HTTP严格传输安全

HTTP严格传输安全（英语：HTTP Strict Transport Security，缩写：HSTS）是一套由互联网工程任务组发布的互联网安全策略机制。网站可以选择使用HSTS策略，来让浏览器强制使用HTTPS与网站进行通信，以减少会话劫持风险。[1][2]

其征求修正意见书文件编号是RFC 6797，发布于2012年11月。

内容

HSTS的作用是强制客户端（如浏览器）使用HTTPS与服务器创建连接。服务器开启HSTS的方法是，当客户端通过HTTPS发出请求时，在服务器返回的超文本传输协议（HTTP）响应头中包含Strict-Transport-Security字段。非加密传输时设置的HSTS字段无效。[3]

比如，https://example.com/ 的响应头含有Strict-Transport-Security: max-age=31536000; includeSubDomains。这意味着两点：

  1. 在接下来的31536000秒（即一年）中，浏览器向example.com或其子域名发送HTTP请求时，必须采用HTTPS来发起连接。比如，用户点击超链接或在地址栏输入 http://www.example.com/ ，浏览器应当自动将 http 转写成 https，然后直接向 https://www.example.com/ 发送请求。
  2. 在接下来的一年中，如果 example.com 服务器发送的TLS证书无效，用户不能忽略浏览器警告继续访问网站。

历史

HSTS的雏形来自于2008年4月在北京召开的第十七届国际万维网大会（英语：International World Wide Web Conference）上柯林·杰克逊（Collin Jackson）和亚当·巴斯（Adam Barth）的题为“ForceHTTPS: Protecting High-Security Web Sites from Network Attacks”的演讲。他们的提议是使用“ForceHTTPS” Cookie来强制浏览器使用HTTPS[4]。

2009年9月18日，他们和杰夫·霍奇斯（Jeff Hodges）发布了最初的草案，题目为"Strict Transport Security"[5]，这个草案基于ForceHTTPS，并有所修改[4]。

2010年6月17日，这三位作者经由互联网工程任务组发布了首版互联网草案（英语：Internet Draft），"HTTP Strict Transport Security"[6]。

2012年10月2日，互联网工程指导组（英语：Internet Engineering Steering Group）批准了将第14版HSTS草案发布为RFC的请求[7]。

2012年11月19日，互联网工程任务组发布RFC 6797[8]。

作用

HSTS可以用来抵御SSL剥离攻击。SSL剥离攻击是中间人攻击的一种，由Moxie Marlinspike（英语：Moxie Marlinspike）于2009年发明。他在当年的黑帽大会上发表的题为“New Tricks For Defeating SSL In Practice”的演讲中将这种攻击方式公开。SSL剥离的实施方法是阻止浏览器与服务器创建HTTPS连接。它的前提是用户很少直接在地址栏输入https://，用户总是通过点击链接或3xx重定向，从HTTP页面进入HTTPS页面。所以攻击者可以在用户访问HTTP页面时替换所有https://开头的链接为http://，达到阻止HTTPS的目的。[9]

HSTS可以很大程度上解决SSL剥离攻击，因为只要浏览器曾经与服务器创建过一次安全连接，之后浏览器会强制使用HTTPS，即使链接被换成了HTTP[3][10]。

另外，如果中间人使用自己的自签名证书来进行攻击，浏览器会给出警告，但是许多用户会忽略警告。HSTS解决了这一问题，一旦服务器发送了HSTS字段，将不再允许用户忽略警告。

不足

用户首次访问某网站是不受HSTS保护的。这是因为首次访问时，浏览器还未收到HSTS，所以仍有可能通过明文HTTP来访问。解决这个不足目前有两种方案，一是浏览器预置HSTS域名列表，Google Chrome、Firefox、Internet Explorer和Microsoft Edge实现了这一方案[11][12]。二是将HSTS信息加入到域名系统记录中。但这需要保证DNS的安全性，也就是需要部署域名系统安全扩展。截至2016年这一方案没有大规模部署。

由于HSTS会在一定时间后失效（有效期由max-age指定），所以浏览器是否强制HSTS策略取决于当前系统时间。部分操作系统经常通过网络时间协议更新系统时间，如Ubuntu每次连接网络时、OS X Lion每隔9分钟会自动连接时间服务器。攻击者可以通过伪造NTP信息，设置错误时间来绕过HSTS。解决方法是认证NTP信息，或者禁止NTP大幅度增减时间。比如Windows 8每7天更新一次时间，并且要求每次NTP设置的时间与当前时间不得超过15小时。[13]

