編寫安全 PHP 應用程序的七個習慣

在提及安全性問題時，需要注意，除了實際的平臺和操作系統安全性問題之外，您還需要確保編寫安全的應用程序。在編寫 PHP 應用程序時，請應用下面的七個習慣以確保應用程序具有最好的安全性：

驗證輸入
保護文件系統
保護數據庫
保護會話數據
保護跨站點腳本（Cross-site scripting，XSS）漏洞
檢驗表單 post
針對跨站點請求僞造（Cross-Site Request Forgeries，CSRF）進行保護

在提及安全性問題時，驗證數據是您可能採用的最重要的習慣。而在提及輸入時，十分簡單：不要相信用戶。您的用戶可能十分優秀，並且大多數用戶可能完全按照期望來使用應用程序。但是，只要提供了輸入的機會，也就極有可能存在非常糟糕的輸入。作爲一名應用程序開發人員，您必須阻止應用程序接受錯誤的輸入。仔細考慮用戶輸入的位置及正確值將使您可以構建一個健壯、安全的應用程序。

雖然後文將介紹文件系統與數據庫交互，但是下面列出了適用於各種驗證的一般驗證提示：

使用白名單中的值
始終重新驗證有限的選項
使用內置轉義函數
驗證正確的數據類型（如數字）

白名單中的值（White-listed value）是正確的值，與無效的黑名單值（Black-listed value）相對。兩者之間的區別是，通常在進行驗證時，可能值的列表或範圍小於無效值的列表或範圍，其中許多值可能是未知值或意外值。

在進行驗證時，記住設計並驗證應用程序允許使用的值通常比防止所有未知值更容易。例如，要把字段值限定爲所有數字，需要編寫一個確保輸入全都是數字的例程。不要編寫用於搜索非數字值並在找到非數字值時標記爲無效的例程。

保護文件系統

2000 年 7 月，一個 Web 站點泄露了保存在 Web 服務器的文件中的客戶數據。該 Web 站點的一個訪問者使用 URL 查看了包含數據的文件。雖然文件被放錯了位置，但是這個例子強調了針對攻擊者保護文件系統的重要性。

如果 PHP 應用程序對文件進行了任意處理並且含有用戶可以輸入的變量數據，請仔細檢查用戶輸入以確保用戶無法對文件系統執行任何不恰當的操作。清單 1 顯示了下載具有指定名的圖像的 PHP 站點示例。

清單 1. 下載文件

				
<?php
if ($_POST['submit'] == 'Download') {
    $file = $_POST['fileName'];
    header("Content-Type: application/x-octet-stream");
    header("Content-Transfer-Encoding: binary");
    header("Content-Disposition: attachment; filename=/"" . $file . "/";" );
    $fh = fopen($file, 'r');
    while (! feof($fh))
    {
        echo(fread($fh, 1024));
    }
    fclose($fh);
} else {
    echo("<html><head><");
        echo("title>Guard your filesystem</title></head>");
    echo("<body><form id=/"myFrom/" action=/"" . $_SERVER['PHP_SELF'] .
        "/" method=/"post/">");
    echo("<div><input type=/"text/" name=/"fileName/" value=/"");
    echo(isset($_REQUEST['fileName']) ? $_REQUEST['fileName'] : '');
    echo("/" />");
    echo("<input type=/"submit/" value=/"Download/" name=/"submit/" /></div>");
    echo("</form></body></html>");
}

正如您所見，清單 1 中比較危險的腳本將處理 Web 服務器擁有讀取權限的所有文件，包括會話目錄中的文件，甚至還包括一些系統文件（例如 /etc/passwd）。爲了進行演示，這個示例使用了一個可供用戶鍵入文件名的文本框，但是可以在查詢字符串中輕鬆地提供文件名。

同時配置用戶輸入和文件系統訪問權十分危險，因此最好把應用程序設計爲使用數據庫和隱藏生成的文件名來避免同時配置。但是，這樣做並不總是有效。清單 2 提供了驗證文件名的示例例程。它將使用正則表達式以確保文件名中僅使用有效字符，並且特別檢查圓點字符：..。

清單 2. 檢查有效的文件名字符

				
function isValidFileName($file) {
    /* don't allow .. and allow any "word" character / / */
    return preg_match('/^(((?:/.)(?!/.))|/w)+$/', $file);
}

