Полное руководство: Предотвращение кэширования браузера для безопасности

Эффективная защита от кэширования веб-страниц во всех браузерах для обеспечения безопасности

Для эффективной защиты от кэширования веб-страниц во всех браузерах в целях безопасности необходимо реализовать комбинацию HTTP-заголовков, которые работают в разных версиях браузеров. Наиболее безопасный подход заключается в использовании Cache-Control: no-store, must-revalidate вместе с заголовками Pragma: no-cache и Expires: 0, хотя некоторые браузеры требуют дополнительной обработки из-за их непоследовательной реализации директив кэширования.

Содержание

• Понимание проблем кэширования в браузерах
• Основные HTTP-заголовки для предотвращения кэширования
• Решения для совместимости с конкретными браузерами
• Стратегии реализации
• Соображения безопасности и лучшие практики
• Методы тестирования и проверки

Понимание проблем кэширования в браузерах

Разные браузеры обрабатывают директивы HTTP кэширования непоследовательно, создавая значительные проблемы для приложений, ориентированных на безопасность. Как объясняется на Mozilla Developer Network, “директива запроса no-store позволяет клиенту требовать, чтобы кэши не хранили запрос и соответствующий ответ — даже если ответ сервера-источника мог бы быть сохранен”. Однако реализации в браузерах сильно различаются.

Риски безопасности существенны. Когда чувствительные страницы кэшируются, пользователи потенциально могут получить доступ к кэшированному содержимому после выхода из системы с помощью кнопки “назад” в браузере, как продемонстрировано в вашем тесте безопасности. TechTarget подчеркивает, что “страницы, содержащие конфиденциальную информацию, должны включать заголовок cache-control, чтобы гарантировать, что содержимое не кэшируется” из-за разных поведений кэширования по умолчанию для HTTPS-содержимого в разных браузерах.

Особенности браузеров усложняют решение:

• Internet Explorer 6+ имеет уникальное поведение с META-тегами и требует конкретной реализации заголовков
• Firefox обрабатывает навигацию назад по-разному и может игнорировать определенные директивы кэширования
• Safari 3+ часто требует дополнительной HTML-разметки вместе с заголовками
• Opera 9+ имеет ограничения только для HTTPS для определенных директив кэширования
• Chrome имеет ограниченную поддержку старых методов спецификации кэширования

Основные HTTP-заголовки для предотвращения кэширования

Наиболее эффективная стратегия предотвращения кэширования объединяет несколько HTTP-заголовков для решения разных поведений браузеров и версий протокола HTTP:

Основные заголовки для максимальной безопасности

Cache-Control: no-store, must-revalidate
Pragma: no-cache
Expires: 0

Как подробно описано на RichHewlett.com, “установка ‘Cache-Control’ в private инструктирует любые прокси не кэшировать страницу, но все еще разрешает браузеру кэшировать. Изменение этого на no-store инструктирует браузер не кэшировать страницу и не хранить ее в локальном кэше. Это наиболее безопасная настройка.”

Директива no-store обеспечивает высочайший уровень безопасности, инструктируя браузеры и кэши не хранить никакую версию ресурса, что делает ее подходящей для чувствительных данных или регулярно изменяющейся информации, которая не должна кэшироваться DebugBear.

Разбор функций заголовков

1. Cache-Control: no-store, must-revalidate

   • no-store: Предотвращает хранение браузерами любой кэшированной версии
   • must-revalidate: Принудительно требует повторной проверки с сервером перед использованием кэшированного содержимого

2. Pragma: no-cache

   • Директива совместимости с HTTP/1.0
   • Требуется для старых браузеров, которые полностью не поддерживают Cache-Control

3. Expires: 0

   • Принудительное немедленное истечение срока действия (хотя технически недопустимо согласно спецификации HTTP)
   • Предоставляет дополнительный запасной вариант для совместимости с браузерами

Согласно ReqBin, эта комбинация обеспечивает комплексное предотвращение кэширования в разных реализациях браузеров.

Решения для совместимости с конкретными браузерами

Каждый браузер в вашем целевом списке требует особого внимания из-за их уникального поведения кэширования:

Совместимость с Internet Explorer 6+

Internet Explorer представляет наибольшие проблемы для предотвращения кэширования:

• Ограничения META-тегов: Как указано в документации Microsoft, “META-тег Pragma: no-cache обрабатывается идентично Expires: -1, если используется на небезопасной странице. Страница будет кэширована, но помечена как немедленно истекшая.”

• Требование HTTP-заголовка: “META-теги Cache-Control HTTP-EQUIV игнорируются и не имеют эффекта в Internet Explorer версий 4 или 5. Для использования Cache-Control этот заголовок должен быть указан с помощью HTTP-заголовков, как описано в разделе Cache-Control выше.”

• Дополнительные настройки: Пользователи могут вручную отключить кэширование через Internet Options → Advanced → Security → “Не сохранять зашифрованные страницы на диск” Server Fault.

