如何防范利用X-Forwarded-For伪造客户端IP漏洞

背景

       Web项目开发中，我们经常需要获取到客户端的真实ip，通过ip进行限流，防止接口被恶意用户大量调用，影响系统性能甚至搞垮整个系统。

在Java中，获取客户端IP最直接的方式就是使用request.getRemoteAddr()。这种方式能获取到连接服务器的客户端IP，在中间没有代理的情况下，的确是最简单有效的方式。但是目前互联网Web应用很少会将应用服务器直接对外提供服务，一般都会有一层 Nginx 做反向代理和负载均衡，有的甚至可能有多层代理。在有反向代理的情况下，直接使用request.getRemoteAddr()获取到的IP是Nginx所在服务器的IP，而不是客户端的 IP。

X-Forwarded-For

       为了获取到客户端的真实ip，我们需要用到X-Forwarded-For 。X-Forwarded-For 是一个 HTTP 扩展头部。HTTP/1.1（RFC 2616）协议并没有对它的定义，它最开始是由 Squid 这个缓存代理软件引入，用来表示 HTTP 请求端真实 IP。如今它已经成为事实上的标准，被各大 HTTP 代理、负载均衡等转发服务广泛使用，并被写入 RFC 7239（Forwarded HTTP Extension）标准之中。

X-Forwarded-For 请求头格式非常简单，就这样：

X-Forwarded-For: client, proxy1, proxy2

可以看到，XFF 的内容由「英文逗号 + 空格」隔开的多个部分组成，最开始的是离服务端最远的设备 IP，然后是每一级代理设备的 IP。

如果一个 HTTP 请求到达服务器之前，经过了三个代理 Proxy1、Proxy2、Proxy3，IP 分别为 IP1、IP2、IP3，用户真实 IP 为 IP0，那么按照 XFF 标准，服务端最终会收到以下信息：

X-Forwarded-For: IP0, IP1, IP2

Proxy3 直连服务器，它会给 XFF 追加 IP2，表示它是在帮 Proxy2 转发请求。列表中并没有 IP3，IP3 可以在服务端通过 Remote Address 字段获得。我们知道 HTTP 连接基于 TCP 连接，HTTP 协议中没有 IP 的概念，Remote Address 来自 TCP 连接，表示与服务端建立 TCP 连接的设备 IP，在这个例子里就是 IP3。Remote Address 无法伪造，因为建立 TCP 连接需要三次握手，如果伪造了源 IP，无法建立 TCP 连接，更不会有后面的 HTTP 请求。

如何利用X-Forwarded-For请求头伪造客户端ip

       X-Forwarded-For缺点就是客户端可以伪造。X-Forwarded-For一般的客户端（例如浏览器）发送HTTP请求是没有X-Forwarded-For头的，当请求到达第一个代理服务器时，代理服务器会加上X-Forwarded-For请求头，并将值设为客户端的IP（也就是最左边第一个值），后面如果还有多个代理，会依次将IP追加到X-Forwarded-For头最右边，最终请求到达Web应用服务器，应用通过获取X-Forwarded-For头取左边第一个IP即为客户端真实IP。

但是如果客户端在发起请求时，请求头上带上一个伪造的X-Forwarded-For，由于后续每层代理只会追加而不会覆盖，那么最终到达应用服务器时，获取的左边第一个IP将会是客户端伪造的IP。

如何防范ip伪造

在直接对外的 Nginx配置：

proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;

$remote_addr是获取的是直接TCP连接的客户端IP（类似于Java中的request.getRemoteAddr()），这个是无法伪造的，即使客户端伪造也会被覆盖掉，而不是追加。