保護數據庫

2008 年 4 月，美國某個州的獄政局在查詢字符串中使用了 SQL 列名，因此泄露了保密數據。這次泄露允許惡意用戶選擇需要顯示的列、提交頁面並獲得數據。這次泄露顯示了用戶如何能夠以應用程序開發人員無法預料的方法執行輸入，並表明了防禦 SQL 注入攻擊的必要性。

清單 3 顯示了運行 SQL 語句的示例腳本。在本例中，SQL 語句是允許相同攻擊的動態語句。此表單的所有者可能認爲表單是安全的，因爲他們已經把列名限定爲選擇列表。但是，代碼疏忽了關於表單欺騙的最後一個習慣 — 代碼將選項限定爲下拉框並不意味着其他人不能夠發佈含有所需內容的表單（包括星號 [*]）。

清單 3. 執行 SQL 語句

				
<html>
<head>
<title>SQL Injection Example</title>
</head>
<body>
<form id="myFrom" action="<?php echo $_SERVER['PHP_SELF']; ?>"
    method="post">
<div><input type="text" name="account_number"
    value="<?php echo(isset($_POST['account_number']) ? 
        $_POST['account_number'] : ''); ?>" />
<select name="col">
<option value="account_number">Account Number</option>
<option value="name">Name</option>
<option value="address">Address</option>
</select>
<input type="submit" value="Save" name="submit" /></div>
</form>
<?php
if ($_POST['submit'] == 'Save') {
    /* do the form processing */
    $link = mysql_connect('hostname', 'user', 'password') or 
        die ('Could not connect' . mysql_error());
    mysql_select_db('test', $link);
		
		$col = $_POST['col'];

    $select = "SELECT " . $col . " FROM account_data WHERE account_number = " 
        . $_POST['account_number'] . ";" ;
    echo '<p>' . $select . '</p>';

    $result = mysql_query($select) or die('<p>' . mysql_error() . '</p>');

    echo '<table>';
    while ($row = mysql_fetch_assoc($result)) {
        echo '<tr>';
        echo '<td>' . $row[$col] . '</td>';
        echo '</tr>';
    }
    echo '</table>';

    mysql_close($link);
}
?>
</body>
</html>

因此，要形成保護數據庫的習慣，請儘可能避免使用動態 SQL 代碼。如果無法避免動態 SQL 代碼，請不要對列直接使用輸入。清單 4 顯示了除使用靜態列外，還可以向帳戶編號字段添加簡單驗證例程以確保輸入值不是非數字值。

清單 4. 通過驗證和 mysql_real_escape_string() 提供保護

				
<html>
<head>
<title>SQL Injection Example</title>
</head>
<body>
<form id="myFrom" action="<?php echo $_SERVER['PHP_SELF']; ?>"
    method="post">
<div><input type="text" name="account_number"
    value="<?php echo(isset($_POST['account_number']) ? 
        $_POST['account_number'] : ''); ?>" /> <input type="submit"
    value="Save" name="submit" /></div>
</form>
<?php
function isValidAccountNumber($number) 
{
    return is_numeric($number);
}

if ($_POST['submit'] == 'Save') {

    /* Remember habit #1--validate your data! */
    if (isset($_POST['account_number']) &&
    isValidAccountNumber($_POST['account_number'])) {

        /* do the form processing */
        $link = mysql_connect('hostname', 'user', 'password') or
        die ('Could not connect' . mysql_error());
        mysql_select_db('test', $link);

        $select = sprintf("SELECT account_number, name, address " .
		" FROM account_data WHERE account_number = %s;",
        mysql_real_escape_string($_POST['account_number']));
        echo '<p>' . $select . '</p>';

        $result = mysql_query($select) or die('<p>' . mysql_error() . '</p>');

        echo '<table>';
        while ($row = mysql_fetch_assoc($result)) {
            echo '<tr>';
            echo '<td>' . $row['account_number'] . '</td>';
            echo '<td>' . $row['name'] . '</td>';
            echo '<td>' . $row['address'] . '</td>';
            echo '</tr>';
        }
        echo '</table>';

        mysql_close($link);
    } else {
        echo "<span style=/"font-color:red/">" .
    "Please supply a valid account number!</span>";

    }
}
?>
</body>
</html>

本例還展示了 mysql_real_escape_string() 函數的用法。此函數將正確地過濾您的輸入，因此它不包括無效字符。如果您一直依賴於 magic_quotes_gpc，那麼需要注意它已被棄用並且將在 PHP V6 中刪除。從現在開始應避免使用它並在此情況下編寫安全的 PHP 應用程序。此外，如果使用的是 ISP，則有可能您的 ISP 沒有啓用 magic_quotes_gpc。

