PHP的SQL注入技术实现以及预防措施
SQL 攻击(SQL injection,台湾称作SQL资料隐码攻击),简称注入攻击,是发生于应用程序之数据库层的安全漏洞。简而言之,是在输入的字符串之中注入SQL指 令,在设计不良的程序当中忽略了检查,那么这些注入进去的指令就会被数据库服务器误认为是正常的SQL指令而运行,因此遭到破坏。
有部份人认为SQL注入攻击是只针对Microsoft SQL Server而来,但只要是支持批处理SQL指令的数据库服务器,都有可能受到此种手法的攻击。
1、原因
在应用程序中若有下列状况,则可能应用程序正暴露在SQL Injection的高风险情况下:
在应用程序中使用字符串联结方式组合SQL指令。
在应用程序链接数据库时使用权限过大的账户(例如很多开发人员都喜欢用sa(内置的最高权限的系统管理员账户)连接Microsoft SQL Server数据库)。
在数据库中开放了不必要但权力过大的功能(例如在Microsoft SQL Server数据库中的xp_cmdshell延伸预存程序或是OLE Automation预存程序等)
太过于信任用户所输入的数据,未限制输入的字符数,以及未对用户输入的数据做潜在指令的检查。
2、作用原理
SQL命令可查询、插入、更新、删除等,命令的串接。而以分号字符为不同命令的区别。(原本的作用是用于SubQuery或作为查询、插入、更新、删除……等的条件式)
SQL命令对于传入的字符串参数是用单引号字符所包起来。《但连续2个单引号字符,在SQL数据库中,则视为字符串中的一个单引号字符》
SQL命令中,可以注入注解《连续2个减号字符 -- 后的文字为注解,或“/*”与“*/”所包起来的文字为注解》
因此,如果在组合SQL的命令字符串时,未针对单引号字符作取代处理的话,将导致该字符变量在填入命令字符串时,被恶意窜改原本的SQL语法的作用。
SQL 注入攻击的主要原因,是因为以下两点原因:
1. php 配置文件 php.ini 中的 magic_quotes_gpc选项没有打开,被置为 off;
2. 开发者没有对数据类型进行检查和转义。
不过事实上,第二点最为重要。
我认为, 对用户输入的数据类型进行检查,向 MYSQL 提交正确的数据类型,这应该是一个 web 程序员最最基本的素质。但现实中,常常有许多小白式的 Web 开发者忘了这点,从而导致后门大开。
为什么说第二点最为重要?因为如果没有第二点的保证,magic_quotes_gpc 选项,不论为 on,还是为 off,都有可能引发 SQL 注入攻击。
下面来看一下技术实现:
一、 magic_quotes_gpc= Off 时的注入攻击
magic_quotes_gpc = Off 是 php 中一种非常不安全的选项。新版本的 php 已经将默认的值改为了 On。但仍有相当多的服务器的选项为 off。毕竟,再古董的服务器也是有人用的。
当magic_quotes_gpc = On 时,它会将提交的变量中所有的 '(单引号)、"(双号号)、(反斜线)、空白字符,都会在前面自动加上 。下面是 PHP的官方说明:
magic_quotes_gpc boolean
Sets the magic_quotes state for GPC (Get/Post/Cookie) operations.
