經(jīng)銷商技術(shù)部-防SQL注入實(shí)踐

作者：之家技術(shù) 2022-08-05 16:47:15

網(wǎng)絡(luò)安全現(xiàn)在越來(lái)越受到重視，其中后端應(yīng)用最常見的安全漏洞就是SQL注入。SQL注入攻擊是通過(guò)操作輸入來(lái)修改SQL語(yǔ)句，以達(dá)到執(zhí)行注入的SQL、進(jìn)而對(duì)web服務(wù)器進(jìn)行攻擊的方法。

網(wǎng)絡(luò)安全現(xiàn)在越來(lái)越受到重視，其中后端應(yīng)用最常見的安全漏洞就是SQL注入，據(jù)owasp（開放式Web應(yīng)用程序安全項(xiàng)目組織）的安全漏洞統(tǒng)計(jì)，注入漏洞常年排名TOP 3。為了盡可能地減少SQL注入問(wèn)題，我們進(jìn)行了一些實(shí)踐總結(jié)，并在部門內(nèi)部進(jìn)行了推廣。

SQL注入原理

SQL注入攻擊是通過(guò)操作輸入來(lái)修改SQL語(yǔ)句，以達(dá)到執(zhí)行注入的SQL、進(jìn)而對(duì)web服務(wù)器進(jìn)行攻擊的方法。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是在web表單或頁(yè)面請(qǐng)求的查詢字符串中插入SQL命令，最終使web服務(wù)器執(zhí)行惡意命令的過(guò)程。可以通過(guò)一個(gè)例子簡(jiǎn)單說(shuō)明SQL注入攻擊。假設(shè)某網(wǎng)站頁(yè)面顯示時(shí)URL為http://www.example.com?test=123，此時(shí)URL實(shí)際向服務(wù)器傳遞了值為123的變量test，這表明當(dāng)前頁(yè)面是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)查詢的結(jié)果。如果服務(wù)器使用了SQL動(dòng)態(tài)拼接，此時(shí)可以在URL中插入惡意SQL語(yǔ)句并執(zhí)行。例如預(yù)期執(zhí)行語(yǔ)句是：

select * from user where testId = 123

如果有人惡意構(gòu)造test=123 or 1 = 1;那么最后實(shí)際執(zhí)行的語(yǔ)句就是：

select * from user where testId = 123 or 1 = 1

SQL注入本質(zhì)是利用動(dòng)態(tài)SQL拼接并直接執(zhí)行，并且前端輸入的參數(shù)未經(jīng)過(guò)嚴(yán)格校驗(yàn)直接參與SQL拼接，輸入?yún)?shù)被惡意利用的話就存在不受控的命令注入風(fēng)險(xiǎn)。SQL注入會(huì)攻擊數(shù)據(jù)庫(kù)，所以危害是非常大的，SQL注入的危害包括：1. 數(shù)據(jù)庫(kù)信息泄露；2. 數(shù)據(jù)庫(kù)惡意操作攻擊服務(wù)器；3. 刪除和修改數(shù)據(jù)庫(kù)表信息；4. 服務(wù)器遠(yuǎn)程控制等。防SQL注入原則根據(jù)SQL注入的原理，我們總結(jié)了如下防SQL注入的原則。1）盡可能參數(shù)化執(zhí)行SQL，使用PreparedStatement;2）無(wú)法參數(shù)化執(zhí)行就對(duì)輸入?yún)?shù)使用強(qiáng)類型接收，如枚舉;3）如果既不能參數(shù)化也無(wú)法用強(qiáng)類型，就做好格式校驗(yàn);4）如果上面都做不到，最后考慮做好注入字符的轉(zhuǎn)義過(guò)濾。

防SQL注入實(shí)踐總結(jié)

實(shí)踐1：使用數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)編譯SQL執(zhí)行

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)都提供了預(yù)編譯執(zhí)行SQL語(yǔ)句的方式，和直接執(zhí)行有參數(shù)拼接的SQL方式不同的是，在SQL預(yù)編譯階段，所有參數(shù)都會(huì)被模板化，參數(shù)值不直接參與編譯，這樣參數(shù)值就無(wú)法改變SQL的結(jié)構(gòu)，包括語(yǔ)句條數(shù)，參數(shù)個(gè)數(shù)，查詢條件等等，就算參數(shù)里存在惡意注入?yún)?shù)值也無(wú)法破壞原來(lái)的SQL結(jié)構(gòu)。下面舉例說(shuō)明拼接執(zhí)行和參數(shù)化執(zhí)行的區(qū)別。直接執(zhí)行：

select name from user_info where name = 'gouge'

使用預(yù)編譯執(zhí)行(也就是PreparedStatement)分兩步。

第一步：模板化編譯

select name from user_info where name = ?

第二步：參數(shù)帶入

select name from user_info where name = 'gouge'

預(yù)編譯后的語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)，就算參數(shù)值里有惡意注入，也只是當(dāng)成一個(gè)字符串的一部分，并不會(huì)導(dǎo)致SQL結(jié)構(gòu)被破壞，所以這種方式能夠從根本上杜絕SQL注入的風(fēng)險(xiǎn)，也是目前公認(rèn)防SQL注入最好的辦法。

實(shí)踐2: 可選情況下，優(yōu)先使用非String類型作為入?yún)?/span>

SQL注入依賴于SQL動(dòng)態(tài)拼接，如果非String(包括枚舉)參數(shù)有強(qiáng)類型嚴(yán)格校驗(yàn)，拼接的時(shí)候就沒(méi)有SQL注入的風(fēng)險(xiǎn)

實(shí)踐3：對(duì)String類型參數(shù)進(jìn)行枚舉校驗(yàn)