Совместимость с Firefox 1.5+

Firefox обычно хорошо обрабатывает директивы кэширования, но имеет некоторые особенности:

• Навигация назад: Firefox может игнорировать no-store при навигации назад через историю браузера Gert-Jan’s Cache Control Reference.

• Поддержка заголовков запроса: Firefox поддерживает max-age, max-stale и min-fresh в запросах, как с простым временем свежести, так и когда присутствует заголовок Age Mark Nottingham’s Blog.

• Ограничения JavaScript: Как отмечено в ранних исследованиях кэширования браузеров, “если вы вызываете setRequestHeader(‘Cache-Control’, ‘no-cache’) в вашем JavaScript, браузеры не будут соблюдать это; они будут использовать его, если он кэширован” Mark Nottingham’s Blog.

Совместимость с Safari 3+

Safari требует специальной обработки для надежного предотвращения кэширования:

• Требование HTML-разметки: Согласно исследованиям на Stack Overflow, “Safari (v5.1.7, 7534.57.2) любой из этих вариантов будет работать: Cache-Control: no-store в html”

• Ограниченная поддержка запросов: “Safari поддерживает только max-age=0; если есть любое другое значение или заголовок Age в ответе, max-age, кажется, игнорируется в запросах” Mark Nottingham’s Blog.

• Агрессивное обход кэширования: “Safari отличается и, кажется, гораздо более агрессивен в обходе кэширования” CSS Wizardry.

Совместимость с Opera 9+

Opera имеет конкретные требования к HTTPS:

• Ограничение HTTPS: “В Opera (v12.15) мы можем сделать это только с помощью Cache-Control: must-revalidate (только для https)” Stack Overflow.

• Управление кэшем: “В Opera для очистки кэша нажмите вкладку Network, выберите вторичную вкладку Network Options и выберите первый вариант” DevTools Secrets.

Совместимость с Chrome

Chrome имеет более ограниченную поддержку директив кэширования:

• Ограничения заголовков запроса: “Chrome поддерживает только max-age=0 в запросах, и только со значением 0” Mark Nottingham’s Blog.

• Проверка заголовков: Некоторые разработчики сообщают о проблемах, когда браузеры “кажется, не соблюдают заголовок Cache-Control, я установил его в no-cache, no-store, must-revalidate, но тем не менее у многих моих клиентов есть кэш с самого начала” Stack Overflow.

Стратегии реализации

На основе результатов исследований, вот наиболее эффективные стратегии реализации для предотвращения кэширования браузеров во всех целевых браузерах:

Комбинация заголовков для кросс-браузерной работы

Наиболее надежное решение объединяет несколько заголовков и подходов:

Cache-Control: no-store, must-revalidate
Pragma: no-cache
Expires: 0

Согласно исследованиям на Stack Overflow, “объединение вышеуказанного дает нам это решение, которое работает для Chrome 28, FireFox 23, IE8, Safari 5.1.7 и Opera 12.15: Cache-Control: no-store, must-revalidate (только для https)”

Серверная реализация

Для веб-серверов реализуйте эти заголовки в вашем ответе:

Apache (.htaccess):

<FilesMatch "\.(php|html|htm)$">
    Header set Cache-Control "no-store, must-revalidate"
    Header set Pragma "no-cache"
    Header set Expires "0"
</FilesMatch>

Nginx:

location ~ \.(php|html|htm)$ {
    add_header Cache-Control "no-store, must-revalidate";
    add_header Pragma "no-cache";
    add_header Expires "0";
}

Node.js (Express):

app.use((req, res, next) => {
    res.set({
        'Cache-Control': 'no-store, must-revalidate',
        'Pragma': 'no-cache',
        'Expires': '0'
    });
    next();
});

Дополнительные клиентские меры

Для максимальной совместимости, особенно с Safari, добавьте HTML-разметку:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta http-equiv="Cache-Control" content="no-store, must-revalidate">
    <meta http-equiv="Pragma" content="no-cache">
    <meta http-equiv="Expires" content="0">
</head>
<body onunload="">
    <!-- Ваше чувствительное содержимое здесь -->
</body>
</html>

Переопределения для конкретных браузеров

Рассмотрите обнаружение браузера для дополнительных мер:

function preventCaching() {
    // Очистка кэша при выгрузке страницы
    window.addEventListener('beforeunload', function() {
        if (navigator.userAgent.indexOf('Safari') > -1) {
            // Специальная обработка для Safari
        }
        if (navigator.userAgent.indexOf('MSIE') > -1 || navigator.userAgent.indexOf('Trident/') > -0) {
            // Специальная обработка для IE
        }
    });
}

Соображения безопасности и лучшие практики

Реализация предотвращения кэширования требует тщательного рассмотрения вопросов безопасности:

Риски безопасности неправильного управления кэшированием

Когда заголовки cache-control установлены неправильно, “браузеры и прокси могут кэшировать содержимое, что может привести к проблемам безопасности и конфиденциальности. Риски, связанные с неполной или отсутствующей уязвимостью установки HTTP-заголовков cache-control и pragma включают: Кэширование конфиденциальной информации: если конфиденциальная информация кэшируется браузером или промежуточными прокси, к ней могут получить неавторизованные пользователи” StackHawk Docs.

