security-and-hardening

安全与加固

概述

Web 应用的安全优先开发实践。将每个外部输入视为恶意，每个秘密视为神圣，每个授权检查视为强制。安全不是一个阶段——它是每一行涉及用户数据、身份验证或外部系统的代码的约束。

何时使用

构建任何接受用户输入的功能
实现身份验证或授权
存储或传输敏感数据
与外部 API 或服务集成
添加文件上传、Webhook 或回调
处理支付或 PII 数据

流程：先进行威胁建模

没有威胁模型就添加控制措施只是猜测。在加固之前，花五分钟像攻击者一样思考：

映射信任边界。 不可信数据在哪里进入你的系统？HTTP 请求、表单字段、文件上传、Webhook、第三方 API、消息队列以及 LLM 输出。每个边界都是攻击面。
命名资产。 什么值得窃取或破坏？凭据、PII、支付数据、管理员操作、资金转移。
对每个边界运行 STRIDE——快速审视，而非仪式：

威胁	问题	典型缓解措施
Spoofing（欺骗）	能否有人冒充用户/服务？	身份验证、签名验证
Tampering（篡改）	数据在传输或存储中能否被篡改？	完整性检查、参数化查询、HTTPS
Repudiation（抵赖）	能否事后否认某个操作？	安全事件审计日志
Information disclosure（信息泄露）	数据是否会泄露？	加密、字段白名单、通用错误信息
Denial of service（拒绝服务）	系统能否被压垮？	速率限制、输入大小上限、超时
Elevation of privilege（权限提升）	用户能否获得不应有的权限？	授权检查、最小权限原则

在用例旁边编写滥用案例。 对于每个功能，问自己“我该如何滥用它？”——然后将其作为你的第一个测试。

如果你无法命名某个功能的信任边界，你就还没有准备好保护它。这是 OWASP A04: 不安全设计——大多数漏洞始于设计，而非代码。

三层边界系统

始终执行（无例外）

在系统边界验证所有外部输入（API 路由、表单处理器）
参数化所有数据库查询——永远不要将用户输入拼接到 SQL 中
编码输出以防止 XSS（使用框架自动转义，不要绕过它）
对所有外部通信使用 HTTPS
使用 bcrypt/scrypt/argon2 哈希密码（绝不存储明文）
设置安全头（CSP、HSTS、X-Frame-Options、X-Content-Type-Options）
对会话使用 httpOnly、secure、sameSite cookie
在每次发布前运行 npm audit（或等效工具）

先询问（需要人工批准）

添加新的身份验证流程或更改身份验证逻辑
存储新类别的敏感数据（PII、支付信息）
添加新的外部服务集成
更改 CORS 配置
添加文件上传处理器
修改速率限制或节流
授予提升的权限或角色

绝不执行

绝不将秘密提交到版本控制（API 密钥、密码、令牌）
绝不记录敏感数据（密码、令牌、完整信用卡号）
绝不信任客户端验证作为安全边界
绝不为了方便而禁用安全头
绝不使用 eval() 或 innerHTML 处理用户提供的数据
绝不将会话存储在客户端可访问的存储中（localStorage 中的认证令牌）
绝不向用户暴露堆栈跟踪或内部错误详情

OWASP Top 10 预防模式

以下是预防模式，并非排名。有关 2021 年顺序，请参阅 references/security-checklist.md 中的快速参考表。

注入（SQL、NoSQL、OS 命令）

// 错误：通过字符串拼接导致的 SQL 注入
const query = `SELECT * FROM users WHERE id = '${userId}'`;

// 正确：参数化查询
const user = await db.query('SELECT * FROM users WHERE id = $1', [userId]);

// 正确：使用参数化输入的 ORM
const user = await prisma.user.findUnique({ where: { id: userId } });

身份验证失效

// 密码哈希
import { hash, compare } from 'bcrypt';

const SALT_ROUNDS = 12;
const hashedPassword = await hash(plaintext, SALT_ROUNDS);
const isValid = await compare(plaintext, hashedPassword);

// 会话管理
app.use(session({
  secret: process.env.SESSION_SECRET,  // 来自环境变量，而非代码
  resave: false,
  saveUninitialized: false,
  cookie: {
    httpOnly: true,     // 不可通过 JavaScript 访问
    secure: true,       // 仅 HTTPS
    sameSite: 'lax',    // CSRF 保护
    maxAge: 24 * 60 * 60 * 1000,  // 24 小时
  },
}));

