伴隨着Web2.0、社交網絡、微博等一系列新型互聯網產品的興起,基於Web環境的互聯網應用越來越廣泛,Web攻擊的手段也越來越多樣,Web安全史上的一個重要里程碑是大約1999年發現的SQL注入攻擊,之後的XSS,CSRF等攻擊手段愈發強大,Web攻擊的思路也從服務端轉向了客戶端,轉向了瀏覽器和用戶。
SQL注入常見攻擊技巧
SQL注入攻擊是Web安全史上的一個重要里程碑,它從1999年首次進入人們的視線,至今已經有十幾年的歷史了,雖然我們現在已經有了很全面的防範對策,但是它的威力仍然不容小覷,SQL注入攻擊至今仍然是Web安全領域中的一個重要組成部分。
以PHP+MySQL爲例,讓我們以一個Web網站中最基本的用戶系統來做實例演示,看看SQL注入究竟是怎麼發生的。
1、創建一個名爲demo的數據庫:
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CREATE DATABASE `demo` DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci;
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2、創建一個名爲user的數據表,並插入1條演示數據:
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CREATE TABLE `demo`.`user` ( `uid` INT( 11 ) NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT '用戶uid', `username` VARCHAR( 20 ) NOT NULL COMMENT '用戶名', `password` VARCHAR( 32 ) NOT NULL COMMENT '用戶密碼' ) ENGINE = INNODB; INSERT INTO `demo`.`user` (`uid`, `username`, `password`) VALUES ('1', 'plhwin', MD5('123456')); |
實例一
通過傳入username
參數,在頁面打印出這個會員的詳細信息,編寫 userinfo.php
程序代碼:
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<?php header('Content-type:text/html; charset=UTF-8'); $username = isset($_GET['username']) ? $_GET['username'] : ''; $userinfo = array(); if($username){ //使用mysqli驅動連接demo數據庫 $mysqli = new mysqli("localhost", "root", "root", 'demo'); $sql = "SELECT uid,username FROM user WHERE username='{$username}'"; //mysqli multi_query 支持執行多條MySQL語句 $query = $mysqli->multi_query($sql); if($query){ do { $result = $mysqli->store_result(); while($row = $result->fetch_assoc()){ $userinfo[] = $row; } if(!$mysqli->more_results()){ break; } } while ($mysqli->next_result()); } } echo '<pre>',print_r($userinfo, 1),'</pre>'; |
上面這個程序要實現的功能是根據瀏覽器傳入的用戶名參數,在頁面上打印出這個用戶的詳細信息,程序寫的這麼複雜是因爲我採用了mysqli的驅動,以便能使用到 multi_query
方法來支持同時執行多條SQL語句,這樣能更好的說明SQL注入攻擊的危害性。
假設我們可以通過 http://localhost/test/userinfo.php?username=plhwin
這個URL來訪問到具體某個會員的詳情,正常情況下,如果瀏覽器裏傳入的username是合法的,那麼SQL語句會執行:
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SELECT uid,username FROM user WHERE username='plhwin'
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但是,如果用戶在瀏覽器裏把傳入的username參數變爲 plhwin';SHOW TABLES-- hack
,也就是當URL變爲 http://localhost/test/userinfo.php?username=plhwin';SHOW
TABLES-- hack
的時候,此時我們程序實際執行的SQL語句變成了:
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SELECT uid,username FROM user WHERE username='plhwin';SHOW TABLES-- hack'
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注意:在MySQL中,最後連續的兩個減號表示忽略此SQL減號後面的語句,我本機的MySQL版本號爲5.6.12,目前幾乎所有SQL注入實例都是直接採用兩個減號結尾,但是實際測試,這個版本號的MySQL要求兩個減號後面必須要有空格才能正常注入,而瀏覽器是會自動刪除掉URL尾部空格的,所以我們的注入會在兩個減號後面統一添加任意一個字符或單詞,本篇文章的SQL注入實例統一以 --
