基于WEB應(yīng)用程序的SQL注入防范研究

岳 清 郝保水

（北京信息科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院，北京 100101）

基于WEB應(yīng)用程序的SQL注入防范研究

岳 清 郝保水

（北京信息科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院，北京 100101）

隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，越來越多的應(yīng)用系統(tǒng)采用了B/S模式，介紹了SQL注入攻擊的原理以及對Web服務(wù)器帶來的危害，并結(jié)合Web應(yīng)用程序開發(fā)給出了若干防范方法，以供開發(fā)Web程序和架設(shè)服務(wù)器時參考。

SQL注入；正則表達(dá)式；存儲過程；PreparedStatement；正則表達(dá)式

（一）引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來越多的系統(tǒng)采用基于Web服務(wù)的方式，針對Web業(yè)務(wù)的攻擊亦在迅猛增長。常見的Web攻擊可分為三類：一是利用WEB 服務(wù)器的漏洞進(jìn)行攻擊，如CGI、緩沖區(qū)溢出；二是利用網(wǎng)頁自身的安全漏洞進(jìn)行攻擊，如SQL注入、Cookie假冒、認(rèn)證逃避、非法輸入、強(qiáng)制訪問、隱藏變量篡改等；三是利用僵尸網(wǎng)絡(luò)的分布式DOS攻擊，造成網(wǎng)站拒絕服務(wù)。在這些安全隱患中，兩種攻擊手段概率最高，它們分別是“跨站點腳本攻擊”和“SQL注入攻擊”。2008年，特別是與金融服務(wù)和在線零售業(yè)相關(guān)的網(wǎng)站受到的SQL 注入攻擊數(shù)量明顯上升，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全公司W(wǎng)ebCohort關(guān)于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序調(diào)查研究報告顯示，有可能受到黑客攻擊的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序不少于92%，其中，有60%就有可能遭受SQL 注入攻擊。本文將通過對SQL注入原理的分析來闡述防范SQL注入的方法。

（二）SQL注入原理

1.SQL注入原理

對SQL注入攻擊目前還沒有一種標(biāo)準(zhǔn)的定義，微軟技術(shù)中心從兩個方面進(jìn)行了描述：（1）是一種腳本注入式的攻擊；（2）惡意用戶輸入用來影響被執(zhí)行的SQL腳本。WEB 應(yīng)用一般是用客戶輸入數(shù)據(jù)來構(gòu)造SQL 查詢語句，如果程序編寫時，沒有對用戶輸入數(shù)據(jù)的合法性進(jìn)行判斷，用戶就可以利用某些提交數(shù)據(jù)頁面或修改數(shù)據(jù)頁面里的漏洞，精心構(gòu)造SQL語句，讓系統(tǒng)執(zhí)行此類特殊的SQL指令，從而獲取一些敏感信息，甚至獲取主機(jī)控制權(quán)限。 SQL注入是從正常的WWW端口訪問，而且表面看起來跟一般的Web頁面訪問沒什么區(qū)別，所以目前市面的防火墻都不會對SQL注入發(fā)出警報，如果管理員沒查看IIS日志的習(xí)慣，可能被入侵很長時間都不會發(fā)覺。

例如，在Web應(yīng)用程序的登錄頁面中，允許用戶輸入其用戶名(userID)和密碼(psd)兩個參數(shù)，應(yīng)用程序通過user表中進(jìn)行登錄身份驗證。假設(shè)登錄用戶名為：“mike”，密碼為：“mike1980”。則常用的身份驗證語句就變?yōu)椋?/p>

select * from users where userID='mike' and psd='mike1980',正常情況下，如果上述sql查詢返回一條用戶記錄，則說明身份驗證成功；反之，則說明身份驗證失敗。如果分別為userID和psd 兩個參數(shù)賦值：“'abc' or 1=1—”和“abc”，則上述SQL 語句就會變?yōu)椋?/p>

select * from users where userID = 'mike' or 1=1--and psd ='abc'顯然在該語句的兩個判斷條件中，其中有一個恒為真，即1=1，因此身份驗證就會成功?？梢姽粽咴诓恢烙行У挠脩裘兔艽a的情況下就可以通過身份驗證。這就是一種最簡單的SQL注入?？梢钥闯鯯QL注入的原理就是將SQL命令通過“嵌入”的方式放入合法的HTTP提交請求中，從而進(jìn)行非授權(quán)或非法的操作。當(dāng)應(yīng)用程序使用輸入內(nèi)容來構(gòu)造動態(tài)sql語句以訪問數(shù)據(jù)庫時，會發(fā)生SQL注入攻擊。