跨站脚本攻击（XSS）

// 错误：将用户输入渲染为 HTML
element.innerHTML = userInput;

// 正确：使用框架自动转义（React 默认如此）
return <div>{userInput}</div>;

// 如果必须渲染 HTML，先进行清理
import DOMPurify from 'dompurify';
const clean = DOMPurify.sanitize(userInput);

访问控制失效

// 始终检查授权，而不仅仅是身份验证
app.patch('/api/tasks/:id', authenticate, async (req, res) => {
  const task = await taskService.findById(req.params.id);

  // 检查认证用户是否拥有此资源
  if (task.ownerId !== req.user.id) {
    return res.status(403).json({
      error: { code: 'FORBIDDEN', message: '未授权修改此任务' }
    });
  }

  // 继续更新
  const updated = await taskService.update(req.params.id, req.body);
  return res.json(updated);
});

安全配置错误

// 安全头（Express 使用 helmet）
import helmet from 'helmet';
app.use(helmet());

// 内容安全策略
app.use(helmet.contentSecurityPolicy({
  directives: {
    defaultSrc: ["'self'"],
    scriptSrc: ["'self'"],
    styleSrc: ["'self'", "'unsafe-inline'"],  // 尽可能收紧
    imgSrc: ["'self'", 'data:', 'https:'],
    connectSrc: ["'self'"],
  },
}));

// CORS — 限制为已知来源
app.use(cors({
  origin: process.env.ALLOWED_ORIGINS?.split(',') || 'http://localhost:3000',
  credentials: true,
}));

敏感数据泄露

// 绝不在 API 响应中返回敏感字段
function sanitizeUser(user: UserRecord): PublicUser {
  const { passwordHash, resetToken, ...publicFields } = user;
  return publicFields;
}

// 使用环境变量存储秘密
const API_KEY = process.env.STRIPE_API_KEY;
if (!API_KEY) throw new Error('STRIPE_API_KEY 未配置');

服务器端请求伪造（SSRF）

每当服务器获取用户影响的 URL 时——Webhook、“从 URL 导入”、图片代理、链接预览——攻击者可以将其指向内部服务（云元数据、localhost、私有 IP）。

// 错误：直接获取用户提供的任何内容
await fetch(req.body.webhookUrl);

// 正确：白名单方案 + 主机，如果任何解析的 IP 是私有的则拒绝，禁止重定向
import { lookup } from 'node:dns/promises';
import ipaddr from 'ipaddr.js';

const ALLOWED_HOSTS = new Set(['hooks.example.com']);

async function assertSafeUrl(raw: string): Promise<URL> {
  const url = new URL(raw);
  if (url.protocol !== 'https:') throw new Error('仅支持 https');
  if (!ALLOWED_HOSTS.has(url.hostname)) throw new Error('主机不允许');
  // 解析所有记录；单个私有/保留地址即导致检查失败。
  const addrs = await lookup(url.hostname, { all: true });
  if (addrs.some((a) => ipaddr.parse(a.address).range() !== 'unicast')) {
    throw new Error('私有/保留 IP');
  }
  return url;
}

await fetch(await assertSafeUrl(req.body.webhookUrl), { redirect: 'error' });

range() !== 'unicast' 检查覆盖了回环、链路本地 169.254.169.254（云元数据，SSRF 头号目标）、私有和唯一本地地址范围（IPv4 和 IPv6）。

注意——这仍然存在 TOCTOU 间隙。 fetch 在检查后再次解析 DNS，因此使用短 TTL 记录的攻击者可以在验证和连接之间将域名重新绑定到内部 IP。对于高风险面，解析一次并连接到固定的 IP，或者在前端放置过滤代理（request-filtering-agent / ssrf-req-filter）。

输入验证模式

边界处的模式验证

import { z } from 'zod';

const CreateTaskSchema = z.object({
  title: z.string().min(1).max(200).trim(),
  description: z.string().max(2000).optional(),
  priority: z.enum(['low', 'medium', 'high']).default('medium'),
  dueDate: z.string().datetime().optional(),
});

// 在路由处理器中验证
app.post('/api/tasks', async (req, res) => {
  const result = CreateTaskSchema.safeParse(req.body);
  if (!result.success) {
    return res.status(422).json({
      error: {
        code: 'VALIDATION_ERROR',
        message: '无效输入',
        details: result.error.flatten(),
      },
    });
  }
  // result.data 现在具有类型且已验证
  const task = await taskService.create(result.data);
  return res.status(201).json(task);
});

