Cookie的時(shí)候，指定Cookie的所屬域名為一級(jí)域名，比如.example.com。

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

這樣的話，二級(jí)域名和三級(jí)域名不用做任何設(shè)置，都可以讀取這個(gè)Cookie。

iframe元素可以在當(dāng)前網(wǎng)頁之中，嵌入其他網(wǎng)頁。每個(gè)iframe元素形成自己的窗口，即有自己的window對象。iframe窗口之中的腳本，可以獲得父窗口和子窗口。但是，只有在同源的情況下，父窗口和子窗口才能通信；如果跨域，就無法拿到對方的DOM。

比如，父窗口運(yùn)行下面的命令，如果iframe窗口不是同源，就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

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

上面命令中，父窗口想獲取子窗口的DOM，因?yàn)榭缬驅(qū)е聢?bào)錯(cuò)。

反之亦然，子窗口獲取主窗口的DOM也會(huì)報(bào)錯(cuò)。

window.parent.document.body
// 報(bào)錯(cuò)

這種情況不僅適用于iframe窗口，還適用于window.open方法打開的窗口，只要跨域，父窗口與子窗口之間就無法通信。

如果兩個(gè)窗口一級(jí)域名相同，只是二級(jí)域名不同，那么設(shè)置上一節(jié)介紹的document.domain屬性，就可以規(guī)避同源政策，拿到DOM。

對于完全不同源的網(wǎng)站，目前有兩種方法，可以解決跨域窗口的通信問題。

• 片段識(shí)別符（fragment identifier）
• 跨文檔通信API（Cross-document messaging）

片段識(shí)別符

片段標(biāo)識(shí)符（fragment identifier）指的是，URL的#號(hào)后面的部分，比如http://example.com/x.html#fragment的#fragment。如果只是改變片段標(biāo)識(shí)符，頁面不會(huì)重新刷新。

父窗口可以把信息，寫入子窗口的片段標(biāo)識(shí)符。

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

子窗口通過監(jiān)聽hashchange事件得到通知。

window.onhashchange = checkMessage;

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

同樣的，子窗口也可以改變父窗口的片段標(biāo)識(shí)符。

parent.location.href= target + “#” + hash;

window.postMessage

上面兩種方法都屬于破解，HTML5為了解決這個(gè)問題，引入了一個(gè)全新的API：跨文檔通信 API（Cross-document messaging）。

這個(gè)API為window對象新增了一個(gè)window.postMessage方法，允許跨窗口通信，不論這兩個(gè)窗口是否同源。

舉例來說，父窗口aaa.com向子窗口bbb.com發(fā)消息，調(diào)用postMessage方法就可以了。

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

postMessage方法的第一個(gè)參數(shù)是具體的信息內(nèi)容，第二個(gè)參數(shù)是接收消息的窗口的源（origin），即“協(xié)議 + 域名 + 端口”。也可以設(shè)為*，表示不限制域名，向所有窗口發(fā)送。

子窗口向父窗口發(fā)送消息的寫法類似。

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

父窗口和子窗口都可以通過message事件，監(jiān)聽對方的消息。

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

message事件的事件對象event，提供以下三個(gè)屬性。

• event.source：發(fā)送消息的窗口
• event.origin: 消息發(fā)向的網(wǎng)址
• event.data: 消息內(nèi)容

下面的例子是，子窗口通過event.source屬性引用父窗口，然后發(fā)送消息。

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

上面代碼有幾個(gè)地方需要注意。首先，receiveMessage函數(shù)里面沒有過濾信息的來源，任意網(wǎng)址發(fā)來的信息都會(huì)被處理。其次，postMessage方法中指定的目標(biāo)窗口的網(wǎng)址是一個(gè)星號(hào)，表示該信息可以向任意網(wǎng)址發(fā)送。通常來說，這兩種做法是不推薦的，因?yàn)椴粔虬踩?，可能?huì)被惡意利用。

event.origin屬性可以過濾不是發(fā)給本窗口的消息。

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);
  }
}

LocalStorage

通過window.postMessage，讀寫其他窗口的 LocalStorage 也成為了可能。

下面是一個(gè)例子，主窗口寫入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));
};

