SQL 注入

很多 web 開發(fā)者沒有注意到 SQL 查詢是可以被篡改的，因而把 SQL 查詢當(dāng)作可信任的命令。殊不知道，SQL 查詢可以繞開訪問控制，從而繞過身份驗(yàn)證和權(quán)限檢查。更有甚者，有可能通過 SQL 查詢?nèi)ミ\(yùn)行主機(jī)操作系統(tǒng)級(jí)的命令。

直接 SQL 命令注入就是攻擊者常用的一種創(chuàng)建或修改已有 SQL 語句的技術(shù)，從而達(dá)到取得隱藏?cái)?shù)據(jù)，或覆蓋關(guān)鍵的值，甚至執(zhí)行數(shù)據(jù)庫主機(jī)操作系統(tǒng)命令的目的。這是通過應(yīng)用程序取得用戶輸入并與靜態(tài)參數(shù)組合成 SQL 查詢來實(shí)現(xiàn)的。下面將會(huì)給出一些真實(shí)的例子。

由于在缺乏對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，并且使用了超級(jí)用戶或其它有權(quán)創(chuàng)建新用戶的數(shù)據(jù)庫帳號(hào)來連接，攻擊者可以在數(shù)據(jù)庫中新建一個(gè)超級(jí)用戶。

示例 #1 一段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分頁顯示的代碼…… 也可以被用作創(chuàng)建一個(gè)超級(jí)用戶（PostgreSQL 數(shù)據(jù)庫）。

<?php

$offset = $argv[0]; // 注意，沒有輸入驗(yàn)證！
$query  = "SELECT id, name FROM products ORDER BY name LIMIT 20 OFFSET $offset;";
$result = pg_query($conn, $query);

?>
一般的用戶會(huì)點(diǎn)擊 $offset 已被斌值的“上一頁”、“下一頁”的鏈接。原本代碼只會(huì)認(rèn)為 $offset 是一個(gè)數(shù)值。然而，如果有人嘗試把以下語句先經(jīng)過 urlencode() 處理，然后加入U(xiǎn)RL中的話： 
0;
insert into pg_shadow(usename,usesysid,usesuper,usecatupd,passwd)
    select 'crack', usesysid, 't','t','crack'
    from pg_shadow where usename='postgres';
--
那么他就可以創(chuàng)建一個(gè)超級(jí)用戶了。注意那個(gè) 0; 只不過是為了提供一個(gè)正確的偏移量以便補(bǔ)充完整原來的查詢，使它不要出錯(cuò)而已。

注意:

-- 是 SQL 的注釋標(biāo)記，一般可以使用來它告訴 SQL 解釋器忽略后面的語句。

對(duì)顯示搜索結(jié)果的頁面下手是一個(gè)能得到密碼的可行辦法。攻擊者所要做的只不過是找出哪些提交上去的變量是用于 SQL 語句并且處理不當(dāng)?shù)?。而這類的變量通常都被用于 SELECT 查詢中的條件語句，如 WHERE, ORDER BY, LIMIT 和 OFFSET。如果數(shù)據(jù)庫支持 UNION 構(gòu)造的話，攻擊者還可能會(huì)把一個(gè)完整的 SQL 查詢附加到原來的語句上以便從任意數(shù)據(jù)表中得到密碼。因此，對(duì)密碼字段加密是很重要的。

示例 #2 顯示文章……以及一些密碼（任何數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）

<?php

$query  = "SELECT id, name, inserted, size FROM products
           WHERE size = '$size'";
$result = odbc_exec($conn, $query);

?>
可以在原來的查詢的基礎(chǔ)上添加另一個(gè) SELECT 查詢來獲得密碼： 
'
union select '1', concat(uname||'-'||passwd) as name, '1971-01-01', '0' from usertable;
--
假如上述語句（使用 ' 和 --）被加入到 $query 中的任意一個(gè)變量的話，那么就麻煩了。

SQL 中的 UPDATE 也會(huì)受到攻擊。這種查詢也可能像上面的例子那樣被插入或附加上另一個(gè)完整的請(qǐng)求。但是攻擊者更愿意對(duì) SET 子句下手，這樣他們就可以更改數(shù)據(jù)表中的一些數(shù)據(jù)。這種情況下必須要知道數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)才能修改查詢成功進(jìn)行?？梢酝ㄟ^表單上的變量名對(duì)字段進(jìn)行猜測(cè)，或者進(jìn)行暴力破解。對(duì)于存放用戶名和密碼的字段，命名的方法并不多。

示例 #3 從重設(shè)密碼……到獲得更多權(quán)限（任何數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）

<?php
$query = "UPDATE usertable SET pwd='$pwd' WHERE uid='$uid';";
?>
但是惡意的用戶會(huì)把 ' or uid like'%admin%'; -- 作為變量的值提交給 $uid 來改變 admin 的密碼，或者把 $pwd 的值提交為 "hehehe', admin='yes', trusted=100 "（后面有個(gè)空格）去獲得更多的權(quán)限。這樣做的話，查詢語句實(shí)際上就變成了：
<?php

// $uid: ' or uid like '%admin%
$query = "UPDATE usertable SET pwd='...' WHERE uid='' or uid like '%admin%';";

// $pwd: hehehe', trusted=100, admin='yes
$query = "UPDATE usertable SET pwd='hehehe', trusted=100, admin='yes' WHERE
...;";

