SQL注入原理講解，很不錯！ .

白雪~~~ 2015-02-13

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原文地址：http://www.cnblogs.com/rush/archive/2011/12/31/2309203.html

1.1.1 摘要

日前，國內(nèi)最大的程序員社區(qū)CSDN網(wǎng)站的用戶數(shù)據(jù)庫被黑客公開發(fā)布，600萬用戶的登錄名及密碼被公開泄露，隨后又有多家網(wǎng)站的用戶密碼被流傳于網(wǎng)絡(luò)，連日來引發(fā)眾多網(wǎng)民對自己賬號、密碼等互聯(lián)網(wǎng)信息被盜取的普遍擔憂。

網(wǎng)絡(luò)安全成為了現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的焦點，這也恰恰觸動了每一位用戶的神經(jīng)，由于設(shè)計的漏洞導(dǎo)致了不可收拾的惡果，驗證了一句話“出來混的，遲早是要還的”，所以我想通過專題博文介紹一些常用的攻擊技術(shù)和防范策略。

SQL Injection也許很多人都知道或者使用過，如果沒有了解或完全沒有聽過也沒有關(guān)系，因為接下來我們將介紹SQL Injection。

1.1.2 正文

SQL Injection：就是通過把SQL命令插入到Web表單遞交或輸入域名或頁面請求的查詢字符串，最終達到欺騙服務(wù)器執(zhí)行惡意的SQL命令。

具體來說，它是利用現(xiàn)有應(yīng)用程序，將（惡意）的SQL命令注入到后臺數(shù)據(jù)庫引擎執(zhí)行的能力，它可以通過在Web表單中輸入（惡意）SQL語句得到一個存在安全漏洞的網(wǎng)站上的數(shù)據(jù)庫，而不是按照設(shè)計者意圖去執(zhí)行SQL語句。

首先讓我們了解什么時候可能發(fā)生SQL Injection。

假設(shè)我們在瀏覽器中輸入URL www.，由于它只是對頁面的簡單請求無需對數(shù)據(jù)庫動進行動態(tài)請求，所以它不存在SQL Injection，當我們輸入www.?testid=23時，我們在URL中傳遞變量testid，并且提供值為23，由于它是對數(shù)據(jù)庫進行動態(tài)查詢的請求（其中?testid＝23表示數(shù)據(jù)庫查詢變量），所以我們可以該URL中嵌入惡意SQL語句。

現(xiàn)在我們知道SQL Injection適用場合，接下來我們將通過具體的例子來說明SQL Injection的應(yīng)用，這里我們以pubs數(shù)據(jù)庫作為例子。

我們通過Web頁面查詢job表中的招聘信息，job表的設(shè)計如下：

圖1 jobs表

接著讓我們實現(xiàn)Web程序，它根據(jù)工作Id（job_id）來查詢相應(yīng)的招聘信息，示意代碼如下：

/// <summary>
/// Handles the Load event of the Page control.
/// </summary>
/// <param name="sender">The source of the event.</param>
/// <param name="e">The <see cref="System.EventArgs"/> instance containing the event data.</param>
protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
    if (!IsPostBack)
    {
        // Gets departmentId from http request.
        string queryString = Request.QueryString["departmentID"];
        if (!string.IsNullOrEmpty(queryString))
        {
            // Gets data from database.
            gdvData.DataSource = GetData(queryString.Trim());

            // Binds data to gridview.
            gdvData.DataBind();
        }
    }
}

現(xiàn)在我們已經(jīng)完成了Web程序，接下來讓我們查詢相應(yīng)招聘信息吧。

圖2 job表查詢結(jié)果

如圖所示，我們要查詢數(shù)據(jù)庫中工作Id值為1的工作信息，而且在頁面顯示了該工作的Id，Description，Min Lvl和Max Lvl等信息。

現(xiàn)在要求我們實現(xiàn)根據(jù)工作Id查詢相應(yīng)工作信息的功能，想必大家很快可以給出解決方案，SQL示意代碼如下：

SELECT     job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl
FROM         jobs
WHERE     (job_id = 1)

假設(shè)現(xiàn)在要求我們獲取Department表中的所有數(shù)據(jù)，而且必須保留WHERE語句，那我們只要確保WHERE恒真就OK了，SQL示意代碼如下：

SELECT     job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl
FROM         jobs
WHERE     (job_id = 1) OR 1 = 1

