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SQL注入原理深度解析

 Synix 2008-12-10

SQL注入原理深度解析
更新時間:2008-8-31 0:38:33
責(zé)任編輯:果果龍
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對于Web應(yīng)用來說，注射式攻擊由來已久，攻擊方式也五花八門，常見的攻擊方式有SQL注射、命令注射以及新近才出現(xiàn)的XPath注射等等。本文將以SQL注射為例，在源碼級對其攻擊原理進(jìn)行深入的講解。

一、注射式攻擊的原理

注射式攻擊的根源在于，程序命令和用戶數(shù)據(jù)（即用戶輸入）之間沒有做到?jīng)芪挤置?。這使得攻擊者有機(jī)會將程序命令當(dāng)作用戶輸入的數(shù)據(jù)提交給We程序，以發(fā)號施令，為所欲為。

為了發(fā)動注射攻擊，攻擊者需要在常規(guī)輸入中混入將被解釋為命令的“數(shù)據(jù)”，要想成功，必須要做三件事情：

1.確定Web應(yīng)用程序所使用的技術(shù)

注射式攻擊對程序設(shè)計語言或者硬件關(guān)系密切，但是這些可以通過適當(dāng)?shù)牟赛c或者索性將所有常見的注射式攻擊都搬出來逐個試一下就知道了。為了確定所采用的技術(shù)，攻擊者可以考察Web頁面的頁腳，查看錯誤頁面，檢查頁面源代碼，或者使用諸如Nessus等工具來進(jìn)行刺探。

2.確定所有可能的輸入方式

Web應(yīng)用的用戶輸入方式比較多，其中一些用戶輸入方式是很明顯的，如HTML表單；另外，攻擊者可以通過隱藏的HTML表單輸入、HTTP頭部、cookies、甚至對用戶不可見的后端AJAX請求來跟Web應(yīng)用進(jìn)行交互。一般來說，所有HTTP的GET和POST都應(yīng)當(dāng)作用戶輸入。為了找出一個Web應(yīng)用所有可能的用戶輸入，我們可以求助于Web代理，如Burp等。

3.查找可以用于注射的用戶輸入

在找出所有用戶輸入方式后，就要對這些輸入方式進(jìn)行篩選，找出其中可以注入命令的那些輸入方式。這個任務(wù)好像有點難，但是這里有一個小竅門，那就是多多留意Web應(yīng)用的錯誤頁面，很多時候您能從這里得到意想不到的收獲。

二、SQL注射原理

上面對注射攻擊做了一般性的解釋，下面我們以SQL注射為例進(jìn)行講解，以使讀者對注射攻擊有一個感性的認(rèn)識，至于其他攻擊，原理是一致的。

SQL注射能使攻擊者繞過認(rèn)證機(jī)制，完全控制遠(yuǎn)程服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫。SQL是結(jié)構(gòu)化查詢語言的簡稱，它是訪問數(shù)據(jù)庫的事實標(biāo)準(zhǔn)。目前，大多數(shù)Web應(yīng)用都使用SQL數(shù)據(jù)庫來存放應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)。幾乎所有的Web應(yīng)用在后臺都使用某種SQL數(shù)據(jù)庫。跟大多數(shù)語言一樣，SQL語法允許數(shù)據(jù)庫命令和用戶數(shù)據(jù)混雜在一起的。如果開發(fā)人員不細(xì)心的話，用戶數(shù)據(jù)就有可能被解釋成命令，這樣的話，遠(yuǎn)程用戶就不僅能向Web應(yīng)用輸入數(shù)據(jù)，而且還可以在數(shù)據(jù)庫上執(zhí)行任意命令了。

