彻底干掉恶心的 SQL 注入漏洞, 一网打尽!

  • 0x01简介
  • 0x02 JDBC
    • 介绍
    • 说明
  • 0x03 Mybatis
    • 介绍
    • 说明
    • 更多场景
  • 0x04 JPA和休眠
    • 介绍
    • 说明
    • JPA

0x01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

0x02 JDBC

介绍

JDBC:

  • 全称Java数据库连接
  • 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

更多请参考http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/jdbc/index.html

说明

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

// concat sql
String 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(参数化查询),即SQL语句中使用参数绑定(?占位符)和PreparedStatement,如

// use ? to bind variables
String 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,例如按名称,列名称排序,不能使用参数绑定,此时需要手工过滤,如通常按按顺序排序,其名称是有限的,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,存在拆分sql语句,那么仍然会导致注入,如

// 拼接 sql
String 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。

更详细和准确的回答,请参考:

  • PreparedStatement如何避免或阻止SQL注入?
  • 如何使用Java PreparedStatement和CallableStatement修复SQL注入

0x03 Mybatis

介绍

  • 首个类持久性框架
  • 分为JDBC(原始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文件或注释来进行配置和映射,将接口和Java POJO(普通的旧Java对象)映射到数据库记录

XML例子

映射器界面

@Mapper
public 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>

注释示例

@Mapper
public 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#{}${}来进行参数值替换

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,上述两个示例等价的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 字符串替换部分

而使用${}语法时,MyBatis会直接注入原始字符串,即相当于分段字符串,因此会导致SQL注入,如

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

名称估计' 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,如按语句排序,使用#{}会导致错误,如

ORDER BY #{sortBy}

sortBy参数估计name,替换后会成为

ORDER BY "name"

即以字符串“ name”来排序,而不是按名称排序,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nameemail变量,异常情况则设置为替换值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,需要替换值的情况,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order by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

像语句

如需要使用通配符(通配符%_),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>语句内部的值为OGNL表达式,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,永久有通配符,否则在表中数据量中断的时候,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>#{}

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

极限语句

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>

0x04 JPA和休眠

介绍

JPA:

  • 全称Java持久性API
  • ORM(对象关系映射)持久层API,需要有具体的实现

更多请参考https://en.wikipedia.org/wiki/Java_Persistence_API

休眠:

  • 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查询语言)和native sql查询,前者存在HQL注入,封装和之前JDBC存在相同的注入问题,来具体看一下

高品质

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(位置参数)
Query<User> query = session.createQuery("from User where name = ?", User.class);
query.setParameter(0, name);
  • 命名参数(命名参数)
Query<User> query = session.createQuery("from User where name = :name", User.class);
query.setParameter("name", name);
  • 命名参数列表(命名参数列表)
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);

本机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);

JPA

JPA中使用JPQL(Java持久性查询语言),同时也支持本地sql,因此和Hibernate存在类似的问题,这里就不再细说,注意到的可以参考[如何使用Java Persistence API修复SQL注入( JPA)



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