hack
結尾。
經過上面的SQL注入後,原本想要執行查詢會員詳情的SQL語句,此時還額外執行了 SHOW TABLES;
語句,這顯然不是開發者的本意,此時可以在瀏覽器裏看到頁面的輸出:
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Array ( [0] => Array ( [uid] => 1 [username] => plhwin ) [1] => Array ( [Tables_in_demo] => user ) ) |
你能清晰的看到,除了會員的信息,數據庫表的名字user
也被打印在了頁面上,如果作惡的黑客此時將參數換成 plhwin';DROP
TABLE user-- hack
,那將產生災難性的嚴重結果,當你在瀏覽器中執行 http://localhost/test/userinfo.php?username=plhwin';DROP
TABLE user-- hack
這個URL後,你會發現整個 user
數據表都消失不見了。
通過上面的例子,大家已經認識到SQL注入攻擊的危害性,但是仍然會有人心存疑問,MySQL默認驅動的mysql_query
方法現在已經不支持多條語句同時執行了,大部分開發者怎麼可能像上面的演示程序那樣又麻煩又不安全。
是的,在PHP程序中,MySQL是不允許在一個mysql_query
中使用分號執行多SQL語句的,這使得很多開發者都認爲MySQL本身就不允許多語句執行了,但實際上MySQL早在4.1版本就允許多語句執行,通過PHP的源代碼,我們發現其實只是PHP語言自身限制了這種用法,具體情況大家可以看看這篇文章「PHP+MySQL多語句執行」。
實例二
如果系統不允許同時執行多條SQL語句,那麼SQL注入攻擊是不是就不再這麼可怕呢?答案是否定的,我們仍然以上面的user數據表,用Web網站中常用的會員登錄系統來做另外一個場景實例,編寫程序login.php
,代碼如下:
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<?php if($_POST){ $link = mysql_connect("localhost", "root", "root"); mysql_select_db('demo', $link); $username = empty($_POST['username']) ? '' : $_POST['username']; $password = empty($_POST['password']) ? '' : $_POST['password']; $md5password = md5($password); $sql = "SELECT uid,username FROM user WHERE username='{$username}' AND password='{$md5password}'"; $query = mysql_query($sql, $link); $userinfo = mysql_fetch_array($query, MYSQL_ASSOC); if(!empty($userinfo)){ //登錄成功,打印出會員信息 echo '<pre>',print_r($userinfo, 1),'</pre>'; } else { echo "用戶名不存在或密碼錯誤!"; } } ?> <!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="utf-8"> <title>Web登錄系統SQL注入實例</title> </head> <body> <form name="LOGIN_FORM" method="post" action=""> 登錄帳號: <input type="text" name="username" value="" size=30 /><br /><br /> 登錄密碼: <input type="text" name="password" value="" size=30 /><br /><br /> <input type="submit" value="登錄" /> </form> </body> </html> |
此時如果輸入正確的用戶名 plhwin
和密碼 123456
,執行的SQL語句爲:
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SELECT uid,username FROM user WHERE username='plhwin' AND password='e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e'
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上面語句沒有任何問題,可以看到頁面打印出了登錄成功後的會員信息,但如果有搗蛋鬼輸入的用戶名爲 plhwin' AND 1=1-- hack
,密碼隨意輸入,比如aaaaaa
,那麼拼接之後的SQL查詢語句就變成了如下內容:
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SELECT uid,username FROM user WHERE username='plhwin' AND 1=1-- hack' AND password='0b4e7a0e5fe84ad35fb5f95b9ceeac79'
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執行上面的SQL語句,因爲1=1
是永遠成立的條件,這意味着黑客只需要知道別人的會員名,無需知道密碼就能順利登錄到系統。