上面我們使得WHERE恒真，所以該查詢中WHERE已經(jīng)不起作用了，其查詢結(jié)果等同于以下SQL語句。

SELECT     job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl
FROM         jobs

SQL查詢代碼實現(xiàn)如下：

string sql1 = string.Format(
    "SELECT job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl FROM jobs WHERE job_id='{0}'", jobId);

現(xiàn)在我們要通過頁面請求的方式，讓數(shù)據(jù)庫執(zhí)行我們的SQL語句，我們要在URL中嵌入惡意表達式1=1（或2=2等等），如下URL所示：

http://localhost:3452/ExcelUsingXSLT/Default.aspx?jobid=1'or'1'='1

等效SQL語句如下：

SELECT     job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl
FROM         jobs
WHERE     job_id = '1' OR '1' = 1'

圖3 job表查詢結(jié)果

現(xiàn)在我們把job表中的所有數(shù)據(jù)都查詢出來了，僅僅通過一個簡單的恒真表達式就可以進行了一次簡單的攻擊。

雖然我們把job表的數(shù)據(jù)都查詢出來了，但數(shù)據(jù)并沒有太大的價值，由于我們把該表臨時命名為job表，所以接著我們要找出該表真正表名。

首先我們假設(shè)表名就是job，然后輸入以下URL：

http://localhost:3452/ExcelUsingXSLT/Default.aspx?jobid=1'or 1=(select count(*) from job)--

等效SQL語句如下：

SELECT       job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl 
FROM         jobs 
WHERE      job_id='1'or 1=(select count(*) from job) --'

圖4 job表查詢結(jié)果

當我們輸入了以上URL后，結(jié)果服務(wù)器返回我們錯誤信息，這證明了我們的假設(shè)是錯誤的，那我們該感覺到挫敗嗎？不，其實這里返回了很多信息，首先它證明了該表名不是job，而且它還告訴我們后臺數(shù)據(jù)庫是SQL Server，不是MySQL或Oracle，這也設(shè)計一個漏洞把錯誤信息直接返回給了用戶。

接下假定表名是jobs，然后輸入以下URL：

http://localhost:3452/ExcelUsingXSLT/Default.aspx?jobid=1'or1=(select count(*) from jobs) --

等效SQL語句如下：

SELECT       job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl 
FROM         jobs 
WHERE      job_id='1'or 1=(select count(*) from jobs) --'

圖5 job表查詢結(jié)果

現(xiàn)在證明了該表名是jobs，這可以邁向成功的一大步，由于我們知道了表名就可以對該表進行增刪改操作了，而且我們還可以猜測出更多的表對它們作出修改，一旦修改成功那么這將是一場災(zāi)難。

現(xiàn)在大家已經(jīng)對SQL Injection的攻擊有了初步的了解了，接下讓我們學習如何防止SQL Injection。

總的來說有以下幾點：

1.永遠不要信任用戶的輸入，要對用戶的輸入進行校驗，可以通過正則表達式，或限制長度，對單引號和雙"-"進行轉(zhuǎn)換等。

2.永遠不要使用動態(tài)拼裝SQL，可以使用參數(shù)化的SQL或者直接使用存儲過程進行數(shù)據(jù)查詢存取。

3.永遠不要使用管理員權(quán)限的數(shù)據(jù)庫連接，為每個應(yīng)用使用單獨的權(quán)限有限的數(shù)據(jù)庫連接。

4.不要把機密信息明文存放，請加密或者hash掉密碼和敏感的信息。

5.應(yīng)用的異常信息應(yīng)該給出盡可能少的提示，最好使用自定義的錯誤信息對原始錯誤信息進行包裝，把異常信息存放在獨立的表中。

通過正則表達校驗用戶輸入

首先我們可以通過正則表達式校驗用戶輸入數(shù)據(jù)中是包含：對單引號和雙"-"進行轉(zhuǎn)換等字符。

然后繼續(xù)校驗輸入數(shù)據(jù)中是否包含SQL語句的保留字，如：WHERE，EXEC，DROP等。

現(xiàn)在讓我們編寫正則表達式來校驗用戶的輸入吧，正則表達式定義如下：

private static readonly Regex RegSystemThreats =
        new Regex(@"\s?or\s*|\s?;\s?|\s?drop\s|\s?grant\s|^'|\s?--|\s?union\s|\s?delete\s|\s?truncate\s|" +
            @"\s?sysobjects\s?|\s?xp_.*?|\s?syslogins\s?|\s?sysremote\s?|\s?sysusers\s?|\s?sysxlogins\s?|\s?sysdatabases\s?|\s?aspnet_.*?|\s?exec\s?",
            RegexOptions.Compiled | RegexOptions.IgnoreCase);