文件上传安全

// 限制文件类型和大小
const ALLOWED_TYPES = ['image/jpeg', 'image/png', 'image/webp'];
const MAX_SIZE = 5 * 1024 * 1024; // 5MB

function validateUpload(file: UploadedFile) {
  if (!ALLOWED_TYPES.includes(file.mimetype)) {
    throw new ValidationError('不允许的文件类型');
  }
  if (file.size > MAX_SIZE) {
    throw new ValidationError('文件过大（最大 5MB）');
  }
  // 不要信任文件扩展名——如果关键，检查魔数
}

处理 npm audit 结果

并非所有审计发现都需要立即处理。使用此决策树：

npm audit 报告漏洞
├── 严重性：严重或高
│   ├── 易受攻击的代码在你的应用中是否可达？
│   │   ├── 是 --> 立即修复（更新、修补或替换依赖）
│   │   └── 否（仅开发依赖、未使用的代码路径）--> 尽快修复，但不阻塞
│   └── 是否有可用修复？
│       ├── 是 --> 更新到已修补版本
│       └── 否 --> 检查变通方案，考虑替换依赖，或添加到白名单并设置审查日期
├── 严重性：中等
│   ├── 生产环境中可达？--> 在下一个发布周期修复
│   └── 仅开发？--> 方便时修复，在待办事项中跟踪
└── 严重性：低
    └── 在常规依赖更新期间跟踪并修复

关键问题：

易受攻击的函数是否实际在你的代码路径中被调用？
依赖是运行时依赖还是仅开发依赖？
根据你的部署上下文，漏洞是否可利用（例如，仅客户端应用中的服务器端漏洞）？

当你推迟修复时，记录原因并设置审查日期。

供应链卫生

npm audit 捕获已知的 CVE；它不会捕获恶意或拼写错误的包。此外：

提交 lockfile 并在 CI 中使用 npm ci（而非 npm install）安装——可重现构建，无静默版本漂移。
在添加新依赖之前进行审查——维护情况、下载量以及它们是否真正值得加入。每个依赖都是攻击面（OWASP A06: 易受攻击的组件、LLM03: 供应链）。
警惕不熟悉包中的 postinstall 脚本——它们在安装时运行任意代码。
注意拼写错误——cross-env vs crossenv、react-dom vs reactdom。

速率限制

import rateLimit from 'express-rate-limit';

// 通用 API 速率限制
app.use('/api/', rateLimit({
  windowMs: 15 * 60 * 1000, // 15 分钟
  max: 100,                   // 每个窗口 100 个请求
  standardHeaders: true,
  legacyHeaders: false,
}));

// 认证端点更严格的限制
app.use('/api/auth/', rateLimit({
  windowMs: 15 * 60 * 1000,
  max: 10,  // 每 15 分钟 10 次尝试
}));

秘密管理

.env 文件：
  ├── .env.example  → 提交（包含占位值的模板）
  ├── .env          → 不提交（包含真实秘密）
  └── .env.local    → 不提交（本地覆盖）

.gitignore 必须包含：
  .env
  .env.local
  .env.*.local
  *.pem
  *.key

提交前始终检查：

# 检查意外暂存的秘密
git diff --cached | grep -i "password\|secret\|api_key\|token"

如果秘密曾经被提交，立即轮换它。 删除行或重写历史是不够的——一旦到达远程，就假设它已被泄露。首先撤销并重新颁发密钥，然后从历史中清除。

保护 AI / LLM 功能

如果你的应用调用 LLM——聊天机器人、摘要器、代理、RAG——它会继承一个新的攻击面。将其映射到 OWASP Top 10 for LLM Applications (2025)：

将所有模型输出视为不可信输入（LLM05: 输出处理不当）。 切勿将 LLM 输出直接传入 eval、SQL、shell、innerHTML 或文件路径。像处理原始用户输入一样验证和编码。
假设提示可能被劫持（LLM01: 提示注入）。 上下文窗口中的不可信文本——用户消息、获取的网页、PDF——可能携带指令。系统提示不是安全边界；在代码中强制执行权限，而非在提示中。
将秘密和其他用户的数据排除在提示之外（LLM02 / LLM07）。 上下文中的任何内容都可能被回显。不要将 API 密钥、跨租户数据或完整系统提示放在模型可能重复的位置。
限制工具和代理权限（LLM06: 过度代理）。 将工具范围限定为最小，对破坏性或不可逆操作要求确认，并验证每个工具参数。
限制消耗（LLM10: 无限制消耗）。 限制令牌、请求速率以及循环/递归深度，以防止精心构造的输入导致成本飙升或系统挂起。
隔离检索数据（LLM08: 向量和嵌入弱点）。 在 RAG 中，将向量存储视为信任边界：按租户分区嵌入，以便一个用户无法检索另一个用户的数据，并在索引前验证文档，以防止有毒内容引导答案。