如何確定SQL注入漏洞
通過以上的實例,我們仍然還會有疑問:黑客並不知道我們程序代碼的邏輯和SQL語句的寫法,他是如何確定一個網站是否存在SQL注入漏洞呢?一般說來有以下2種途徑:
1、錯誤提示
如果目標Web網站開啓了錯誤顯示,攻擊者就可以通過反覆調整發送的參數、查看頁面打印的錯誤信息,推測出Web網站使用的數據庫和開發語言等重要信息。
2、盲注
除非運維人員疏忽,否則大部分的Web運營網站應該都關閉了錯誤提示信息,此時攻擊者一般會採用盲注的技巧來進行反覆的嘗試判斷。 仍然以上面的數據表user爲例,我們之前的查看會員詳情頁面的url地址爲userinfo.php?username=plhwin
,此時黑客分別訪問userinfo.php?username=plhwin'
AND 1=1-- hack
和userinfo.php?username=plhwin' AND 1=2-- hack
,如果前者訪問能返回正常的信息而後者不能,就基本可以判斷此網站存在SQL注入漏洞,因爲後者的1=2
這個表達式永遠不成立,所以即使username傳入了正確的參數也無法通過,由此可以推斷這個頁面存在SQL注入漏洞,並且可以通過username
參數進行注入。
如何防禦SQL注入
對於服務器配置層面的防範,應該保證生產環境的Webserver是關閉錯誤信息的,比如PHP在生產環境的配置文件php.ini中的display_errors應該設置爲Off,這樣就關閉了錯誤提示,下面我們更多的從編碼的角度來看看如何防範SQL注入。
上面用兩個實例分析了SQL注入攻擊的技巧,可以看到,但凡有SQL注入漏洞的程序,都是因爲程序要接受來自客戶端用戶輸入的變量或URL傳遞的參數,並且這個變量或參數是組成SQL語句的一部分,對於用戶輸入的內容或傳遞的參數,我們應該要時刻保持警惕,這是安全領域裏的「外部數據不可信任」的原則,縱觀Web安全領域的各種攻擊方式,大多數都是因爲開發者違反了這個原則而導致的,所以自然能想到的,就是從變量的檢測、過濾、驗證下手,確保變量是開發者所預想的。
1、檢查變量數據類型和格式
如果你的SQL語句是類似where id={$id}
這種形式,數據庫裏所有的id都是數字,那麼就應該在SQL被執行前,檢查確保變量id是int類型;如果是接受郵箱,那就應該檢查並嚴格確保變量一定是郵箱的格式,其他的類型比如日期、時間等也是一個道理。總結起來:只要是有固定格式的變量,在SQL語句執行前,應該嚴格按照固定格式去檢查,確保變量是我們預想的格式,這樣很大程度上可以避免SQL注入攻擊。
比如,我們前面接受username
參數例子中,我們的產品設計應該是在用戶註冊的一開始,就有一個用戶名的規則,比如5-20個字符,只能由大小寫字母、數字以及一些安全的符號組成,不包含特殊字符
。此時我們應該有一個check_username
的函數來進行統一的檢查。不過,仍然有很多例外情況並不能應用到這一準則,比如文章發佈系統,評論系統等必須要允許用戶提交任意字符串的場景,這就需要採用過濾等其他方案了。
2、過濾特殊符號
對於無法確定固定格式的變量,一定要進行特殊符號過濾或轉義處理。以PHP爲例,通常是採用addslashes
函數,它會在指定的預定義字符前添加反斜槓轉義,這些預定義的字符是:單引號
(') 雙引號 (") 反斜槓 (\) NULL
。
來看2條SQL語句:
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$uid = isset($_GET['uid']) ? $_GET['uid'] : 0; $uid = addslashes(uid); $sql = "SELECT uid,username FROM user WHERE uid='{$uid}'"; |
以及
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$uid = isset($_GET['uid']) ? $_GET['uid'] : 0; $uid = addslashes(uid); $sql = "SELECT uid,username FROM user WHERE uid={$uid}"; |
上面兩個查詢語句都經過了php的addslashes函數過濾轉義,但在安全性上卻大不相同,在MySQL中,對於int類型字段的條件查詢,上面個語句的查詢效果完全一樣,由於第一句SQL的變量被單引號包含起來,SQL注入的時候,黑客面臨的首要問題是必須要先閉合前面的單引號,這樣才能使後面的語句作爲SQL執行,並且還要註釋掉原SQL語句中的後面的單引號,這樣纔可以成功注入,由於代碼裏使用了addslashes函數,黑客的攻擊會無從下手,但第二句沒有用引號包含變量,那黑客也不用考慮去閉合、註釋,所以即便同樣採用addslashes轉義,也還是存在SQL攻擊漏洞。
對於PHP程序+MySQL構架的程序,在動態的SQL語句中,使用單引號把變量包含起來配合addslashes
函數是應對SQL注入攻擊的有效手段,但這做的還不夠,像上面的2條SQL語句,根據「檢查數據類型」的原則,uid都應該經過intval
函數格式爲int型,這樣不僅能有效避免第二條語句的SQL注入漏洞,還能使得程序看起來更自然,尤其是在NoSQL(如MongoDB)中,變量類型一定要與字段類型相匹配纔可以。
從上面可以看出,第二個SQL語句是有漏洞的,不過由於使用了addslashes函數,你會發現黑客的攻擊語句也存在不能使用特殊符號的條件限制,類似where username='plhwin'
這樣的攻擊語句是沒法執行的,但是黑客可以將字符串轉爲16進制編碼數據或使用char
函數進行轉化,同樣能達到相同的目的,如果對這部分內容感興趣,可以點擊這裏查看。而且由於SQL保留關鍵字,如「HAVING」、「ORDER
BY」的存在,即使是基於黑白名單的過濾方法仍然會有或多或少問題,那麼是否還有其他方法來防禦SQL注入呢?