When magic_quotes are on, all ' (single-quote), " (double quote), (backslash) and NUL's are escaped with a backslash automatically。
如果没有转义,即 off 情况下,就会让攻击者有机可乘。以下列测试脚本为例:
<? if (isset($_POST["f_login"])) { // 连接数据库... // ...代码略... // 检查用户是否存在 $t_strUname = $_POST["f_uname"]; $t_strPwd = $_POST["f_pwd"]; $t_strSQL = "SELECT * FROM tbl_users WHERE username='$t_strUname' AND password = '$t_strPwd' LIMIT 0,1"; if ($t_hRes = mysql_query($t_strSQL)) { // 成功查询之后的处理. 略... } } ?> <html><head><title>test</title></head> <body> <form method="post" action=""> Username: <input type="text" name="f_uname" size=30><br> Password: <input type=text name="f_pwd" size=30><br> <input type="submit" name="f_login" value="登录"> </form> </body>
在这个脚本中,当用户输入正常的用户名和密码,假设值分别为 zhang3、abc123,则提交的 SQL 语句如下:
SELECT * FROM tbl_users WHERE username='zhang3' AND password = 'abc123' LIMIT 0,1
如果攻击者在 username 字段中输入:zhang3' OR 1=1 #,在 password 输入 abc123,则提交的 SQL 语句变成如下:
SELECT * FROM tbl_users WHERE username='zhang3' OR 1=1 #' AND password = 'abc123' LIMIT 0,1
由于 # 是 mysql中的注释符, #之后的语句不被执行,实现上这行语句就成了:
SELECT * FROM tbl_users WHERE username='zhang3' OR 1=1
这样攻击者就可以绕过认证了。如果攻击者知道数据库结构,那么它构建一个 UNION SELECT,那就更危险了:
假设在 username 中输入:
zhang3 ' OR 1 =1 UNION select cola, colb,cold FROM tbl_b #
在password 输入: abc123,
则提交的 SQL 语句变成:
INSERT INTO tbl_user SET uid="1"; SELECT * FROM tbl_user WHERE uid="1";
这样就相当危险了。
二、magic_quotes_gpc = On 时的注入攻击
当 magic_quotes_gpc = On 时,攻击者无法对字符型的字段进行 SQL 注入。这并不代表这就安全了。这时,可以通过数值型的字段进行SQL注入。
在最新版的 MYSQL 5.x 中,已经严格了数据类型的输入,已默认关闭自动类型转换。数值型的字段,不能是引号标记的字符型。
也就是说,假设 uid 是数值型的,在以前的 mysql 版本中,这样的语句是合法的:
INSERT INTO tbl_user SET uid="1"; SELECT * FROM tbl_user WHERE uid="1";
在最新的 MYSQL 5.x 中,上面的语句不是合法的,必须写成这样:
INSERT INTO tbl_user SET uid=1; SELECT * FROM tbl_user WHERE uid=1;
这样我认为是正确的。因为作为开发者,向数据库提交正确的符合规则的数据类型,这是最基本的要求
那么攻击者在 magic_quotes_gpc = On 时,他们怎么攻击呢?很简单,就是对数值型的字段进行 SQL 注入。以下列的 php 脚本为例:
<? if (isset($_POST["f_login"])) { // 连接数据库... // ...代码略... // 检查用户是否存在 $t_strUid = $_POST["f_uid"]; $t_strPwd = $_POST["f_pwd"]; $t _strSQL = "SELECT * FROM tbl_users WHERE uid=$t_strUid AND password = '$t_strPwd' LIMIT 0,1"; if ($t_hRes = mysql_query($t_strSQL)) { // 成功查询之后的处理. 略... } } ?> <html><head><title>test</title></head> <body> <form method="post" action=""> User ID: <input type="text" name="f_uid" size=30><br> Password: <input type=text name="f_pwd" size=30><br> <input type="submit" name="f_login" value="登录"> </form> </body> </html>
上面这段脚本要求用户输入 userid 和 password 登入。一个正常的语句,用户输入 1001和abc123,提交的 sql 语句如下:
SELECT * FROM tbl_users WHERE userid=1001 AND password = 'abc123' LIMIT 0,1