最後，在改進的示例中，您可以看到該 SQL 語句和輸出沒有包括動態列選項。使用這種方法，如果把列添加到稍後含有不同信息的表中，則可以輸出這些列。如果要使用框架以與數據庫結合使用，則您的框架可能已經爲您執行了 SQL 驗證。確保查閱文檔以保證框架的安全性；如果仍然不確定，請進行驗證以確保穩妥。即使使用框架進行數據庫交互，仍然需要執行其他驗證。

保護會話

默認情況下，PHP 中的會話信息將被寫入臨時目錄。考慮清單 5 中的表單，該表單將顯示如何存儲會話中的用戶 ID 和帳戶編號。

清單 5. 存儲會話中的數據

				
<?php
session_start();
?>
<html>
<head>
<title>Storing session information</title>
</head>
<body>
<?php
if ($_POST['submit'] == 'Save') {
    $_SESSION['userName'] = $_POST['userName'];
    $_SESSION['accountNumber'] = $_POST['accountNumber'];
}
?>
<form id="myFrom" action="<?php echo $_SERVER['PHP_SELF']; ?>"
    method="post">
<div><input type="hidden" name="token" value="<?php echo $token; ?>" />
<input type="text" name="userName"
    value="<?php echo(isset($_POST['userName']) ? $_POST['userName'] : ''); ?>" />
<br />
<input type="text" name="accountNumber"
    value="<?php echo(isset($_POST['accountNumber']) ? 
    $_POST['accountNumber'] : ''); ?>" />
<br />
<input type="submit" value="Save" name="submit" /></div>
</form>
</body>
</html>

清單 6 顯示了 /tmp 目錄的內容。

清單 6. /tmp 目錄中的會話文件

				
-rw-------  1 _www    wheel       97 Aug 18 20:00 sess_9e4233f2cd7cae35866cd8b61d9fa42b

正如您所見，在輸出時（參見清單 7），會話文件以非常易讀的格式包含信息。由於該文件必須可由 Web 服務器用戶讀寫，因此會話文件可能爲共享服務器中的所有用戶帶來嚴重的問題。除您之外的某個人可以編寫腳本來讀取這些文件，因此可以嘗試從會話中取出值。

清單 7. 會話文件的內容

				
userName|s:5:"ngood";accountNumber|s:9:"123456789";

存儲密碼

不管是在數據庫、會話、文件系統中，還是在任何其他表單中，無論如何密碼都決不能存儲爲純文本。處理密碼的最佳方法是將其加密存儲並相互比較加密的密碼。雖然如此，在實踐中人們仍然把密碼存儲到純文本中。只要使用可以發送密碼而非重置密碼的 Web 站點，就意味着密碼是存儲在純文本中或者可以獲得用於解密的代碼（如果加密的話）。即使是後者，也可以找到並使用解密代碼。

您可以採取兩項操作來保護會話數據。第一是把您放入會話中的所有內容加密。但是正因爲加密數據並不意味着絕對安全，因此請慎重採用這種方法作爲保護會話的惟一方式。備選方法是把會話數據存儲在其他位置中，比方說數據庫。您仍然必須確保鎖定數據庫，但是這種方法將解決兩個問題：第一，它將把數據放到比共享文件系統更加安全的位置；第二，它將使您的應用程序可以更輕鬆地跨越多個 Web 服務器，同時共享會話可以跨越多個主機。

要實現自己的會話持久性，請參閱 PHP 中的 session_set_save_handler() 函數。使用它，您可以將會話信息存儲在數據庫中，也可以實現一個用於加密和解密所有數據的處理程序。清單 8 提供了實現的函數用法和函數骨架示例。您還可以在參考資料小節中查看如何使用數據庫。

清單 8. session_set_save_handler() 函數示例

				
function open($save_path, $session_name)
{
    /* custom code */
    return (true);
}

function close()
{
    /* custom code */
    return (true);
}

function read($id)
{
    /* custom code */
    return (true);
}

function write($id, $sess_data)
{
    /* custom code */
    return (true);
}

function destroy($id)
{
    /* custom code */
    return (true);
}

function gc($maxlifetime)
{
    /* custom code */
    return (true);
}

session_set_save_handler("open", "close", "read", "write", "destroy", "gc");