3、綁定變量,使用預編譯語句
MySQL的mysqli
驅動提供了預編譯語句的支持,不同的程序語言,都分別有使用預編譯語句的方法,我們這裏仍然以PHP爲例,編寫userinfo2.php
代碼:
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<?php header('Content-type:text/html; charset=UTF-8'); $username = isset($_GET['username']) ? $_GET['username'] : ''; $userinfo = array(); if($username){ //使用mysqli驅動連接demo數據庫 $mysqli = new mysqli("localhost", "root", "root", 'demo'); //使用問號替代變量位置 $sql = "SELECT uid,username FROM user WHERE username=?"; $stmt = $mysqli->prepare($sql); //綁定變量 $stmt->bind_param("s", $username); $stmt->execute(); $stmt->bind_result($uid, $username); while ($stmt->fetch()) { $row = array(); $row['uid'] = $uid; $row['username'] = $username; $userinfo[] = $row; } } echo '<pre>',print_r($userinfo, 1),'</pre>'; |
從上面的代碼可以看到,我們程序裏並沒有使用addslashes
函數,但是瀏覽器裏運行 http://localhost/test/userinfo2.php?username=plhwin'
AND 1=1-- hack
裏得不到任何結果,說明SQL漏洞在這個程序裏並不存在。
實際上,綁定變量使用預編譯語句是預防SQL注入的最佳方式,使用預編譯的SQL語句語義不會發生改變,在SQL語句中,變量用問號?
表示,黑客即使本事再大,也無法改變SQL語句的結構,像上面例子中,username變量傳遞的plhwin'
AND 1=1-- hack
參數,也只會當作username字符串來解釋查詢,從根本上杜絕了SQL注入攻擊的發生。
數據庫信息加密安全
相信大家都還對2011年爆出的CSDN拖庫事件記憶猶新,這件事情導致CSDN處在風口浪尖被大家痛罵的原因就在於他們竟然明文存儲用戶的密碼,這引發了科技界對用戶信息安全尤其是密碼安全的強烈關注,我們在防範SQL注入的發生的同時,也應該未雨綢繆,說不定下一個被拖庫的就是你,誰知道呢。
在Web開發中,傳統的加解密大致可以分爲三種:
1、對稱加密:即加密方和解密方都使用相同的加密算法和密鑰,這種方案的密鑰的保存非常關鍵,因爲算法是公開的,而密鑰是保密的,一旦密匙泄露,黑客仍然可以輕易解密。常見的對稱加密算法有:AES
、DES
等。
2、非對稱加密:即使用不同的密鑰來進行加解密,密鑰被分爲公鑰和私鑰,用私鑰加密的數據必須使用公鑰來解密,同樣用公鑰加密的數據必須用對應的私鑰來解密,常見的非對稱加密算法有:RSA
等。
3、不可逆加密:利用哈希算法使數據加密之後無法解密回原數據,這樣的哈希算法常用的有:md5
、SHA-1
等。
在我們上面登錄系統的示例代碼中,$md5password = md5($password);
從這句代碼可以看到採用了md5的不可逆加密算法來存儲密碼,這也是多年來業界常用的密碼加密算法,但是這仍然不安全。爲什麼呢?
這是因爲md5加密有一個特點:同樣的字符串經過md5哈希計算之後生成的加密字符串也是相同的,由於業界採用這種加密的方式由來已久,黑客們也準備了自己強大的md5彩虹表來逆向匹配加密前的字符串,這種用於逆向反推MD5加密的彩虹表在互聯網上隨處可見,在Google裏使用md5
解密
作爲關鍵詞搜索,一下就能找到md5在線破解網站,把我們插入用戶數據時候的MD5加密字符串e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e
填入進去,瞬間就能得到加密前的密碼:123456
。當然也並不是每一個都能成功,但可以肯定的是,這個彩虹表會越來越完善。
所以,我們有迫切的需求採用更好的方法對密碼數據進行不可逆加密,通常的做法是爲每個用戶確定不同的密碼加鹽(salt)後,再混合用戶的真實密碼進行md5加密,如以下代碼:
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<?php //用戶註冊時候設置的password $password = $_POST['password']; //md5加密,傳統做法直接將加密後的字符串存入數據庫,但這不夠,我們繼續改良 $passwordmd5 = md5($password); //爲用戶生成不同的密碼鹽,算法可以根據自己業務的需要而不同 $salt = substr(uniqid(rand()), -6); //新的加密字符串包含了密碼鹽 $passwordmd5 = md5($passwordmd5.$salt); |
小結
1、不要隨意開啓生產環境中Webserver的錯誤顯示。
2、永遠不要信任來自用戶端的變量輸入,有固定格式的變量一定要嚴格檢查對應的格式,沒有固定格式的變量需要對引號等特殊字符進行必要的過濾轉義。
3、使用預編譯綁定變量的SQL語句。
4、做好數據庫帳號權限管理。
5、嚴格加密處理用戶的機密信息。
轉載自:http://www.plhwin.com/2014/06/13/web-security-sql/