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彻底干掉恶心的SQL注入漏洞, 一网打尽!
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正常情况下,用户的输入是作为参数值的,而在 SQL 注入中,用户的输入是作为 SQL 指令的一部分,会被数据库进行编译/解释执行。

 

简介

文章主要内容包括:

  •     Java 持久层技术/框架简单介绍
  •     不同场景/框架下易导致 SQL 注入的写法
  •     如何避免和修复 SQL 注入

JDBC

介绍

JDBC:

  •     全称 Java Database Connectivity
  •     是 Java 访问数据库的 API,不依赖于特定数据库 ( database-independent )
  •     所有 Java 持久层技术都基于 JDBC

说明

直接使用 JDBC 的场景,如果代码中存在拼接 SQL 语句,那么很有可能会产生注入,如 

  1. // concat sql  
  2.   String sql = "SELECT * FROM users WHERE name ='"+ name + "'";  
  3.   Statement stmt = connection.createStatement();  
  4.   ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql); 

安全的写法是使用 参数化查询 ( parameterized queries ),即 SQL 语句中使用参数绑定( ? 占位符 ) 和 PreparedStatement,如   

  1. // use ? to bind variables  
  2.    String sql = "SELECT * FROM users WHERE name= ? " 
  3.    PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql);  
  4.    // 参数 index 从 1 开始  
  5.    ps.setString(1, name); 

还有一些情况,比如 order by、column name,不能使用参数绑定,此时需要手工过滤,如通常 order by 的字段名是有限的,因此可以使用白名单的方式来限制参数值

这里需要注意的是,使用了 PreparedStatement 并不意味着不会产生注入,如果在使用 PreparedStatement之前,存在拼接 sql 语句,那么仍然会导致注入,如   

  1. // 拼接 sql  
  2.     String sql = "SELECT * FROM users WHERE name ='"+ name + "'";  
  3.     PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql); 

看到这里,大家肯定会好奇 PreparedStatement 是如何防止 SQL 注入的,来了解一下

正常情况下,用户的输入是作为参数值的,而在 SQL 注入中,用户的输入是作为 SQL 指令的一部分,会被数据库进行编译/解释执行。

当使用了 PreparedStatement,带占位符 ( ? ) 的 sql 语句只会被编译一次,之后执行只是将占位符替换为用户输入,并不会再次编译/解释,因此从根本上防止了 SQL 注入问题。

Mybatis

介绍

  •  首个 class persistence framework
  •  介于 JDBC (raw SQL) 和 Hibernate (ORM)
  •  简化绝大部分 JDBC 代码、手工设置参数和获取结果
  •  灵活,使用者能够完全控制 SQL,支持高级映射

更多请参考: http://www.mybatis.org

说明

在 MyBatis 中,使用 XML 文件 或 Annotation 来进行配置和映射,将 interfaces 和 Java POJOs (Plain Old Java Objects) 映射到 database records。

XML 例子

Mapper Interface   

  1. @Mapper  
  2.    public interface UserMapper {  
  3.        User getById(int id);  
  4.    } 

XML 配置文件   

  1. <select id="getById" resultType="org.example.User">  
  2.        SELECT * FROM user WHERE id = #{id}  
  3.    </select> 

Annotation 例子   

  1. @Mapper  
  2.     public interface UserMapper {  
  3.         @Select("SELECT * FROM user WHERE id= #{id}")  
  4.         User getById(@Param("id") int id);  
  5.     } 

可以看到,使用者需要自己编写 SQL 语句,因此当使用不当时,会导致注入问题与使用 JDBC 不同的是,MyBatis 使用 #{} 和 ${} 来进行参数值替换。推荐:Mybatis传递多个参数的4种方式。

使用 #{} 语法时,MyBatis 会自动生成 PreparedStatement ,使用参数绑定 ( ?) 的方式来设置值,上述两个例子等价的 JDBC 查询代码如下: 

  1. String sql = "SELECT * FROM users WHERE id = ?" 
  2.   PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql);  
  3.   ps.setInt(1, id); 

因此 #{} 可以有效防止 SQL 注入,详细可参考 http://www.mybatis.org/mybatis-3/sqlmap-xml.html String Substitution 部分。

而使用 ${} 语法时,MyBatis 会直接注入原始字符串,即相当于拼接字符串,因而会导致 SQL 注入,如   

  1. <select id="getByName" resultType="org.example.User">  
  2.         SELECT * FROM user WHERE name = '${name}' limit 1  
  3.     </select> 

name 值为 ' or '1'='1,实际执行的语句为   

  1. SELECT * FROM user WHERE name = '' or '1'='1' limit 1  

因此建议尽量使用 #{},但有些时候,如 order by 语句,使用 #{} 会导致出错,如 

  1. ORDER BY #{sortBy} 

sortBy 参数值为 name ,替换后会成为   

  1. ORDER BY "name" 

即以字符串 “name” 来排序,而非按照 name 字段排序

详细可参考: https://stackoverflow.com/a/32996866/6467552

这种情况就需要使用 ${} 

  1. ORDER BY ${sortBy} 

使用了 ${}后,使用者需要自行过滤输入,方法有:

代码层使用白名单的方式,限制 sortBy 允许的值,如只能为 name, email 字段,异常情况则设置为默认值 name

在 XML 配置文件中,使用 if 标签来进行判断

Mapper 接口方法   

  1. List<User> getUserListSortBy(@Param("sortBy") String sortBy); 

xml 配置文件   

  1. <select id="getUserListSortBy" resultType="org.example.User">  
  2.      SELECT * FROM user  
  3.      <if test="sortBy == 'name' or sortBy == 'email'">  
  4.        order by ${sortBy}  
  5.      </if>  
  6.    </select> 

