HTTP 冷知识 | X-Forwarded-For

2021-05-27 admin 0 Comments

文章开始前，我先讲一个开发中的小故事，可以加深一下大家对这个字段的理解。

前段时间要做一个和风控相关的需求，需要拿到用户的 IP，开发后灰度了一小部分用户，测试发现后台日志里灰度的用户 IP 全是异常的，哪有这么巧的事情。随后测试发过来几个异常 IP：

10.148.2.122
10.135.2.38
10.149.12.33
...
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一看 IP 特征我就明白了，这几个 IP 都是 10 开头的，属于 A 类 IP 的私有 IP 范围（10.0.0.0-10.255.255.255），后端拿到的肯定是代理服务器的 IP，而不是用户的真实 IP。

现在有些规模的网站基本都不是单点 Server 了，为了应对更高的流量和更灵活的架构，应用服务一般都是隐藏在代理服务器之后的，比如说 Nginx。

加入接入层后，我们就能比较容易的实现多台服务器的负载均衡和服务升级，当然还有其他的好处，比如说更好的内容缓存和安全防护，不过这些不是本文的重点就不展开了。

网站加入代理服务器后，除了上面的几个优点，同时引入了一些新的问题。比如说之前的单点 Server，服务器是可以直接拿到用户的 IP 的，加入代理层后，如上图所示，（应用）原始服务器拿到的是代理服务器的 IP，我前面讲的故事的问题就出在这里。

Web 开发这么成熟的领域，肯定是有现成的解决办法的，那就是 X-Forwarded-For 请求头。

X-Forwarded-For 是一个事实标准，虽然没有写入 HTTP RFC 规范里，从普及程度上看其实可以算 HTTP 规范了。

这个标准是这样定义的，每次代理服务器转发请求到下一个服务器时，要把代理服务器的 IP 写入 X-Forwarded-For 中，这样在最末端的应用服务收到请求时，就会得到一个 IP 列表：

X-Forwarded-For: client, proxy1, proxy2
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因为 IP 是一个一个依次 push 进去的，那么第一个 IP 就是用户的真实 IP，取来用就好了。

但是，事实有这么简单吗？

从安全的角度上考虑，整个系统最不安全的就是人，用户端都是最好攻破最好伪造的。有些用户就开始钻协议的漏洞：X-Forwarded-For 是代理服务器添加的，如果我一开始请求的 Header 头里就加了 X-Forwarded-For ，不就骗过服务器了吗？

1. 首先从客户端发出请求，带有 X-Forwarded-For 请求头，里面写一个伪造的 IP：

X-Forwarded-For: fakeIP
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2. 服务端第一层代理服务收到请求，发现已经有 X-Forwarded-For，误把这个请求当成代理服务器，于是向这个字段追加了客户端的真实 IP：

X-Forwarded-For: fakeIP, client
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3. 经过几层代理后，最终的服务器拿到的 Header 是这样的：

X-Forwarded-For: fakeIP, client, proxy1, proxy2
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要是按照取 X-Forwarded-For 第一个 IP 的思路，你就着了攻击者的道了，你拿到的是 fakeIP，而不是 client IP。

服务端如何破招？上面三个步骤：

第二步的破招我拿 Nginx 服务器举例。

我们在最外层的 Nginx 上，对 X-Forwarded-For 的配置如下：

proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
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什么意思呢？就是最外层代理服务器不信任客户端的 X-Forwarded-For 输入，直接覆盖，而不是追加。

非最外层的 Nginx 服务器，我们配置：

proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
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$proxy_add_x_forwarded_for 就是追加 IP 的意思。通过这招，就可以破招用户端的伪造办法。

第三步的破招思路也很容易，正常思路我们是取X-Forwarded-For 最左侧的 IP，这次我们反其道而行之，从右边数，减去代理服务器的数目，那么剩下的 IP 里，最右边的就是真实 IP。

X-Forwarded-For: fakeIP, client, proxy1, proxy2
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比如说我们已知代理服务有两层，从右向左数，把 proxy1 和 proxy2 去掉，剩下的 IP 列表最右边的就是真实 IP。

相关思路和代码实现可参考 Egg.js 前置代理模式。

通过 X-Forwarded-For 获取用户真实 IP 时，最好不要取第一个 IP，以防止用户伪造 IP。