// 错误：信任模型输出作为命令或标记
const sql = await llm.generate(`Write SQL for: ${userQuestion}`);
await db.query(sql);                                   // 任意查询执行
container.innerHTML = await llm.reply(userMessage);   // 通过模型的存储型 XSS

// 正确：模型输出是数据——防御性解析，然后验证，然后编码
let intent;
try {
  intent = CommandSchema.parse(JSON.parse(await llm.replyJson(userMessage)));
} catch {
  throw new ValidationError('意外的模型输出'); // JSON.parse 或模式失败
}
await runAllowlistedAction(intent.action, intent.params);
container.textContent = await llm.reply(userMessage);

安全审查清单

### 身份验证
- [ ] 密码使用 bcrypt/scrypt/argon2 哈希（盐轮数 ≥ 12）
- [ ] 会话令牌为 httpOnly、secure、sameSite
- [ ] 登录有速率限制
- [ ] 密码重置令牌会过期

### 授权
- [ ] 每个端点检查用户权限
- [ ] 用户只能访问自己的资源
- [ ] 管理员操作需要管理员角色验证

### 输入
- [ ] 所有用户输入在边界处验证
- [ ] SQL 查询已参数化
- [ ] HTML 输出已编码/转义
- [ ] 服务器端 URL 获取已白名单化（无 SSRF 到内部服务）

### 数据
- [ ] 代码或版本控制中没有秘密
- [ ] 敏感字段已从 API 响应中排除
- [ ] PII 在静态时加密（如适用）

### 基础设施
- [ ] 安全头已配置（CSP、HSTS 等）
- [ ] CORS 限制为已知来源
- [ ] 依赖项已审计漏洞
- [ ] 错误消息不暴露内部信息

### 供应链
- [ ] Lockfile 已提交；CI 使用 `npm ci` 安装
- [ ] 新依赖已审查（维护、下载量、postinstall 脚本）

### AI / LLM（如果使用）
- [ ] 模型输出视为不可信（无 eval/SQL/innerHTML/shell）
- [ ] 秘密和其他用户的数据排除在提示之外
- [ ] 工具/代理权限已限定；破坏性操作需要确认

另请参阅

有关详细的安全清单和预提交验证步骤，请参阅 references/security-checklist.md。

常见合理化借口

合理化借口	现实
“这是内部工具，安全不重要”	内部工具也会被攻破。攻击者瞄准最薄弱的环节。
“我们以后再加安全”	安全改造比一开始就构建难 10 倍。现在就加上。
“没人会试图利用这个”	自动化扫描器会发现它。安全通过模糊不是安全。
“框架处理安全”	框架提供工具，而非保证。你仍然需要正确使用它们。
“这只是原型”	原型会变成生产环境。从第一天起就养成安全习惯。
“威胁建模在这里是过度设计”	五分钟的“我该如何攻击它？”可以防止后续任何控制措施都无法修补的设计缺陷。
“这只是 LLM 输出，只是文本”	那个“文本”可以是 SQL 语句、脚本标签或 shell 命令。像对待任何不可信输入一样对待它。

危险信号

用户输入直接传递给数据库查询、shell 命令或 HTML 渲染
源代码或提交历史中存在秘密
API 端点没有身份验证或授权检查
缺少 CORS 配置或通配符（*）来源
认证端点没有速率限制
向用户暴露堆栈跟踪或内部错误
依赖项存在已知的严重漏洞
服务器获取用户提供的 URL 而没有白名单（SSRF）
LLM/模型输出传入查询、DOM、shell 或 eval
秘密、PII 或完整系统提示放入 LLM 上下文窗口

验证

在实现安全相关代码后：

[ ] npm audit 显示没有严重或高漏洞
[ ] 源代码或 git 历史中没有秘密
[ ] 所有用户输入在系统边界处验证
[ ] 每个受保护端点检查身份验证和授权
[ ] 响应中存在安全头（使用浏览器 DevTools 检查）
[ ] 错误响应不暴露内部细节
[ ] 认证端点已启用速率限制
[ ] 服务器端 URL 获取已根据白名单验证（无 SSRF）
[ ] LLM/模型输出在使用前已验证和编码（如果存在 AI 功能）

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