因为 Mybatis 不支持 else,需要默认值的情况,可以使用 choose(when,otherwise)   

  1. <select id="getUserListSortBy" resultType="org.example.User">  
  2.      SELECT * FROM user  
  3.      <choose>  
  4.        <when test="sortBy == 'name' or sortBy == 'email'">  
  5.          order by ${sortBy}  
  6.        </when>  
  7.        <otherwise>  
  8.          order by name  
  9.        </otherwise>      
  10.     </choose>  
  11.    </select> 

更多场景

除了 orderby之外,还有一些可能会使用到 ${} 情况,可以使用其他方法避免,如

like 语句

  •  如需要使用通配符 ( wildcard characters % 和 _) ,可以
  •  在代码层,在参数值两边加上 %,然后再使用 #{}
  •  使用 bind 标签来构造新参数,然后再使用 #{}

Mapper 接口方法   

  1. List<User> getUserListLike(@Param("name") String name); 

xml 配置文件   

  1. <select id="getUserListLike" resultType="org.example.User">  
  2.        <bind name="pattern" value="'%' + name + '%'" />  
  3.        SELECT * FROM user  
  4.        WHERE name LIKE #{pattern}  
  5.    </select> 

<bind> 语句内的 value 为 OGNL expression

具体可参考 :

http://www.mybatis.org/mybatis-3/dynamic-sql.html 

bind 部分使用 SQL concat() 函数   

  1. <select id="getUserListLikeConcat" resultType="org.example.User">  
  2.         SELECT * FROM user WHERE name LIKE concat ('%', #{name}, '%')  
  3.     </select> 

除了注入问题之外,这里还需要对用户的输入进行过滤,不允许有通配符,否则在表中数据量较多的时候,假设用户输入为 %%,会进行全表模糊查询,严重情况下可导致 DOS

参考:

 http://www.tothenew.com/blog/sql-wildcards-is-your-application-safe

IN 条件

  •  使用 <foreach> 和 #{}
  •  Mapper 接口方法   
  1. List<User> getUserListIn(@Param("nameList") List<String> nameList); 

xml 配置文件   

  1. <select id="selectUserIn" resultType="com.exaple.User">  
  2.       SELECT * FROM user WHERE name in  
  3.       <foreach item="name" collection="nameList"   
  4.                open="(" separator="," close=")">  
  5.             #{name}  
  6.       </foreach>  
  7.     </select> 

具体可参考 

http://www.mybatis.org/mybatis-3/dynamic-sql.html 

foreach 部分

limit 语句

  •  直接使用 #{} 即可
  •  Mapper 接口方法   
  1. List<User> getUserListLimit(@Param("offset") int offset, @Param("limit") int limit); 

xml 配置文件   

  1. <select id="getUserListLimit" resultType="org.example.User">  
  2.        SELECT * FROM user limit #{offset}, #{limit}  
  3.    </select> 

JPA & Hibernate

介绍

JPA:

  •  全称 Java Persistence API
  •  ORM (object-relational mapping) 持久层 API,需要有具体的实现

更多请参考:

https://en.wikipedia.org/wiki/JavaPersistenceAPI

Hibernate:

  •  JPA ORM 实现

更多请参考 http://hibernate.org。

说明

这里有一种错误的认识,使用了 ORM 框架,就不会有 SQL 注入。而实际上,在 Hibernate 中,支持 HQL (Hibernate Query Language) 和 native sql 查询,前者存在 HQL 注入,后者和之前 JDBC 存在相同的注入问题,来具体看一下。

HQL

HQL 查询例子   

  1. Query<User> query = session.createQuery("from User where name = '" + name + "'", User.class);  
  2.     User user = query.getSingleResult(); 

这里的 User 为类名,和原生 SQL 类似,拼接会导致注入。

正确的用法:

  •  位置参数 (Positional parameter)   
  1. Query<User> query = session.createQuery("from User where name = ?", User.class);  
  2.     query.setParameter(0, name); 
  •  命名参数 (named parameter)   
  1. Query<User> query = session.createQuery("from User where name = :name", User.class);  
  2.    query.setParameter("name", name); 
  •  命名参数 list (named parameter list)   
  1. Query<User> query = session.createQuery("from User where name in (:nameList)", User.class);  
  2.    query.setParameterList("nameList", Arrays.asList("lisi", "zhaowu")); 
  •  类实例 (JavaBean)   
  1. User user = new User();  
  2.    user.setName("zhaowu");  
  3.    Query<User> query = session.createQuery("from User where name = :name", User.class);  
  4.    // User 类需要有 getName() 方法  
  5.    query.setProperties(user); 

Native SQL

存在 SQL 注入   

  1. String sql = "select * from user where name = '" + name + "'";  
  2.    // deprecated  
  3.    // Query query = session.createSQLQuery(sql);  
  4.    Query query = session.createNativeQuery(sql); 

使用参数绑定来设置参数值   

  1. String sql = "select * from user where name = :name" 
  2.    // deprecated  
  3.    // Query query = session.createSQLQuery(sql);  
  4.    Query query = session.createNativeQuery(sql);  
  5.    query.setParameter("name", name); 

JPA

JPA 中使用 JPQL (Java Persistence Query Language),同时也支持 native sql,因此和 Hibernate 存在类似的问题,这里就不再细说,感兴趣的可以参考:

https://software-security.sans.org/developer-how-to/fix-sql-injection-in-java-persistence-api-jpa 

责任编辑:庞桂玉 来源: Java技术栈
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