上面我們定義了一個正則表達式對象RegSystemThreats，并且給它傳遞了校驗用戶輸入的正則表達式。

由于我們已經(jīng)完成了對用戶輸入校驗的正則表達式了，接下來就是通過該正則表達式來校驗用戶輸入是否合法了，由于.NET已經(jīng)幫我們實現(xiàn)了判斷字符串是否匹配正則表達式的方法——IsMatch()，所以我們這里只需給傳遞要匹配的字符串就OK了。

示意代碼如下：

/// <summary>
/// A helper method to attempt to discover [known] SqlInjection attacks.  
/// </summary>
/// <param name="whereClause">string of the whereClause to check</param>
/// <returns>true if found, false if not found </returns>
public static bool DetectSqlInjection(string whereClause)
{
    return RegSystemThreats.IsMatch(whereClause);
}

/// <summary>
/// A helper method to attempt to discover [known] SqlInjection attacks.  
/// </summary>
/// <param name="whereClause">string of the whereClause to check</param>
/// <param name="orderBy">string of the orderBy clause to check</param>
/// <returns>true if found, false if not found </returns>
public static bool DetectSqlInjection(string whereClause, string orderBy)
{
    return RegSystemThreats.IsMatch(whereClause) || RegSystemThreats.IsMatch(orderBy);
}

現(xiàn)在我們完成了校驗用的正則表達式，接下來讓我們需要在頁面中添加校驗功能。

/// <summary>
/// Handles the Load event of the Page control.
/// </summary>
/// <param name="sender">The source of the event.</param>
/// <param name="e">The <see cref="System.EventArgs"/> instance containing the event data.</param>
protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
    if (!IsPostBack)
    {
        // Gets departmentId from http request.
        string queryString = Request.QueryString["jobId"];
        if (!string.IsNullOrEmpty(queryString))
        {
            if (!DetectSqlInjection(queryString) && !DetectSqlInjection(queryString, queryString))
            {
                // Gets data from database.
                gdvData.DataSource = GetData(queryString.Trim());

                // Binds data to gridview.
                gdvData.DataBind();
            }
            else
            {
                throw new Exception("Please enter correct field");
            }
        }
    }
}

當我們再次執(zhí)行以下URL時，被嵌入的惡意語句被校驗出來了，從而在一定程度上防止了SQL Injection。

http://localhost:3452/ExcelUsingXSLT/Default.aspx?jobid=1'or'1'='1

圖6 添加校驗查詢結(jié)果

但使用正則表達式只能防范一些常見或已知SQL Injection方式，而且每當發(fā)現(xiàn)有新的攻擊方式時，都要對正則表達式進行修改，這可是吃力不討好的工作。

通過參數(shù)化存儲過程進行數(shù)據(jù)查詢存取

首先我們定義一個存儲過程根據(jù)jobId來查找jobs表中的數(shù)據(jù)。

-- =============================================
-- Author:        JKhuang
-- Create date: 12/31/2011
-- Description:    Get data from jobs table by specified jobId.
-- =============================================
ALTER PROCEDURE [dbo].[GetJobs]
    -- ensure that the id type is int
    @jobId INT
AS
BEGIN
--    SET NOCOUNT ON;
    SELECT job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl
    FROM dbo.jobs
    WHERE job_id = @jobId
    GRANT EXECUTE ON GetJobs TO pubs 
END

接著修改我們的Web程序使用參數(shù)化的存儲過程進行數(shù)據(jù)查詢。

using (var com = new SqlCommand("GetJobs", con))
{
    // Uses store procedure.
    com.CommandType = CommandType.StoredProcedure;

    // Pass jobId to store procedure.
    com.Parameters.Add("@jobId", SqlDbType.Int).Value = jobId;
    com.Connection.Open();
    gdvData.DataSource = com.ExecuteScalar();
    gdvData.DataBind(); 
}

現(xiàn)在我們通過參數(shù)化存儲過程進行數(shù)據(jù)庫查詢，這里我們把之前添加的正則表達式校驗注釋掉。

圖7 存儲過程查詢結(jié)果

大家看到當我們試圖在URL中嵌入惡意的SQL語句時，參數(shù)化存儲過程已經(jīng)幫我們校驗出傳遞給數(shù)據(jù)庫的變量不是整形，而且使用存儲過程的好處是我們還可以很方便地控制用戶權(quán)限，我們可以給用戶分配只讀或可讀寫權(quán)限。