?>

下面這個(gè)可怕的例子將會(huì)演示如何在某些數(shù)據(jù)庫上執(zhí)行系統(tǒng)命令。

示例 #4 攻擊數(shù)據(jù)庫所在主機(jī)的操作系統(tǒng)（MSSQL Server 數(shù)據(jù)庫）

<?php

$query  = "SELECT * FROM products WHERE id LIKE '%$prod%'";
$result = mssql_query($query);

?>
如果攻擊提交 a%' exec master..xp_cmdshell 'net user test testpass /ADD' -- 作為變量 $prod的值，那么 $query 將會(huì)變成
<?php

$query  = "SELECT * FROM products
           WHERE id LIKE '%a%'
           exec master..xp_cmdshell 'net user test testpass /ADD' --%'";
$result = mssql_query($query);

?>
MSSQL 服務(wù)器會(huì)執(zhí)行這條 SQL 語句，包括它后面那個(gè)用于向系統(tǒng)添加用戶的命令。如果這個(gè)程序是以 sa 運(yùn)行而 MSSQLSERVER 服務(wù)又有足夠的權(quán)限的話，攻擊者就可以獲得一個(gè)系統(tǒng)帳號(hào)來訪問主機(jī)了。

注意:

雖然以上的例子是針對(duì)某一特定的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的，但是這并不代表不能對(duì)其它數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)施類似的攻擊。使用不同的方法，各種數(shù)據(jù)庫都有可能遭殃。

關(guān)于 SQL 注入問題的工作實(shí)例
Image courtesy of ? xkcd

預(yù)防措施

也許有人會(huì)自我安慰，說攻擊者要知道數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的信息才能實(shí)施上面的攻擊。沒錯(cuò)，確實(shí)如此。但沒人能保證攻擊者一定得不到這些信息，一但他們得到了，數(shù)據(jù)庫有泄露的危險(xiǎn)。如果你在用開放源代碼的軟件包來訪問數(shù)據(jù)庫，比如論壇程序，攻擊者就很容得到到相關(guān)的代碼。如果這些代碼設(shè)計(jì)不良的話，風(fēng)險(xiǎn)就更大了。

這些攻擊總是建立在發(fā)掘安全意識(shí)不強(qiáng)的代碼上的。所以，永遠(yuǎn)不要信任外界輸入的數(shù)據(jù)，特別是來自于客戶端的，包括選擇框、表單隱藏域和 cookie。就如上面的第一個(gè)例子那樣，就算是正常的查詢也有可能造成災(zāi)難。

  • 永遠(yuǎn)不要使用超級(jí)用戶或所有者帳號(hào)去連接數(shù)據(jù)庫。要用權(quán)限被嚴(yán)格限制的帳號(hào)。
  • 檢查輸入的數(shù)據(jù)是否具有所期望的數(shù)據(jù)格式。PHP 有很多可以用于檢查輸入的函數(shù)，從簡(jiǎn)單的 變量函數(shù) 和 字符類型函數(shù)（比如 is_numeric()，ctype_digit()）到復(fù)雜的 Perl 兼容正則表達(dá)式函數(shù)都可以完成這個(gè)工作。

  • 如果程序等待輸入一個(gè)數(shù)字，可以考慮使用 is_numeric() 來檢查，或者直接使用 settype() 來轉(zhuǎn)換它的類型，也可以用 sprintf() 把它格式化為數(shù)字。

    示例 #5 一個(gè)實(shí)現(xiàn)分頁更安全的方法

    <?php

    settype    ($offset, 'integer');
    $query = "SELECT id, name FROM products ORDER BY name LIMIT 20 OFFSET $offset;";

    // 請(qǐng)注意格式字符串中的 %d，如果用 %s 就毫無意義了
    $query = sprintf("SELECT id, name FROM products ORDER BY name LIMIT 20 OFFSET %d;",
                         $offset);

    ?>

  • 使用數(shù)據(jù)庫特定的敏感字符轉(zhuǎn)義函數(shù)（比如 mysql_escape_string() 和 sql_escape_string()）把用戶提交上來的非數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)義。如果數(shù)據(jù)庫沒有專門的敏感字符轉(zhuǎn)義功能的話 addslashes() 和 str_replace() 可以代替完成這個(gè)工作?？纯?a class="link" href="security.database.storage.html">第一個(gè)例子，此例顯示僅在查詢的靜態(tài)部分加上引號(hào)是不夠的，查詢很容易被攻破。
  • 要不擇手段避免顯示出任何有關(guān)數(shù)據(jù)庫的信心，尤其是數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。參見錯(cuò)誤報(bào)告和錯(cuò)誤處理函數(shù)。
  • 也可以選擇使用數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)過程和預(yù)定義指針等特性來抽象數(shù)庫訪問，使用戶不能直接訪問數(shù)據(jù)表和視圖。但這個(gè)辦法又有別的影響。

除此之外，在允許的情況下，使用代碼或數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)保存查詢?nèi)罩疽彩且粋€(gè)好辦法。顯然，日志并不能防止任何攻擊，但利用它可以跟蹤到哪個(gè)程序曾經(jīng)被嘗試攻擊過。日志本身沒用，要查閱其中包含的信息才行。畢竟，更多的信息總比沒有要好。