彻底干掉恶心的 SQL 注入漏洞, 一网打尽!
来源: b1ngz
b1ngz.github.io/java-sql-injection-note/
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
// concat sqlString sql = "SELECT * FROM users WHERE name ='"+ name + "'";Statement stmt = connection.createStatement();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
// use ? to bind variablesString sql = "SELECT * FROM users WHERE name= ? ";PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql);// 参数 index 从 1 开始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
// 拼接 sqlString sql = "SELECT * FROM users WHERE name ='"+ name + "'";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
@Mapperpublic interface UserMapper { User getById(int id);}
XML 配置文件
<select id="getById" resultType="org.example.User"> SELECT * FROM user WHERE id = #{id}</select>
Annotation 例子
@Mapperpublic interface UserMapper { @Select("SELECT * FROM user WHERE id= #{id}") User getById(@Param("id") int id);}
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:
String sql = "SELECT * FROM users WHERE id = ?";PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql);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 ${}
语法时,MyBatis 会直接注入原始字符串,即相当于拼接字符串,因而会导致 SQL 注入,如
<select id="getByName" resultType="org.example.User"> SELECT * FROM user WHERE name = '${name}' limit 1</select>
name 值为 ' or '1'='1
,实际执行的语句为
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
ORDER BY #{sortBy}
sortBy 参数值为 name
,替换后会成为
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 ${}
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
List<User> getUserListSortBy(@Param("sortBy") String sortBy);
xml 配置文件
<select id="getUserListSortBy" resultType="org.example.User"> SELECT * FROM user <if test="sortBy == 'name' or sortBy == 'email'"> order by ${sortBy} </if></select>
因为 Mybatis 不支持 else,需要默认值的情况,可以使用 choose(when,otherwise)
<select id="getUserListSortBy" resultType="org.example.User"> SELECT * FROM user <choose> <when test="sortBy == 'name' or sortBy == 'email'"> order by ${sortBy} </when> <otherwise> order by name </otherwise> </choose></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
List<User> getUserListLike(@Param("name") String name);
xml 配置文件
<select id="getUserListLike" resultType="org.example.User"> <bind name="pattern" value="'%' + name + '%'" /> SELECT * FROM user WHERE name LIKE #{pattern}</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
<select id="getUserListLikeConcat" resultType="org.example.User"> SELECT * FROM user WHERE name LIKE concat ('%', #{name}, '%')</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
List<User> getUserListIn(@Param("nameList") List<String> nameList);
xml 配置文件
<select id="selectUserIn" resultType="com.example.User"> SELECT * FROM user WHERE name in <foreach item="name" collection="nameList" open="(" separator="," close=")"> #{name} </foreach></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
List<User> getUserListLimit(@Param("offset") int offset, @Param("limit") int limit);
xml 配置文件
<select id="getUserListLimit" resultType="org.example.User"> SELECT * FROM user limit #{offset}, #{limit}</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
Query<User> query = session.createQuery("from User where name = '" + name + "'", User.class);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)
Query<User> query = session.createQuery("from User where name = ?", User.class);query.setParameter(0, name);
命名参数 (named parameter)
Query<User> query = session.createQuery("from User where name = :name", User.class);query.setParameter("name", name);
命名参数 list (named parameter list)
Query<User> query = session.createQuery("from User where name in (:nameList)", User.class);query.setParameterList("nameList", Arrays.asList("lisi", "zhaowu"));
类实例 (JavaBean)
User user = new User();user.setName("zhaowu");Query<User> query = session.createQuery("from User where name = :name", User.class);// User 类需要有 getName() 方法query.setProperties(user);
Native SQL
存在 SQL 注入
String sql = "select * from user where name = '" + name + "'";// deprecated// Query query = session.createSQLQuery(sql);Query query = session.createNativeQuery(sql);
使用参数绑定来设置参数值
String sql = "select * from user where name = :name";// deprecated// Query query = session.createSQLQuery(sql);Query query = session.createNativeQuery(sql);query.setParameter("name", name);