2.SQL注入過程：

SQL注入主要的步驟如下：

（1）發(fā)現(xiàn)SQL注入位置；

通過對帶有參數(shù)的動態(tài)網(wǎng)頁地址后附件信息，比較運行結(jié)果，判斷該Web應(yīng)用程序是否可以被注入。

（2）判斷后臺數(shù)據(jù)庫類型；

可以根據(jù)SQL注入不成功的提示信息，分析數(shù)據(jù)庫的類型。 因此要特別注意，編寫程序的時候，要盡量考慮所有可能出現(xiàn)的錯誤并編寫錯誤提示，要避免系統(tǒng)提示。

（3）確定XP_CMDSHELL可執(zhí)行情況；

若當(dāng)前連接數(shù)據(jù)的帳號具有SA權(quán)限，且master.dbo.xp_cmdshell擴(kuò)展存儲過程(調(diào)用此存儲過程可以直接使用操作系統(tǒng)的shell)能夠正確執(zhí)行，則整個計算機(jī)可以通過以下幾種方法完全控制，以后的所有步驟都可以省去。

（4）發(fā)現(xiàn)WEB虛擬目錄；

只有找到WEB虛擬目錄，才能確定放置ASP木馬的位置。

（5）上傳ASP木馬；

（6）得到管理員權(quán)限。

3.SQL注入后果

SQL注入成功后，造成的危害也很嚴(yán)重：

（1）Web服務(wù)器數(shù)據(jù)庫信息會被竊取。一旦攻擊者通過了SQL注入，可以通過訪問系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫master的系統(tǒng)表sysdatabases，猜解出所有的數(shù)據(jù)庫名，再通過對每個庫的系統(tǒng)表Sysobjects的訪問，可以猜解出該庫的所有對象的對象名、對象ID、對象類型、所有者對象的用戶ID、對象狀態(tài)。接下來就可以查看每個對象了，信息就這樣被竊取了。

（2）Web服務(wù)器數(shù)據(jù)庫對象受損。SQL注入成功后可在Web服務(wù)器執(zhí)行SQL命令，如delete、insert等。如果刪除了表或者庫，那么 Web應(yīng)用程序的訪問必然會出錯。動態(tài)生成網(wǎng)頁的數(shù)據(jù)庫被通過 SQL注入的方式刪除了，網(wǎng)頁無法生成。這就是常見的網(wǎng)站被“黑”的原因之一。

（3）計算機(jī)受控。通過注入，上傳木馬，這是危害最大的一種方式，SQL注入后，若當(dāng)前連接數(shù)據(jù)的帳號具有SA權(quán)限，且可執(zhí)行 master.dbo.xp_cmdshell擴(kuò)展存儲過程，用xp_cmdshell 向服務(wù)器上寫入一個能寫文件的 asp文件，通過該方法即可上傳木馬，被攻擊的計算機(jī)就處于被控制狀態(tài)了。

（三）SQL注入防范方法

在了解了SQL注入的原理、過程和后果之后，接下來將闡述SQL注入防范方法。在Web項目中合理使用防范SQL注入方法是Web項目設(shè)計和開發(fā)者必須要考慮的問題。

1.使用函數(shù)過濾字符串

目標(biāo)是過濾輸入中能夠引起SQL注入的字符或單詞。以下的例子是將字符串過濾功能封裝在一個名為sql_inj.java的文件中，在jsp中可以調(diào)用該函數(shù)檢查是否包含非法字符。public static boolean sql_inj(String str)

{

String inj_str =

"'|and|exec|insert|select|delete|update|count|*|%|ch r|mid|master|truncate|char|declare|;|or|-|+|,";//可以在這添加要過濾的內(nèi)容

String inj_stra[]= split(inj_str,"|");

for (int i=0 ; i < inj_stra.length ; i++ )

{

if (str.indexOf(inj_stra[i])>=0)

{

return true;

}

}

return false;

}

2.使用正則表達(dá)式過濾傳入的參數(shù)

正則表達(dá)式，在計算機(jī)科學(xué)中，是指一個用來描述或者匹配一系列符合某個句法規(guī)則的字符串的單個字符串。在很多文本編輯器或其他工具里，正則表達(dá)式通常被用來檢索和/或替換那些符合某個模式的文本內(nèi)容?？梢允褂谜齽t表達(dá)式對輸入項進(jìn)行檢查。

下面是具體的正則表達(dá)式：

（1）檢測SQL meta-characters的正則表達(dá)式：

/(\%27)|(’)|(--)|(\%23)|(#)/ix

（2）修正檢測SQL meta-characters的正則表達(dá)式：

/((\%3D)|(=))[^ ]*((\%27)|(’)|(--)|(\%3B)|(:))/i

（3）典型的 SQL 注入攻擊的正則表達(dá)式：

/w*((\%27)|(’))((\%6F)|o|(\%4F))((\%72)|r|(\%52))/ix

（4）檢測SQL注入，UNION查詢關(guān)鍵字的正則表達(dá)式：

/((\%27)|(’))union/ix(\%27)|(’)