上面代碼中，子窗口將父窗口發(fā)來的消息，寫入自己的LocalStorage。

父窗口發(fā)送消息的代碼如下。

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

加強(qiáng)版的子窗口接收消息的代碼如下。

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;
  }
};

加強(qiáng)版的父窗口發(fā)送消息代碼如下。

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

同源政策規(guī)定，AJAX請求只能發(fā)給同源的網(wǎng)址，否則就報(bào)錯(cuò)。

除了架設(shè)服務(wù)器代理（瀏覽器請求同源服務(wù)器，再由后者請求外部服務(wù)），有三種方法規(guī)避這個(gè)限制。

• JSONP
• WebSocket
• CORS

JSONP

JSONP是服務(wù)器與客戶端跨源通信的常用方法。最大特點(diǎn)就是簡單適用，老式瀏覽器全部支持，服務(wù)器改造非常小。

它的基本思想是，網(wǎng)頁通過添加一個(gè)<script>元素，向服務(wù)器請求JSON數(shù)據(jù)，這種做法不受同源政策限制；服務(wù)器收到請求后，將數(shù)據(jù)放在一個(gè)指定名字的回調(diào)函數(shù)里傳回來。

首先，網(wǎng)頁動(dòng)態(tài)插入<script>元素，由它向跨源網(wǎng)址發(fā)出請求。

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);
};

上面代碼通過動(dòng)態(tài)添加<script>元素，向服務(wù)器example.com發(fā)出請求。注意，該請求的查詢字符串有一個(gè)callback參數(shù)，用來指定回調(diào)函數(shù)的名字，這對于JSONP是必需的。

服務(wù)器收到這個(gè)請求以后，會(huì)將數(shù)據(jù)放在回調(diào)函數(shù)的參數(shù)位置返回。

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

由于<script>元素請求的腳本，直接作為代碼運(yùn)行。這時(shí)，只要瀏覽器定義了foo函數(shù)，該函數(shù)就會(huì)立即調(diào)用。作為參數(shù)的JSON數(shù)據(jù)被視為JavaScript對象，而不是字符串，因此避免了使用JSON.parse的步驟。

WebSocket

WebSocket是一種通信協(xié)議，使用ws://（非加密）和wss://（加密）作為協(xié)議前綴。該協(xié)議不實(shí)行同源政策，只要服務(wù)器支持，就可以通過它進(jìn)行跨源通信。

下面是一個(gè)例子，瀏覽器發(fā)出的WebSocket請求的頭信息（摘自維基百科）。

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

上面代碼中，有一個(gè)字段是Origin，表示該請求的請求源（origin），即發(fā)自哪個(gè)域名。

正是因?yàn)橛辛?code class="highlighter-rouge">Origin這個(gè)字段，所以WebSocket才沒有實(shí)行同源政策。因?yàn)榉?wù)器可以根據(jù)這個(gè)字段，判斷是否許可本次通信。如果該域名在白名單內(nèi)，服務(wù)器就會(huì)做出如下回應(yīng)。

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

CORS

CORS是跨源資源分享（Cross-Origin Resource Sharing）的縮寫。它是W3C標(biāo)準(zhǔn)，是跨源AJAX請求的根本解決方法。相比JSONP只能發(fā)GET請求，CORS允許任何類型的請求。

下一節(jié)將詳細(xì)介紹，如何通過CORS完成跨源AJAX請求。

• Mozilla Developer Network, Window.postMessage
• Jakub Jankiewicz, Cross-Domain LocalStorage
• David Baron, setTimeout with a shorter delay: 利用window.postMessage可以實(shí)現(xiàn)0毫秒觸發(fā)回調(diào)函數(shù)