基于PHP安全模板引擎的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉倍雄 臧艷輝

【摘要】本文提出了一種自定義的基于PHP模板引擎的安全設(shè)計(jì)方法，針對(duì)編譯型模板引擎，總結(jié)了PHP當(dāng)中的不安全的因素，使用正則匹配實(shí)現(xiàn)對(duì)編譯模板安全過濾，提高了模板引擎的安全性。

【關(guān)鍵詞】模板引擎；模板安全

PHP是一種被廣泛使用的腳本語言，尤其適合于web開發(fā)，它具有跨平臺(tái)，容易學(xué)習(xí)，功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，很多知名的web應(yīng)用系統(tǒng)都是使用php開發(fā)的，如Discuz、phpwind、wordpress、boblog等等。由于PHP系統(tǒng)程序大多數(shù)采用編譯型模板引擎機(jī)制，故從模板出發(fā)，攻擊網(wǎng)站成為功能，本文從模板引擎出發(fā)，對(duì)PHP模板安全機(jī)制做了系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)，有效地對(duì)PHP危險(xiǎn)函數(shù)操作進(jìn)行安全過濾，提高系統(tǒng)的安全性，降低黑客從模板引擎攻擊的危險(xiǎn)性。

1.編譯型模板引擎工作原理

在模板引擎的運(yùn)行中，編譯型模板接到URL請(qǐng)求后，首先需要判斷是否第一次請(qǐng)求該URL，如果是則將該URL所需的HTML模板文件編譯成PHP文件，然后進(jìn)行重定向；否則則認(rèn)為該URL的模板已經(jīng)被編譯過了，可以立即重定向。編譯型模板除了第一次編譯的成本比較高之外，只要不修改模板文件，編譯好的 cache腳本就隨時(shí)調(diào)用，從而省去了大量的解釋時(shí)間。由編譯模板的工作機(jī)制可以看出，只要從HTML的模板出發(fā)，就可以達(dá)到攻擊網(wǎng)站的目的，可以嵌入惡意代碼，加入隱藏鏈接或復(fù)制、刪除文件的目的。

2.模板引擎危險(xiǎn)因素分析

在PHP當(dāng)中危險(xiǎn)的操作有很多，如刪除數(shù)據(jù)表、刪除數(shù)據(jù)、刪除文件，復(fù)制文件，下載文件，修改Session和Cookie數(shù)據(jù)，上傳和解壓文件等等，現(xiàn)將有關(guān)PHP編譯型模板引擎的危險(xiǎn)因素總結(jié)如下：

1）不允許直接操作數(shù)據(jù)庫。禁止直接鏈接數(shù)據(jù)庫并執(zhí)行數(shù)據(jù)庫操作函數(shù)，系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)庫操作類封裝的方法操作數(shù)據(jù)庫，在操作過程當(dāng)中嚴(yán)格過濾危險(xiǎn)SQL腳本代碼，如XSS腳本，又叫CSS （Cross Site Script，簡(jiǎn)稱跨站腳本攻擊），惡意攻擊者往Web頁面里插入惡意HTML代碼，或禁止用戶直接執(zhí)行數(shù)據(jù)庫操作語句，直接調(diào)用遠(yuǎn)程惡意數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，危險(xiǎn)函數(shù)有mysql_開頭的數(shù)據(jù)庫管理函數(shù)，如mysql_query（）。

2）不允許修改session，禁止對(duì)session進(jìn)行操作，防止黑客偽造session數(shù)據(jù)登錄網(wǎng)站或者獲取更高級(jí)的web管理權(quán)限，對(duì)網(wǎng)站安全構(gòu)成實(shí)質(zhì)性威協(xié)，危險(xiǎn)的函數(shù)有init_session、set_session、delete_session。

3）不允許使用多重變量和變量函數(shù)。對(duì)模板的編譯，將使用一次性編譯，對(duì)多重變量和變量函數(shù)將不再進(jìn)行編譯轉(zhuǎn)化，從而有效地提高模板引擎的效率和降低黑客偽造函數(shù)的機(jī)率。

4）禁止使用ftp相關(guān)函數(shù)。禁止通過執(zhí)行FTP函數(shù)來上傳及下載文件。并禁止創(chuàng)新新的對(duì)象，并給對(duì)象賦值，防止執(zhí)行危險(xiǎn)操作類，如解壓、打包文件。

5）禁止使用以preg開頭的正則表達(dá)式匹配函數(shù)。禁止使用如preg_match函數(shù)進(jìn)行正則表達(dá)式匹配操作，防止黑客通過字符串拼接和替換的操作來構(gòu)造拼接成危險(xiǎn)操作函數(shù)，如preg_replace（'/xx/e'，'file_put'.'_contents（"＼$1"）'）。

