【JavaScript 漫游】【035】同源限制

技术宅的房间

文章简介

本篇文章为【JavaScript 漫游】专栏的第 035 篇文章，记录了浏览器模型同源限制相关的知识点。

概述

浏览器安全的基石是“同源政策”（same-origin policy）。1995 年，该政策由 Netscape 公司引入浏览器。目前，所有浏览器都实行这个政策。

最初，它的含义是指，A 网页设置的 Cookie，B 网页不能打开，除非这两个网页“同源”。所谓“同源”指的是“三个相同”。

协议相同
域名相同
端口相同（可忽略）

要注意的是，标准规定端口不同的网址不是同源，但是浏览器没有遵守这条规定。实际上，同一个网域的不同端口，是可以互相读取 Cookie 的。

同源政策的目的，是为了保证用户信息的安全，防止恶意的网站窃取数据。

举例来说：A 网站是一家银行，用户登录以后，A 网站在用户的机器上设置了一个 Cookie，包含了一些隐私信息。用户离开 A 网站以后，又去访问 B 网站，如果有同源限制，B 网站可以读取 A 网站的 Cookie，那么隐私就泄露了。更可怕的是，Cookie 往往用来保存用户的登录状态，如果用户没有退出登录，其他网站就可以冒充用户，为所欲为。因为浏览器同时还规定，提交表单不受同源政策的限制。

由此可见，同源政策是必需的，否则 Cookie 可以共享，互联网就毫无安全而言了。

随着互联网的发展，同源政策越来越严格。目前，如果非同源，共有三种行为受到限制。

无法读取非同源网页的 Cookie、LocalStorage 和 IndexedDB
无法接触非同源网页的 DOM
无法向非同源地址发送 AJAX 请求（可以发送，但浏览器会拒绝接受响应）

另外，通过 JavaScript 脚本可以拿到其他窗口的 window 对象。如果是非同源的网页，目前允许一个窗口可以接触其他网页的 window 对象的九个属性和四个方法。

window.closed
window.frames
window.length
window.location
window.opener
window.parent
window.self
window.top
window.window
window.blur()
window.close()
window.focus()
window.postMessage()

上面的九个属性之中，只有 window.location 是可读写的，其他八个全部都是只读。而且，即使是 location 对象，非同源的情况下，也只允许调用 location.replace() 和写入 location.href 属性。

虽然这些限制是必要的，但是有时很不方便，合理的同于也受到影响。下文介绍如何规避上面的限制。

document.domain

通过设置 document.domain 可以规避对一级域名相同情况下的 Cookie 和 iframe 多窗口通信的限制。

Cookie

Cookie 是服务器写入浏览器的一小段信息，只有同源的网页才能共享。如果两个网页一级域名相同，只是次级域名相同，通过设置 document.domain 即可实现共享 Cookie。

举例来说，A 网页的网址为 http://w1.example.com/a.thml，B 网页的网址为 http://w2.example.com/b.html，执行如下代码。

// 两个网页都需要设置
document.domain = 'example.com';

这时 A、B 网页之间就可以共享 Cookie。因为浏览器通过 document.domain 属性来检查是否同源。

注意，A 和 B 两个网页都需要设置 document.domain 属性，才能达到同源的目的。因为设置 document.domain 的同时，会把端口重置为 null，因此如果只设置一个网页的 document.domain，会导致两个网址的端口不同，还是达不到同源的目的。

iframe 和多窗口通信

iframe 元素可以在当前网页之中，嵌入其他网页。每个 iframe 元素形成自己的窗口，即有自己的 window 对象。iframe 窗口之中的脚本，可以获得父窗口和子窗口。但是，只有在同源的情况下，父窗口和子窗口才能通信；如果跨域，就无法拿到对方的 DOM。

这种情况不仅适用于 iframe 窗口，还适用于 window.open() 打开的窗口，只要跨域，父窗口和子窗口之间就无法通信。

如果两个窗口一级域名相同，只是二级域名不同，那么通过设置 document.domain 属性，就可以规避同源政策，拿到 DOM。

片段识别符

对于完全不同源的网站，要解决跨域窗口的通信问题，可以使用片段识别符（fragment identifier）。

片段标识符（fragment identifier）指的是，URL 的 # 号后面的部分，比如 http://example.com/x.html#fragment 的 #fragment。如果只是改变片段标识符，页面不会重新刷新。

父窗口可以把信息，写入子窗口的片段标识符。

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

子窗口通过监听 hashchange 事件得到通知。

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

同样的，子窗口也可以改变父窗口的片段标识符。

parent.location.herf = target + '#' + hash;

postMessage()