三、繞過用戶認(rèn)證

我們這里以一個需要用戶身份認(rèn)證的簡單的Web應(yīng)用程序為例進(jìn)行講解。假定這個應(yīng)用程序提供一個登錄頁面，要求用戶輸入用戶名和口令。用戶通過HTTP請求發(fā)送他們的用戶名和口令，之后，Web應(yīng)用程序檢查用戶傳遞來用戶名和口令跟數(shù)據(jù)庫中的用戶名和口令是否匹配。這種情況下，會要求在SQL數(shù)據(jù)庫中使用一個數(shù)據(jù)庫表。開發(fā)人員可以通過以下SQL語句來創(chuàng)建表：

CREATETABLEuser_table(

idINTEGERPRIMARYKEY,

usernameVARCHAR(32),

passwordVARCHAR(41)

);

 

上面的SQL代碼將建立一個表，該表由三欄組成。第一欄存放的是用戶ID，如果某人經(jīng)過認(rèn)證，則用此標(biāo)識該用戶。第二欄存放的是用戶名，該用戶名最多由32字符組成。第三欄存放的是口令，它由用戶的口令的hash值組成，因為以明文的形式來存放用戶的口令實在太危險，所以通常取口令的散列值進(jìn)行存放。我們將使用SQL函數(shù)PASSWORD（）來獲得口令的hash值，在MySQL中，函數(shù)PASSWORD（）的輸出由41字符組成。

對一個用戶進(jìn)行認(rèn)證，實際上就是將用戶的輸入即用戶名和口令跟表中的各行進(jìn)行比較，如果跟某行中的用戶名和口令跟用戶的輸入完全匹配，那么該用戶就會通過認(rèn)證，并得到該行中的ID。假如用戶提供的用戶名和口令分別為lonelynerd15和mypassword，那么檢查用戶ID過程如下所示：

SELECTidFROMuser_tableWHEREusername=’lonelynerd15’ANDpassword=PASSWORD(’mypassword’)

 

如果該用戶位于數(shù)據(jù)庫的表中，這個SQL命令將返回該用戶相應(yīng)的ID，這就意味著該用戶通過了認(rèn)證；否則，這個SQL命令的返回為空，這意味著該用戶沒有通過認(rèn)證。

下面是用來實現(xiàn)自動登錄的Java代碼，它從用戶那里接收用戶名和口令，然后通過一個SQL查詢對用戶進(jìn)行認(rèn)證：

Stringusername=req.getParameter("username");

Stringpassword=req.getParameter("password");

Stringquery="SELECTidFROMuser_tableWHERE"+

"username=’"+username+"’AND"+

"password=PASSWORD(’"+password+"’)";

ResultSetrs=stmt.executeQuery(query);

intid=-1;//-1impliesthattheuserisunauthenticated.

while(rs.next()){

id=rs.getInt("id");

}

 

開頭兩行代碼從HTTP請求中取得用戶輸入，然后在下一行開始構(gòu)造一個SQL查詢。執(zhí)行查詢，然后在while（）循環(huán)中得到結(jié)果，如果一個用戶名和口令對匹配，就會返回正確的ID。否則，id的值仍然為-1，這意味著用戶沒有通過認(rèn)證。表面上看，如果用戶名和口令對匹配，那么該用戶通過認(rèn)證；否則，該用戶不會通過認(rèn)證——但是，事實果真如此嗎？非也！讀者也許已經(jīng)注意到了，這里并沒有對SQL命令進(jìn)行設(shè)防，所以攻擊者完全能夠在用戶名或者口令字段中注入SQL語句，從而改變SQL查詢。為此，我們仔細(xì)研究一下上面的SQL查詢字符串：

Stringquery="SELECTidFROMuser_tableWHERE"+

"username=’"+username+"’AND"+

"password=PASSWORD(’"+password+"’)";

 

上述代碼認(rèn)為字符串username和password都是數(shù)據(jù)，不過，攻擊者卻可以隨心所欲地輸入任何字符。如果一位攻擊者輸入的用戶名為

’OR1=1—

而口令為

x

那么查詢字符串將變成下面的樣子：

SELECTidFROMuser_tableWHEREusername=’’OR1=1--’ANDpassword

=PASSWORD(’x’)