針對 XSS 漏洞進行保護

XSS 漏洞代表 2007 年所有歸檔的 Web 站點的大部分漏洞。當用戶能夠把 HTML 代碼注入到您的 Web 頁面中時，就是出現了 XSS 漏洞。HTML 代碼可以在腳本標記中攜帶 JavaScript 代碼，因而只要提取頁面就允許運行 JavaScript。清單 9 中的表單可以表示論壇、維基、社會網絡或任何可以輸入文本的其他站點。

清單 9. 輸入文本的表單

				
<html>
<head>
<title>Your chance to input XSS</title>
</head>
<body>
<form id="myFrom" action="showResults.php" method="post">
<div><textarea name="myText" rows="4" cols="30"></textarea><br />
<input type="submit" value="Delete" name="submit" /></div>
</form>
</body>
</html>

清單 10 演示了允許 XSS 攻擊的表單如何輸出結果。

清單 10. showResults.php

				
<html>
<head>
<title>Results demonstrating XSS</title>
</head>
<body>
<?php
echo("<p>You typed this:</p>");
echo("<p>");
echo($_POST['myText']);
echo("</p>");
?>
</body>
</html>

清單 11 提供了一個基本示例，在該示例中將彈出一個新窗口並打開 Google 的主頁。如果您的 Web 應用程序不針對 XSS 攻擊進行保護，則會造成嚴重的破壞。例如，某個人可以添加模仿站點樣式的鏈接以達到欺騙（phishing）目的（請參閱參考資料）。

清單 11. 惡意輸入文本樣例

				
<script type="text/javascript">myRef = window.open('http://www.google.com','mywin',
'left=20,top=20,width=500,height=500,toolbar=1,resizable=0');</script>

要防止受到 XSS 攻擊，只要變量的值將被打印到輸出中，就需要通過 htmlentities() 函數過濾輸入。記住要遵循第一個習慣：在 Web 應用程序的名稱、電子郵件地址、電話號碼和帳單信息的輸入中用白名單中的值驗證輸入數據。

下面顯示了更安全的顯示文本輸入的頁面。

清單 12. 更安全的表單

				
<html>
<head>
<title>Results demonstrating XSS</title>
</head>
<body>
<?php
echo("<p>You typed this:</p>");
echo("<p>");
echo(htmlentities($_POST['myText']));
echo("</p>");
?>
</body>
</html>

針對無效 post 進行保護

表單欺騙 是指有人把 post 從某個不恰當的位置發到您的表單中。欺騙表單的最簡單方法就是創建一個通過提交至表單來傳遞所有值的 Web 頁面。由於 Web 應用程序是沒有狀態的，因此沒有一種絕對可行的方法可以確保所發佈數據來自指定位置。從 IP 地址到主機名，所有內容都是可以欺騙的。清單 13 顯示了允許輸入信息的典型表單。

清單 13. 處理文本的表單

				
<html>
<head>
<title>Form spoofing example</title>
</head>
<body>
<?php
if ($_POST['submit'] == 'Save') {
    echo("<p>I am processing your text: ");
    echo($_POST['myText']);
    echo("</p>");
}
?>
</body>
</html>

清單 14 顯示了將發佈到清單 13 所示表單中的表單。要嘗試此操作，您可以把該表單放到 Web 站點中，然後把清單 14 中的代碼另存爲桌面上的 HTML 文檔。在保存表單後，在瀏覽器中打開該表單。然後可以填寫數據並提交表單，從而觀察如何處理數據。

清單 14. 收集數據的表單

				
<html>
<head>
<title>Collecting your data</title>
</head>
<body>
<form action="processStuff.php" method="post">
<select name="answer">
<option value="Yes">Yes</option>
<option value="No">No</option>
</select>
<input type="submit" value="Save" name="submit" />
</form>
</body>
</html>

表單欺騙的潛在影響是，如果擁有含下拉框、單選按鈕、複選框或其他限制輸入的表單，則當表單被欺騙時這些限制沒有任何意義。考慮清單 15 中的代碼，其中包含帶有無效數據的表單。

清單 15. 帶有無效數據的表單

				
<html>
<head>
<title>Collecting your data</title>
</head>
<body>
<form action="http://path.example.com/processStuff.php" 
    method="post"><input type="text" name="answer"
    value="There is no way this is a valid response to a yes/no answer..." />
<input type="submit" value="Save" name="submit" />
</form>
</body>
</html>