HTML5 为了解决跨域问题，引入了一个全新的 API：跨文档通信 API（Cross-document messaging）。

这个 API 为 window 对象新增了一个 window.postMessage 方法，允许跨窗口通信、读写其他窗口的 LocalStorage。

跨窗口通信

父窗口 aaa.com 向子窗口 bbb.com 发消息，调用 postMessage 方法就可以了。

// 父窗口打开一个子窗口
var popup = window.open('http://bbb.com', 'title');
// 父窗口向子窗口发消息
popup.postMessage('Hello World!', 'http://bbb.com');

postMessage 方法的第一个参数是具体的信息内容，第二个参数是接收消息的窗口的源（origin），即“协议 + 域名 + 端口”。也可以设为 *，表示不限制域名，向所有窗口发送。

子窗口向父窗口发送消息的写法类似

// 子窗口向父窗口发消息
window.opener.postMessage('Nice to see you', 'http://aaa.com');

父窗口和子窗口都可以通过 message 事件，监听对方的消息。

// 父窗口和子窗口都可以用下面的代码
// 监听 message 消息
window.addEventListener('message', function (e) {console.log(e.data);
}, false);

message 事件的参数是事件对象 event，提供以下三个属性。

event.source：发送消息的窗口
event.origin：消息发向的网址
event.data：消息内容

// 子窗口通过 event.source 属性引用父窗口，然后发送消息
window.addEventListener('message', receiveMessage);
function receiveMessage(event) {event.source.postMessage('Nice to see you!', '*');
}

上面代码有几个地方需求注意。首先，receiveMessage 函数里面没有过滤信息的来源，任意网址发来的信息都会被处理。其次，postMessage 方法中指定的目标窗口的网址是一个星号，表示该信息可以向任意网址发送。通常来说，这两种做法是不推荐的，因为不够安全，可能会被恶意利用。

event.origin 属性可以过滤不是发给本窗口的信息。

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);}
}

读写其他窗口的 localStorage

通过 window.postMessage，读写其他窗口的 LocalStorage 也成为了可能。

// 子窗口将父窗口发来的消息，写入自己的 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));
}

父窗口发送消息的代码如下。

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

加强版的子窗口接收消息的代码如下。

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;}
}

加强版的父窗口发送消息代码如下。

var win = document.getElementsByTagName('iframe')[0].contentWindow;
var obj = { name: 'Jack' };
// 存入对象
win.postMessage(JSON.stringify({key: 'storage', method: 'set'})
);
// 读取对象
win.postMessage(JSON.stringify({key: 'storage', method: 'get'}),"*"
);
window.onmessage = function(e) {if (e.origin != 'http://aaa.com') return;console.log(JSON.parse(e.data).name);
}

AJAX 跨域实现

同源政策规定，AJAX 请求只能发给同源的网址，否则就报错。

除了假设服务器代理（浏览器请求同源服务器，再由后者请求外部服务），有三种方法规避这个限制。

JSONP
WebSocket
CORS

JSONP

JSONP 是服务器与客户端跨源通信的常用方法。最大特点就是简单易用，没有兼容性问题，老式浏览器全部支持，服务端改造非常小。

它的做法如下。

第一步，网页添加一个 <script> 元素，向服务器请求一个脚本，这不受同源政策限制，可以跨域请求。

<script src="http://api.foo.com?callback=bar"></script>

注意，请求的脚本网址有一个 callback 参数（?callback=bar），用来告诉服务器，客户端的回调函数名称（bar）。

第二步，服务器收到请求后，拼接一个字符串，将 JSON 数据放在函数名里面，作为字符串返回（bar({....})）。

第三步，客户端会将服务器返回的字符串，作为代码解析，因为浏览器认为，这是 <script> 标签请求的脚本内容。这时，客户端只要定义了 bar() 函数，就能在该函数体内，拿到服务器返回的 JSON 数据。

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);
}

服务器收到这个请求以后，会将数据放在回调函数的参数位置返回。

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

由于 <script> 元素请求的脚本，直接作为代码运行。这时，只要浏览器定义了 foo 函数，该函数就会立即调用。作为参数的 JSON 数据被视为 JavaScript 对象，而不是字符串，因此避免了使用 JSON.parse 的步骤。

WebSocket

WebSocket 是一种通信协议，使用 ws://（非加密）和 wss://（加密）作为协议前缀。该协议不实行同源政策，只要服务器支持，就可以通过它进行跨源通信。

下面是浏览器发出的 WebSocket 请求的头信息的例子。

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

上面代码中，有一个字段是 Origin，表示该请求的请求源（origin），即发自哪个域名。

正是因为有了 Origin 这个字段，所以 WebSocket 才没有实行同源政策。因为服务器可以根据这个字段，判断是否许可本次通信。如果该域名在白名单内，服务器就会做出如下响应。

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