PHP+SQL 注入攻击的技术实现以及预防办法

 更新时间:2010年12月29日 23:56:48   作者:   我要评论
最近在折腾 PHP + MYSQL 的编程。了解了一些 PHP SQL 注入攻击的知识,于是写了这篇文章.
总结一下经验。在我看来,引发 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,都为在前面自动加上 \。下面是 php 的官方说明:

复制代码 代码如下:

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:
复制代码 代码如下:

<?
if ( isset($_POST["f_login"] ) )
{
// 连接金沙国际官网...
// ...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>sample 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:
复制代码 代码如下:

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:
复制代码 代码如下:

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:
复制代码 代码如下:

SELECT * FROM tbl_users
WHERE username='zhang3' OR 1=1

  这样攻击者就可以绕过认证了。如果攻击者知道金沙国际官网结构,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:
复制代码 代码如下:

SELECT * FROM tbl_users
WHERE username='zhang3 '

OR 1 =1 UNION select cola, colb,cold FROM tbl_b #' AND password = 'abc123' LIMIT 0,1
  这样就相当危险了。如果agic_quotes_gpc选项为 on,引号被转义,则上面攻击者构建的攻击语句就会变成这样,从而无法达到其目的:
复制代码 代码如下:

SELECT * FROM tbl_users
WHERE username='zhang3\' OR 1=1 #'
AND password = 'abc123'
LIMIT 0,1

SELECT * FROM tbl_users
WHERE username='zhang3 \' OR 1 =1 UNION select cola, colb,cold FROM tbl_b #'
AND password = 'abc123' LIMIT 0,1

 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:
复制代码 代码如下:

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:
复制代码 代码如下:

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,向金沙国际官网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:
复制代码 代码如下:

<?
if ( isset($_POST["f_login"] ) )
{
// 连接金沙国际官网...
// ...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>sample 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>


  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 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:

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。
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:
复制代码 代码如下:

$t_strSQL = "SELECT a from b....";
if ( mysql_query($t_strSQL) )
{
// 正确的处理
}
else
{
echo "错误! SQL 语句:$t_strSQL \r\n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:

全局配置文件中:
复制代码 代码如下:

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 \r\n错误信息".mysql_query();
exit;
}

对提交的 sql 语句,进行转义和类型检查。
 四. 我写的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:
复制代码 代码如下:

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:
复制代码 代码如下:

<?
if ( isset($_POST["f_login"] ) )
{
// 连接金沙国际官网...
// ...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。PAPI_GetSafeParam的代码有点长,但牺牲这点效率,对保证安全,是值得的。希望大家多批评指正。:)

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