浏览器支持

  • Chromium和Google Chrome从4.0.211.0版本开始支持HSTS
  • Firefox 4及以上版本[14]
  • Opera 12及以上版本[15]
  • Safari从OS X Mavericks起
  • Internet Explorer和Microsoft Edge从Windows 10开始支持[16]

网站支持

根据SSL Pulse的调查，截至2015年2月，仅有2.7%的网站开启了HSTS[17]。目前支持HSTS的主流网站有：支付宝[18]、PayPal[2]、Twitter[2]、维基百科邮件列表[19]等。

参见

  • 超文本传输安全协议
  • 传输层安全协议
  • 中间人攻击
  • HTTP公钥固定

参考文献

  1. ^ Steven Musil. Web security protocol HSTS wins proposed standard status. CNET. 2012-10-02 [2014-11-09]. （原始内容存档于2014-11-10）. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 邹铮编译. HTTP严格传输安全协议成互联网标准. 网界网. 2012-11-23 [2014-11-06]. （原始内容存档于2014-11-06）. 
  3. ^ 3.0 3.1 HTTP Strict Transport Security (HSTS). Internet Engineering Task Force. November 2012 [2014-11-06]. （原始内容存档于2020-02-26）. 
  4. ^ 4.0 4.1 Collin Jackson, Adam Barth. ForceHTTPS: Protecting High-Security Web Sites from Network Attacks. [2014-11-08]. （原始内容存档于2020-02-28）. 
  5. ^ Jeff Hodges, Collin Jackson, Adam Barth. Strict Transport Security. 18 September 2009 [2014-11-08]. （原始内容存档于2014-10-12）. 
  6. ^ Jeff Hodges, Collin Jackson, Adam Barth. draft-hodges-strict-transport-sec-00 - HTTP Strict Transport Security (HSTS). June 17, 2010 [2014-11-08]. （原始内容存档于2014-11-11）. 
  7. ^ The IESG. [websec] Protocol Action: 'HTTP Strict Transport Security (HSTS)' to Proposed Standard (draft-ietf-websec-strict-transport-sec-14.txt). 2 Oct 2012 [2014-11-08]. （原始内容存档于2017-01-29）. 
  8. ^ The RFC Editor Team. [websec] RFC 6797 on HTTP Strict Transport Security (HSTS). 19 Nov 2012 [2014-11-08]. （原始内容存档于2014-11-08）. 
  9. ^ Moxie Marlinspike. New Tricks For Defeating SSL In Practice (PDF). [2014-11-06]. （原始内容 (PDF)存档于2014-12-30）. 
  10. ^ 通过HTTPS保护网站的安全. Google. [2014-11-06]. （原始内容存档于2014-12-23）. 
  11. ^ David Keeler. Preloading HSTS. Mozilla. 2012年11月1日 [2014-11-06]. （原始内容存档于2020-02-24）. 
  12. ^ Bell, Mike; Walp, David. HTTP Strict Transport Security comes to Internet Explorer. February 16, 2015 [16 February 2015]. （原始内容存档于2015-11-15）. 
  13. ^ Jose Selvi. Bypassing HTTP Strict Transport Security (PDF). Blackhat Europe 2014. [2014-11-06]. （原始内容 (PDF)存档于2014-10-22）. 
  14. ^ HTTP Strict Transport Security. Mozilla. [2011-03-17]. （原始内容存档于2012-08-13）. 
  15. ^ Opera Software ASA. Web specifications support in Opera Presto 2.10. 23 April 2012 [2012-05-08]. （原始内容存档于2016-09-11）. 
  16. ^ Internet Explorer Web Platform Status and Roadmap. [2014-04-11]. （原始内容存档于2015-06-29）. 
  17. ^ SSL Pulse - Survey of the SSL Implementation of the Most Popular Web Sites. TIM Trustworthy Internet Movement. [2015-02-16]. （原始内容存档于2017-05-15）. 
  18. ^ Qualys SSL Labs - Projects / SSL Server Test / alipay.com. Qualys SSL Labs. [2014-11-06]. 
  19. ^ Chmarkine, CSteipp, Dzahn, Filippo Giunchedi, JanZerebecki, John F. Lewis. lists.wm.org - raise HSTS max-age to 1 year. Wikimedia Code Review. Oct 7, 2014 [2014-11-06]. 

外部链接