Защита конфиденциальности

Директива ответа private говорит “кэшу хранить персонализированное содержимое только в браузере пользователя, а не в общих кэшах. Это гарантирует, что пользовательские данные остаются конфиденциальными и безопасными, сохраняя баланс между эффективностью и конфиденциальностью. Защита чувствительной информации зависит от директив no-cache и no-store” Alokai.

Требование HTTPS

Для максимальной безопасности убедитесь, что чувствительные страницы обслуживаются только через HTTPS, особенно для браузеров, таких как Opera, которые имеют ограничения только для HTTPS для определенных директив кэширования.

Регулярное тестирование безопасности

Реализуйте регулярное тестирование безопасности для проверки того, что меры предотвращения кэширования работают правильно во всех поддерживаемых браузерах.

Методы тестирования и проверки

Чтобы убедиться, что ваши меры предотвращения кэширования работают во всех целевых браузерах:

Процедуры ручного тестирования

1. Тест входа: Войдите в ваше приложение, перейдите к чувствительным страницам, затем выйдите
2. Тест кнопки “назад”: Используйте кнопку “назад” в браузере для попытки доступа к кэшированному чувствительному содержимому
3. Тест истории браузера: Проверьте историю браузера на наличие кэшированных чувствительных страниц
4. Проверка кэша: Используйте инструменты разработчика браузера для проверки кэшированных ресурсов

Инструменты разработчика браузера

Каждый браузер предоставляет инструменты для отключения кэширования для тестирования:

• Chrome/Edge: Откройте DevTools → вкладка Network → установите флажок “Disable cache”
• Firefox: Откройте DevTools → вкладка Network → установите флажок “Disable cache”
• Safari: Откройте DevTools → Develop → снимите флажок “Disable caches”
• Internet Explorer: “Опция находится под ‘Cache’ в строке меню” DevTools Secrets
• Opera: “Нажмите вкладку Network, выберите вторичную вкладку Network Options и выберите первый вариант” DevTools Secrets

Автоматизированное тестирование

Рассмотрите возможность реализации автоматизированных тестов, которые проверяют правильность установки заголовков кэширования для чувствительных страниц:

// Пример теста с использованием Jest
describe('Предотвращение кэширования', () => {
    test('чувствительные страницы должны иметь правильные заголовки кэширования', async () => {
        const response = await axios.get('/чувствительная-страница');
        expect(response.headers['cache-control']).toContain('no-store');
        expect(response.headers['pragma']).toBe('no-cache');
        expect(response.headers['expires']).toBe('0');
    });
});

Заключение

Предотвращение кэширования браузеров во всех браузерах для обеспечения безопасности требует многоуровневого подхода, сочетающего правильные HTTP-заголовки, особенности конкретных браузеров и дополнительные клиентские меры. Наиболее эффективное решение использует Cache-Control: no-store, must-revalidate вместе с заголовками Pragma: no-cache и Expires: 0, дополненное HTML-разметкой для совместимости с Safari.

Основные выводы включают:

• Всегда реализуйте несколько заголовков предотвращения кэширования для максимальной совместимости
• Будьте осведомлены об особенностях конкретных браузеров, особенно с Internet Explorer и Safari
• Обслуживайте чувствительные страницы через HTTPS для обеспечения правильной обработки директив кэширования
• Тщательно тестируйте во всех целевых браузерах с использованием как ручных, так и автоматизированных методов
• Регулярно проверяйте, что меры предотвращения кэширования остаются эффективными по мере обновления браузеров

Следуя этим стратегиям, вы можете эффективно предотвратить кэширование чувствительных страниц и устранить уязвимость безопасности, при которой пользователи могут получить доступ к кэшированному содержимому после выхода из системы.

Источники

1. Stack Overflow - Как контролировать кэширование веб-страниц во всех браузерах?
2. RichHewlett.com - Предотвращение кэширования браузера с помощью HTTP-заголовков
3. Mozilla Developer Network - Заголовок Cache-Control
4. Microsoft Learn - Как предотвратить кэширование в Internet Explorer
5. TechTarget - Может ли установка заголовка cache-control улучшить безопасность данных приложения?
6. StackHawk Docs - Неполный или отсутствующий HTTP-заголовок cache-control и pragma
7. Server Fault - Есть ли способ отключить кэширование клиента браузера для конкретных веб-сайтов?
8. DebugBear - Руководство по HTTP-заголовку Cache-Control
9. ReqBin - Как отключить кэширование с помощью HTTP-заголовков?
10. Alokai - Руководство по HTTP-заголовку Cache-Control 2024
11. Блог Марка Ноттингема - Состояние кэширования браузеров, пересмотренное
12. Справочник по управлению кэшем Герта-Яна - Различия между веб-браузерами
13. Блог Марка Ноттингема - Состояние кэширования браузеров
14. CSS Wizardry - Почему у нас есть заголовок запроса Cache-Control?
15. Секреты инструментов разработчика браузера - Отключение кэша браузера