但我們想想真的有必要每個數(shù)據(jù)庫操作都定義成存儲過程嗎？而且那么多的存儲過程也不利于日常的維護。

參數(shù)化SQL語句

還是回到之前動態(tài)拼接SQL基礎(chǔ)上，我們知道一旦有惡意SQL代碼傳遞過來，而且被拼接到SQL語句中就會被數(shù)據(jù)庫執(zhí)行，那么我們是否可以在拼接之前進行判斷呢？——命名SQL參數(shù)。

string sql1 = string.Format("SELECT job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl FROM jobs WHERE job_id = @jobId");
using (var con = new SqlConnection(ConfigurationManager.ConnectionStrings["SQLCONN1"].ToString()))
using (var com = new SqlCommand(sql1, con))
{
    // Pass jobId to sql statement.
    com.Parameters.Add("@jobId", SqlDbType.Int).Value = jobId;
    com.Connection.Open();
    gdvData.DataSource = com.ExecuteReader();
    gdvData.DataBind(); 
}

圖8 參數(shù)化SQL查詢結(jié)果

這樣我們就可以避免每個數(shù)據(jù)庫操作（尤其一些簡單數(shù)據(jù)庫操作）都編寫存儲過程了，而且當用戶具有數(shù)據(jù)庫中jobs表的讀權(quán)限才可以執(zhí)行該SQL語句。

添加新架構(gòu)

數(shù)據(jù)庫架構(gòu)是一個獨立于數(shù)據(jù)庫用戶的非重復(fù)命名空間，您可以將架構(gòu)視為對象的容器（類似于.NET中的命名空間）。

首先我們右擊架構(gòu)文件夾，然后新建架構(gòu)。

圖9 添加HumanResource架構(gòu)

上面我們完成了在pubs數(shù)據(jù)庫中添加HumanResource架構(gòu)，接著把jobs表放到HumanResource架構(gòu)中。

圖 10 修改jobs表所屬的架構(gòu)

當我們再次執(zhí)行以下SQL語句時，SQL Server提示jobs無效，這是究竟什么原因呢？之前還運行的好好的。

SELECT job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl FROM jobs

圖 11 查詢輸出

當我們輸入完整的表名“架構(gòu)名.對象名”（HumanResource.jobs）時，SQL語句執(zhí)行成功。

SELECT job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl FROM HumanResource.jobs

為什么之前我們執(zhí)行SQL語句時不用輸入完整表名dbo.jobs也可以執(zhí)行呢？

這是因為默認的架構(gòu)（default schema）是dbo，當只輸入表名時，Sql Server會自動加上當前登錄用戶的默認的架構(gòu)（default schema）——dbo。

由于我們使用自定義架構(gòu)，這也降低了數(shù)據(jù)庫表名被猜測出來的可能性。

LINQ to SQL

前面使用了存儲過程和參數(shù)化查詢，這兩種方法都是非常常用的，而針對于.NET Framework的ORM框架也有很多，如：NHibernate，Castle和Entity Framework，這里我們使用比較簡單LINQ to SQL。

圖 12 添加jobs.dbml文件

var dc = new pubsDataContext();
int result;

// Validates jobId is int or not.
if (int.TryParse(jobId, out result))
{
    gdvData.DataSource = dc.jobs.Where(p => p.job_id == result);
    gdvData.DataBind();
}

相比存儲過程和參數(shù)化查詢，LINQ to SQL我們只需添加jobs.dbml，然后使用LINQ對表進行查詢就OK了。

1.1.3 總結(jié)

我們在本文中介紹了SQL Injection的基本原理，通過介紹什么是SQL Injection，怎樣進行SQL Injection和如何防范SQL Injection。通過一些程序源碼對SQL的攻擊進行了細致的分析，使我們對SQL Injection機理有了一個深入的認識，作為一名Web應(yīng)用開發(fā)人員，一定不要盲目相信用戶的輸入，而要對用戶輸入的數(shù)據(jù)進行嚴格的校驗處理，否則的話，SQL Injection將會不期而至。

最后，祝大家新年快樂，身體健康，Code with pleasure。

http://blog.csdn.net/stilling2006/article/details/8526458