边缘CSP：降低延迟的同时保证安全性-51CTO.COM

内容安全策略（Content Security Policy，CSP）是网络浏览器中实现的一种安全功能，可用于保护网站和Web应用程序免受各种类型的攻击，如跨站脚本攻击（XSS）和数据注入攻击。CSP可控制并限制能够在网页上加载或执行的不同类型内容的来源。这些内容类型包括：

脚本
样式表
图片

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本文将首先介绍CSP的工作原理。我们会展示一些更有效、更动态地CSP用法，包括在服务器上进行的一些计算工作。其实我们可以将这些计算转移到边缘，从而降低延迟并确保最佳的用户体验。我们还将探讨这种边缘计算解决方案的工作原理。

CSP的工作原理

CSP通常是通过在HTTP响应中添加Content-Security-Policy标头，从而在服务器端定义的。这种标头由Web服务器发送给请求网页的用户，其中指定了浏览器在加载和执行页面内容时应遵循的规则。

1.Content-Security-Policy标头范例

假设我们使用了Node.js中的Express，此时可以这样设置CSP标头：

const express = require('express');
const app = express();
app.get('/', (req, res) => {
 res.set('Content-Security-Policy', 'directive1 value1; directive2 value2; ...');
 res.status(200).send('hello world');
});

如果使用Python和Flask，那么所用代码如下：

app = Flask(__name__)
@app.route('/hello', methods=['GET'])
def hello_world():
 response = make_response('hello world')
 response.headers['Content-Security-Policy'] = 'directive1 value1; directive2 value2; ...'
 return response

2.使用指令

每个CSP标头可以包含多个指令（directive），每个指令包含了与所提供的设置类型相关的值。这些指令定义了各种类型资源的安全规则。例如script-src指令规定了允许的样式表来源。

请看下面的CSP标头：

Content-Security-Policy: default-src 'self'; script-src 'self' https://static.example.com; style-src 'self' 'unsafe-inline';

上述标头中可以看到三个指令，每个指令都有相应的值。

default-src指令设置为'self'，表示默认情况下，所有内容都应从与页面本身相同的源加载。
script-src指令允许从同一源（'self'）和指定的外部源（https://static.example.com）加载脚本。
style-src指令允许从同一源加载样式表，也允许内联样式。

可用指令的列表实际上非常详尽。其他指令还包括：

font-src：使用@font-face加载字体的源代码。
frame-src：加载到<frame>和<iframe>等元素中的嵌套浏览上下文的源代码。
img-src：图片和收藏夹图标的来源。

3.将CSP与HTML相结合

在服务器上设置了CSP标头后，浏览器在加载网页资源时就会执行这些规则。

在HTML源代码中，开发人员可以通过内联或引用资源（来自同一源或其他源）来添加元素（如脚本或样式表）。然后，浏览器将检查CSP标头，确保这些资源符合定义的规则。如果CSP不允许某项资源，浏览器将阻止其包含和执行。

4.每次请求中的唯一性

由于CSP标头是这样定义的，因此在对特定网页的所有请求中，它们通常都是一致的。对单个页面的每次请求的详细信息和指令，在该页面的每次后续请求中都是相同的。

这就造成了一个有趣问题：如何处理动态的内联脚本和样式？我们可能希望允许执行特定内联脚本和样式，同时又不愿意开放地包含所有内联脚本和样式权限。

这种情况下可以引入nonce值或哈希值，以确保即使脚本或样式的来源没有在CSP中明确列出，只要与CSP标头指定的nonce值或哈希值相匹配，就仍然可以执行。

每次请求时，这些nonce值或哈希值都会发生变化，因此它们是唯一的。所以它们需要在服务器上生成和管理。虽然需要在服务器上执行，但并不一定需要在网站的主服务器上执行。这就是边缘计算的用武之地。

边缘计算是什么？

边缘计算本质上是一种概念，即某些计算可以设置在网络外缘运行，在地理位置上更靠近最终用户。从本质上说，这是一种分布式计算，可以实现更接近实时的计算速度（哪怕跨跃了互联网），同时还能降低网络延迟。

利用边缘计算，我们可以将关注点转移到离最终用户更近的地方，为CSP标头生成nonce值或哈希值，从而减少等待的时间。

1.边缘计算如何让CSP受益

CSP会降低网站速度的一个重要原因是：标头中的nonce会导致缓存丢失，此时客户的浏览器需要持续访问服务器，网站才能正确生成最新标头。为了解决这个问题，我们可以在边缘实例中实现动态CSP nonce生成器。这样既能确保缓存仍然有用，又能保证安全。

这种方法的优点包括：

降低延迟：边缘计算实例生成nonce并将其插入请求。这样，已插入nonce的请求将继续进入缓存，从而避免每次请求都需要访问源服务器以获取新响应的情况。
分布式安全性：使用边缘计算意味着，在客户需要与系统主服务器和应用程序代码交互前，我们就拥有了额外的安全层。即使存在应用程序漏洞，计算CSP nonce的边缘计算也能提供额外的安全层，帮助我们减轻潜在的问题。
易于维护：如果采用无服务器方法在边缘管理CSP标头的动态nonce，这将简化维护任务。特别是可以在不修改应用程序代码的情况下管理CSP策略。通常，我们还可以从中央控制系统管理这类变更，而无需部署任何特殊的代码。边缘计算功能还可用于多个独立应用程序，从而将关注点从为每个应用程序工作的特定团队中分离出来，并让安全专业人员确保能生成正确的nonce。

总结

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