對(duì)于可枚舉的String入?yún)ⅲ诤蠖诵枰M(jìn)行枚舉值白名單校驗(yàn)，防止偽造。以經(jīng)常使用的排序字段為例，排序字段不少情況下是從前端傳過(guò)來(lái)的，不可信。所以需要做枚舉校驗(yàn)，看看傳過(guò)來(lái)的排序字段是否在預(yù)期內(nèi)。

實(shí)踐4：存儲(chǔ)過(guò)程

存儲(chǔ)過(guò)程因?yàn)橐彩穷A(yù)編譯的，所以也可以防止SQL注入，不過(guò)存儲(chǔ)過(guò)程已經(jīng)是不推薦的實(shí)踐了，這里只是列舉一下。

實(shí)踐5：對(duì)String入?yún)⑦M(jìn)行轉(zhuǎn)義處理

這個(gè)實(shí)踐方案的優(yōu)先級(jí)最低，前面的方案都無(wú)法實(shí)施或代價(jià)太大的情況下，才考慮使用，因?yàn)檫@個(gè)辦法并不是完全可靠的。這個(gè)辦法是把用戶輸入拼到SQL之前，先對(duì)輸入進(jìn)行轉(zhuǎn)義，所以實(shí)現(xiàn)上是和數(shù)據(jù)庫(kù)綁定的，不同的數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)義實(shí)現(xiàn)都不一樣。原理是對(duì)特定的查詢，數(shù)據(jù)庫(kù)支持一種或多種轉(zhuǎn)義的方法，如果對(duì)所有用戶輸入的參數(shù)拼到SQL之前進(jìn)行合適的轉(zhuǎn)義，就可以防止SQL注入，但是不能保證所有情況都能處理完美。OWASP組織提供了可以直接使用的java類庫(kù)esapi，可以用來(lái)完成轉(zhuǎn)義，目前支持mysql，oracle，還不支持sqlserver，OWASP官方文檔中也有說(shuō)明這個(gè)類庫(kù)也不能保證100%可以防SQL注入。

Mybatis防SQL注入

Mybatis的XML Mapper中參數(shù)有兩種表達(dá)方式: #{xxx}和${xxx}，區(qū)別是#{xxx}會(huì)被模板化為參數(shù)化形式（?），所以參數(shù)值不參與編譯；${xxx}會(huì)被替換為對(duì)應(yīng)的參數(shù)值參與編譯。所以使用#{xxx}語(yǔ)法的參數(shù)沒(méi)有注入風(fēng)險(xiǎn)，但是使用${xxx}不當(dāng)，就存在注入風(fēng)險(xiǎn)。我們使用sonar規(guī)則來(lái)檢測(cè)${xxx}的使用情況，發(fā)現(xiàn)很多可以使用#{xxx}的情況下，卻使用了${xxx}，大概是使用者還不了解其中的區(qū)別和風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)防止SQL注入的原則，針對(duì)使用Mybatis作為ORM的時(shí)候，我們可以得出這樣的結(jié)論：

在xml中能使用參數(shù)化#{}語(yǔ)法實(shí)現(xiàn)的，禁止使用${}
不得已必須使用${}語(yǔ)法拼接SQL時(shí)，必須先進(jìn)行合法校驗(yàn)和轉(zhuǎn)義

Mybatis-XML常見誤用及安全建議

1）常規(guī)誤用風(fēng)險(xiǎn)寫法：

account = '${account}'

安全寫法：

account = #{account}

2） in 參數(shù)拼接風(fēng)險(xiǎn)寫法：

WHERE id IN (${item.ids})

安全寫法：

<if test="ids != null and ids.size() > 0">
                AND id IN
                <foreach
                        collection="ids"
                        item="id"
                        open="("
                        separator=","
                        close=")">
                    #{id}
                </foreach>
            </if>

3） sqlserver top語(yǔ)法風(fēng)險(xiǎn)寫法：

top ${queryCnt}

安全寫法：

top (#{queryCnt})

4）between語(yǔ)法風(fēng)險(xiǎn)寫法：

BETWEEN ${start} AND ${end}

安全寫法：

BETWEEN #{start} AND #{end}

5）like語(yǔ)法風(fēng)險(xiǎn)寫法：

email like '%${emailSuffix}'

安全寫法1:

email like concat('%', #{emailSuffix})

安全寫法2：

<bind name="pattern" value="'%'+ emailSuffix">
Email like #{pattern}

安全寫法3：在java代碼中構(gòu)造好pattern，使用#{}語(yǔ)法6) limit語(yǔ)法風(fēng)險(xiǎn)寫法：

limit ${offset}, ${size}

安全寫法：

limit #{offset}, #{size}

7) 動(dòng)態(tài)order by風(fēng)險(xiǎn)寫法：

order by ${orderByClause}

安全建議1：可以在xml中使用if代替java中拼湊orderby（推薦）；安全建議2：對(duì)排序字段和排序類型值進(jìn)行白名單校驗(yàn)；8）動(dòng)態(tài)表名安全建議：建議實(shí)現(xiàn)Mybatis插件，在框架層面對(duì)表名進(jìn)行替換處理，避免在xml使用${}來(lái)拼湊表名。9) Mybatis example語(yǔ)法風(fēng)險(xiǎn)用法：

<if test="orderByClause != null">
      order by ${orderByClause}
    </if>

Mybatis生成的example使用，大多數(shù)情況下是安全的，但是orderByCluase是通過(guò)字符串拼接的，也是不安全的，所以不建議使用。安全建議：可以考慮使用mybatis新出的mybatis-dynamic-sql或者國(guó)內(nèi)開源的mybatis-plus，比example語(yǔ)法更簡(jiǎn)潔，也更安全。例如：