（5）檢測MS SQL Server SQL注入攻擊的正則表達(dá)式：

/exec(s|+)+(s|x)pw+/ix

3.簡單又有效的方法PreparedStatement

SQL注入的原因就是將SQL命令通過“嵌入”的方式放入合法的HTTP提交請求中。如果使用預(yù)編譯語句，傳入的任何內(nèi)容就不會和原來的語句發(fā)生任何匹配的關(guān)系，就用不著對傳入的數(shù)據(jù)做任何過慮。這就是在JDBC應(yīng)用中,應(yīng)該始終以PreparedStatement代替Statement的原因。也就是說，在任何時候都不要使用Statement.，凡涉及到執(zhí)行的SQL中有變量時，用JDBC（或者其他數(shù)據(jù)持久層）提供的如：PreparedStatement就可以 。PreparedStatement的優(yōu)點如下：

（1）代碼的可讀性和可維護(hù)性。

（2）PreparedStatement盡最大可能提高性能。

（3）最重要的一點是極大地提高了安全性。以下是一段關(guān)于PreparedStatement的代碼：

try {

String username =

httpservletrequest.getParameter("username");

String password =

httpservletrequest.getParameter("password");

String sql = "SELECT * FROM users where username=?and password=?";

Connection conn =

ConnectionManager.getConnection();

pstmt = conn.prepareStatement(sql);

pstmt.setString(1,username);

pstmt.setString(2,password);

ResultSet resultset = pstmt.executeQuery();

} catch (SQLException e) {

e.printStackTrace();

}

運行結(jié)果是只要輸入特殊的符號都會以（/? ）的形式出現(xiàn)，因此 SQL肯定是不會通過的。所以這樣可以簡單又有效的防止SQL的注入。

4.SQL Server 防御

輸入驗證不是萬能的，比如用過濾字符串的方法拒絕了“delete”字符串的輸入，但攻擊者只需要把該字符串改寫成“DeLetE”等形式就可以避開輸入驗證，并能正常執(zhí)行該SQL語句。所以更重要的一點是必須考慮SQL Server 自身安全性問題。在創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫構(gòu)架時應(yīng)該考慮以下問題：

（1）數(shù)據(jù)庫賬號的管理：創(chuàng)建低權(quán)限賬號；刪除冗余的賬號；保持賬號密碼的高安全性，并正常運行一個密碼審計腳本。

（2）數(shù)據(jù)庫角色的管理

確保需要使用Web 應(yīng)用的SQL 用戶具有最低訪問權(quán)限。

（3）)檢查服務(wù)器的補(bǔ)丁狀況

針對SQL-Server 的漏洞，及時升級安全補(bǔ)丁。

（4）檢驗IIS 日志和數(shù)據(jù)表。

（四）結(jié)語

本文對SQL 注入攻擊的原理、常用注入過程和后果進(jìn)行了描述和總結(jié)，并著重闡述了通過字符串過濾、使用正則表達(dá)式、預(yù)編譯方法和SQL Server 防御來構(gòu)建防范SQL注入的思路和方法，并給出了相應(yīng)代碼。本文對于越來越多的Web 動態(tài)應(yīng)用程序提供了較好的防范SQL 注入式攻擊的解決方案，具有一定的現(xiàn)實意義。

[1]秦浩.淺析常見的 Web服務(wù)攻擊[J].自動化與儀器儀表,2009,(3).

[2]賽門鐵克第 2 期.Symantec 資訊[EB/OL].http://www.cww.net.cn/zhuanti/html/2009/2/10/200921095084992.htm.

[3]Anley C.Advanced SQL injection in SQL server Applications[EB/OL].http://www.creangel.com/papers/adva nced_sql_injection.pdf, An NGSSoftware Insight Security Research (NISR)Publication,2002.

[4]郭立川.SQL 注入思路與防注入辦法[J].軟件導(dǎo)論,2010,(3).

[5]王云,郭外萍,陳承歡.Web 項目中的SQL 注入問題研究與防范方法[J].計算機(jī)工程與設(shè)計,2010,31(5).

TP393.08

A

1008-1151(2011)04-0048-02

2011-01-11

北京市教委科技發(fā)展計劃基金項目(KM200810772010)；2010年度科研水平提高項目資助（資助號：5028123400

岳清（1973－），女，河南鄭州人，北京信息科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院講師，碩士，從事數(shù)據(jù)庫安全、軟件工程等研究。