6）禁止調(diào)用文件函數(shù)。防止黑客對(duì)系統(tǒng)文件進(jìn)行篡改、復(fù)制、生成和刪除文件，同時(shí)防止讀入遠(yuǎn)程文件，主要的函數(shù)有opendir、readdir 、readdir 、file_get_contents 、file_put_contents、file、touch、tmpfile、chown、chgrp、chmod、rename、tempnam、fopen、fsockopen、fread、fgets、fclose、fputs、fwrite、unlink、rm、write_file、read_file、readfile、fopen、fsockopen、fread、fgets、fclose、fputs、fwrite、unlink、rm、write_file、read_file、readfile等。

7）禁止引用其他文件。禁止在模板當(dāng)中使得include、include_once、require、require_once引用除了系統(tǒng)模板之外的模板或文件，防止引用惡意文件。

8）除了以上危險(xiǎn)因素，其它主要的危險(xiǎn)函數(shù)操作有：getenv、eval、create_function、exec、system、passthru、pcntl_exec、phpinfo、define、dl、call_user_func、call_user_method、register_shutdown_function、register_tick_function、debug_backtrace、debug_print_backtrace、show_source、highlight_file、header、debug_zval_dump。

3.自定義模板引擎實(shí)現(xiàn)

對(duì)HTML模板，使用模板引擎進(jìn)行編譯，在編譯過程中，對(duì)HTML模板使用preg_match_all進(jìn)行全局正則表達(dá)式匹配，以檢測(cè)模板當(dāng)中是否包含危險(xiǎn)函數(shù)，如果匹配到相關(guān)的危險(xiǎn)函數(shù)，則進(jìn)行報(bào)錯(cuò)輸出，并將錯(cuò)誤輸出到PHP模板當(dāng)中，從而達(dá)到安全提示和防護(hù)的作用，實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵代碼如下：

/*

$d_func 定義危險(xiǎn)函數(shù)集

*/

$d_func =

//變量函數(shù)不允許使用

'＼$[^＼（＼）＼{＼}＼|＼？＼.＼/＼*＼s<；=，&！%]+|'.

//危險(xiǎn)函數(shù)也不允許使用

'eval|create_function|exec|system|passthru|pcntl_exec|phpinfo|define|dl|call_user_func|call_user_method|register_shutdown_function|register_tick_function|debug_backtrace|debug_print_backtrace|show_source|highlight_file|init_session|set_session|delete_session|header|debug_zval_dump|'.

//禁止使用mysql，ftp相關(guān)函數(shù)

'mysql＼w+|ftp_＼w+|'.

//禁止使用preg開頭的函數(shù)

'preg_replace|preg_replace_callback|preg_filter|'.

//禁止調(diào)用文件函數(shù)

'opendir|readdir|rmdir|file_get_contents|file_put_contents|file|touch|tmpfile|chown|chgrp|chmod|rename|tempnam|fopen|fsockopen|fread|fgets|fclose|fputs|fwrite|unlink|rm|write_file|read_file|readfile'；

/*

$template_safe定義安全過濾數(shù)組

*/

$template_safe = array（

'db' => '/（DB_master|DB_slave）/i'， //不允許直接操作數(shù)據(jù)庫

'ref' => '/（=|＼（|，）＼s*&＼s*＼$/i'， //禁止引用賦值

'session' => '/（ETSESSION|_ETSESSION）/i'， //不允許改session

'vvar' => '/＼$[＼s＼{＼$]/i'， //禁止多重變量

'function' => '/（'.$d_func .'）＼s*＼（[＼s＼S]*？＼）/i'， //危險(xiǎn)函數(shù)

'obj' => '/（？：new|clone）＼s+＼$*'.$var .'/i'， //不允許創(chuàng)建新對(duì)象

'assign' => '/＼$[a-zA-Z_＼x7f-＼xff][^-＼$]*？->[^=；＼（＼）＼{＼}]+？=/i'， //禁止給對(duì)象賦值

'include' => '/（include_once|require_once|include|require）（？！[a-zA-Z0-9_]+|＼s+template＼（）/i'

//禁止通過系統(tǒng)定義的include template（）之外的include引用模板

）；

/*

用foreach進(jìn)行遍歷，preg_match_all進(jìn)行正則匹配，檢測(cè)模板當(dāng)中的危險(xiǎn)函數(shù)

*/

foreach（$template_safe as $k => $v）{

$s = ''；

if（preg_match_all（$v，$t，$m））{

foreach（$m[1] as $i => $func）{

$s = $m[0][$i]；

break；

}

}

}

4.結(jié)論

對(duì)PHP編譯型模板，本文嘗試從HTML模板及編譯過程出發(fā)，總結(jié)歸類出針對(duì)模板引擎的危險(xiǎn)操作函數(shù)，在編譯過程中，通過正則匹配過濾危險(xiǎn)函數(shù)，保證了編譯型模板引擎的安全，從而降低黑客從模板引擎攻擊網(wǎng)站的成功率，達(dá)到預(yù)期的效果。

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