該雙劃符號--告訴SQL解析器，右邊的東西全部是注釋，所以不必理會。這樣，查詢字符串相當(dāng)于：

SELECTidFROMuser_tableWHEREusername=’’OR1=1

 

如今的SELECT語句跟以前的已經(jīng)大相徑庭了，因為現(xiàn)在只要用戶名為長度為零的字符串’’或1=1這兩個條件中一個為真，就返回用戶標(biāo)識符ID——我們知道，1=1是恒為真的。所以這個語句將返回user_table中的所有ID。在此種情況下，攻擊者在username字段放入的是SQL指令’OR1=1--而非數(shù)據(jù)。

　
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SQL注入原理深度解析
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四、構(gòu)造SQL注射代碼

為了成功地注入SQL命令，攻擊者必須將開發(fā)人員的現(xiàn)有SQL命令轉(zhuǎn)換成一個合法的SQL語句，當(dāng)然，要盲注是有些難度的，但一般都是這樣：

'OR1=1–

或者

')OR1=1--

此外，許多Web應(yīng)用提供了帶來錯誤報告和調(diào)試信息，例如，利用'OR1=1--對Web應(yīng)用進(jìn)行盲注時，經(jīng)?？吹饺缦滤镜腻e誤信息：

Errorexecutingquery:
YouhaveanerrorinyourSQLsyntax;
checkthemanualthatcorrespondstoyourMySQLserverversionfortherightsyntaxtousenear
'SELECT(title,body)FROMblog_tableWHEREcat='OR1=1'atline1

該錯誤信息詳細(xì)地為我們展示了完整的SQL語句，在此種情況下，SQL數(shù)據(jù)庫所期待的好象是一個整數(shù)，而非字符串，所以可以注入字符串OR1=1--，把單引號去掉就應(yīng)該能成功注入了。對于大多數(shù)SQL數(shù)據(jù)庫，攻擊者可以在一行中放入多個SQL語句，只要各個語句的語法沒有錯誤就行。在下面的代碼中，我們展示了如何將username設(shè)為'OR1=1并把password設(shè)為x來返回最后的用戶ID：

Stringquery="SELECTidFROMuser_tableWHERE"+
                                                "username='"+username+"'AND"+
                                                "password=PASSWORD('"+password+"')";

當(dāng)然，攻擊者可以注入其它的查詢，例如，把username設(shè)為：

'OR1=1;DROPTABLEuser_table;--
                                                而這個查詢將變成：
                                                SELECTidFROMuser_tableWHEREusername=''OR1=1;DROPTABLEuser_table;--'ANDpassword=PASSWORD('x');
                                                它相當(dāng)于：
                                                SELECTidFROMuser_tableWHEREusername=''OR1=1;DROPTABLEuser_table;

這個語句將執(zhí)行句法上完全正確的SELECT語句，并利用SQLDROP命令清空user_table。

注射式攻擊不必非要進(jìn)行盲式攻擊，因為許多Web應(yīng)用是利用開放源代碼工具開發(fā)的，為了提高注射式攻擊的成功率，我們可以下載免費的或者產(chǎn)品的試用版，然后在自己的系統(tǒng)上搭建測試系統(tǒng)。如果在測試系統(tǒng)上發(fā)現(xiàn)了錯誤，那么很可能同樣的問題也會存在于所有使用該工具的Web應(yīng)用身上。

五、小結(jié)

我們在本文中向讀者介紹了注射攻擊的根本原因，即沒有對數(shù)據(jù)和命令進(jìn)行嚴(yán)格區(qū)分。然后通過一些程序源碼對SQL的攻擊進(jìn)行了細(xì)致的分析，使我們對SQL注射機(jī)理有了一個深入的認(rèn)識。如果您是一名web應(yīng)用開發(fā)人員，那么您就當(dāng)心了，一定不要盲目相信用戶端的輸入，而要對用戶輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的“消毒”處理，否則的話，SQL注射將會不期而至。

 
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