如果攻击者在 userid 处,输入:1001 OR 1 =1 #,则注入的sql语句如下:
SELECT * FROM tbl_users WHERE userid=1001 OR 1 =1 # AND password = 'abc123' LIMIT 0,1
攻击者达到了目的。
三、如何防止 PHP的SQL 注入攻击
如何防止 php sql 注入攻击?我认为最重要的一点,就是要对数据类型进行检查和转义。总结的几点规则如下:
1. php.ini 中的 display_errors 选项,应该设为 display_errors = off。这样 php 脚本出错之后,不会在 web 页面输出错误,以免让攻击者分析出有作的信息。
2. 调用 mysql_query 等 mysql 函数时,前面应该加上 @,即 @mysql_query(...),这样 mysql 错误不会被输出。同理以免让攻击者分析出有用的信息。
另外,有些程序员在做开发时,当 mysql_query出错时,习惯输出错误以及 sql 语句,例如:
<php $t_strSQL = "SELECT a from b...."; if (mysql_query($t_strSQL)) { // 正确的处理 } else { echo "错误! SQL 语句:$t_strSQL 错误信息" . mysql_query(); exit; } ?>
这种做法是相当危险和愚蠢的。如果一定要这么做,最好在网站的配置文件中,设一个全局变量或定义一个宏,设一下 debug 标志:
<?php //全局配置文件中: define("DEBUG_MODE", 0); // 1: DEBUG MODE; 0: RELEASE MODE //调用脚本中: $t_strSQL = "SELECT a from b...."; if (mysql_query($t_strSQL)) { // 正确的处理 } else { if (DEBUG_MODE) { echo "错误! SQL 语句:$t_strSQL错误信息" . mysql_query(); } exit; } ?>
3. 对提交的 sql 语句,进行转义和类型检查。
四、写一个安全参数获取函数
为了防止用户的错误数据和 php + mysql 注入 ,我写了一个函数 PAPI_GetSafeParam(),用来获取安全的参数值:
<?php define("XH_PARAM_INT", 0); define("XH_PARAM_TXT", 1); function PAPI_GetSafeParam($pi_strName, $pi_Def = "", $pi_iType = XH_PARAM_TXT) { if (isset($_GET[$pi_strName])) { $t_Val = trim($_GET[$pi_strName]); } else if (isset($_POST[$pi_strName])) { $t_Val = trim($_POST[$pi_strName]); } else { return $pi_Def; } // INT if (XH_PARAM_INT == $pi_iType) { if (is_numeric($t_Val)) { return $t_Val; } else { return $pi_Def; } } // String $t_Val = str_replace("&", "&", $t_Val); $t_Val = str_replace("<", "<", $t_Val); $t_Val = str_replace(">", ">", $t_Val); if (get_magic_quotes_gpc()) { $t_Val = str_replace(""", """, $t_Val); $t_Val = str_replace("''", "'", $t_Val); } else { $t_Val = str_replace(""", """, $t_Val); $t_Val = str_replace("'", "'", $t_Val); } return $t_Val; } ?>
在这个函数中,有三个参数:
$pi_strName:变量名
$pi_Def:默认值
$pi_iType: 数据类型。取值为 XH_PARAM_INT,XH_PARAM_TXT,分别表示数值型和文本型。
如果请求是数值型,那么调用 is_numeric() 判断是否为数值。如果不是,则返回程序指定的默认值。
简单起见,对于文本串,我将用户输入的所有危险字符(包括HTML代码),全部转义。
由于 php 函数 addslashes()存在漏洞,我用 str_replace()直接替换。get_magic_quotes_gpc( ) 函数是 php 的函数,用来判断 magic_quotes_gpc 选项是否打开。
刚才第二节的示例,代码可以这样调用:
<?php if (isset($_POST["f_login"])) { // 连接数据库... // ...代码略... // 检查用户是否存在 $t_strUid = PAPI_GetSafeParam("f_uid", 0, XH_PARAM_INT); $t_strPwd = PAPI_GetSafeParam("f_pwd", "", XH_PARAM_TXT); $t_strSQL = "SELECT * FROM tbl_users WHERE uid=$t_strUid AND password = '$t_strPwd' LIMIT 0,1"; if ($t_hRes = mysql_query($t_strSQL)) { // 成功查询之后的处理. 略... } } ?>
这样的话,就已经相当安全了。
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