思考一下：如果擁有限制用戶輸入量的下拉框或單選按鈕，您可能會認爲不用擔心驗證輸入的問題。畢竟，輸入表單將確保用戶只能輸入某些數據，對吧？要限制表單欺騙，需要進行驗證以確保發佈者的身份是真實的。您可以使用一種一次性使用標記，雖然這種技術仍然不能確保表單絕對安全，但是會使表單欺騙更加困難。由於在每次調用表單時都會更改標記，因此想要成爲攻擊者就必須獲得發送表單的實例，去掉標記，並把它放到假表單中。使用這項技術可以阻止惡意用戶構建持久的 Web 表單來嚮應用程序發佈不適當的請求。清單 16 提供了一種表單標記示例。

清單 16. 使用一次性表單標記

				
<?php
session_start();
?>
<html>
<head>
<title>SQL Injection Test</title>
</head>
<body>
<?php

echo 'Session token=' . $_SESSION['token'];
echo '<br />';
echo 'Token from form=' . $_POST['token'];
echo '<br />';

if ($_SESSION['token'] == $_POST['token']) {
    /* cool, it's all good... create another one */

} else {
    echo '<h1>Go away!</h1>';
}
$token = md5(uniqid(rand(), true)); 
$_SESSION['token'] = $token; 
?>
<form id="myFrom" action="<?php echo $_SERVER['PHP_SELF']; ?>"
    method="post">
<div><input type="hidden" name="token" value="<?php echo $token; ?>" />
<input type="text" name="myText"
    value="<?php echo(isset($_POST['myText']) ? $_POST['myText'] : ''); ?>" />
<input type="submit" value="Save" name="submit" /></div>
</form>
</body>
</html>

針對 CSRF 進行保護

跨站點請求僞造（CSRF 攻擊）是利用用戶權限執行攻擊的結果。在 CSRF 攻擊中，您的用戶可以輕易地成爲預料不到的幫兇。清單 17 提供了執行特定操作的頁面示例。此頁面將從 cookie 中查找用戶登錄信息。只要 cookie 有效，Web 頁面就會處理請求。

清單 17. CSRF 示例

				
<img src="http://www.example.com/processSomething?id=123456789" />

CSRF 攻擊通常是以 <img> 標記的形式出現的，因爲瀏覽器將在不知情的情況下調用該 URL 以獲得圖像。但是，圖像來源可以是根據傳入參數進行處理的同一個站點中的頁面 URL。當此 <img> 標記與 XSS 攻擊結合在一起時 — 在已歸檔的攻擊中最常見 — 用戶可以在不知情的情況下輕鬆地對其憑證執行一些操作 — 因此是僞造的。

爲了保護您免受 CSRF 攻擊，需要使用在檢驗表單 post 時使用的一次性標記方法。此外，使用顯式的 $_POST 變量而非 $_REQUEST。清單 18 演示了處理相同 Web 頁面的糟糕示例 — 無論是通過 GET 請求調用頁面還是通過把表單發佈到頁面中。

清單 18. 從 $_REQUEST 中獲得數據

				
<html>
<head>
<title>Processes both posts AND gets</title>
</head>
<body>
<?php
if ($_REQUEST['submit'] == 'Save') {
    echo("<p>I am processing your text: ");
    echo(htmlentities($_REQUEST['text']));
    echo("</p>");
}
?>
</body>
</html>

清單 19 顯示了只使用表單 POST 的乾淨頁面。

清單 19. 僅從 $_POST 中獲得數據

				
<html>
<head>
<title>Processes both posts AND gets</title>
</head>
<body>
<?php
if ($_POST['submit'] == 'Save') {
    echo("<p>I am processing your text: ");
    echo(htmlentities($_POST['text']));
    echo("</p>");
}
?>
</body>
</html>

結束語

從這七個習慣開始嘗試編寫更安全的 PHP Web 應用程序，可以幫助您避免成爲惡意攻擊的受害者。和許多其他習慣一樣，這些習慣最開始可能很難適應，但是隨着時間的推移遵循這些習慣會變得越來越自然。

記住第一個習慣是關鍵：驗證輸入。在確保輸入不包括無效值之後，可以繼續保護文件系統、數據庫和會話。最後，確保 PHP 代碼可以抵抗 XSS 攻擊、表單欺騙和 CSRF 攻擊。形成這些習慣後可以幫助您抵禦一些簡單的攻擊。

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