Fortify---Detail--Sql注入

Abstract:

 

在 PaperDao.java 的第 40 行，checkQuesUsed() 方法调用通过不可信来源的输入构建的 SQL 查询。通过这种调用，攻击者能够修改指令的含义或执行任意 SQL 命令。

 

 

Explanation:

 

SQL injection 错误在以下情况下发生：

 

1. 数据从一个不可信赖的数据源进入程序。

 

 

在这种情况下，数据经由 PaperController.java 的第 88 行进入 getParameter()。

 

 

2. 数据用于动态地构造一个 SQL 查询。

 

 

这种情况下，数据被传递给 PaperDao.java 的第 40 行中的 queryForList()。

 

 

例 1：以下代码动态地构造并执行了一个 SQL 查询，该查询可以搜索与指定名称相匹配的项。该查询仅会显示条目所有者与被授予权限的当前用户一致的条目。

 

 

...

            String userName = ctx.getAuthenticatedUserName();

            String itemName = request.getParameter("itemName");

            String query = "SELECT * FROM items WHERE owner = ‘"

                                                + userName + "‘ AND itemname = ‘"

                                                + itemName + "‘";

            ResultSet rs = stmt.execute(query);

...

 

 

这一代码所执行的查询遵循如下方式：

 

 

            SELECT * FROM items

            WHERE owner = <userName>

            AND itemname = <itemName>;

 

 

但是，由于这个查询是动态构造的，由一个不变的基查询字符串和一个用户输入字符串连接而成，因此只有在 itemName 不包含单引号字符时，才会正确执行这一查询。如果一个用户名为 wiley 的攻击者为 itemName 输入字符串“name‘ OR ‘a‘=‘a”，那么查询就会变成：

 

 

            SELECT * FROM items

            WHERE owner = ‘wiley‘

            AND itemname = ‘name‘ OR ‘a‘=‘a‘;

 

 

附加条件 OR ‘a‘=‘a‘ 会使 where 从句永远评估为 true，因此该查询在逻辑上将等同于一个更为简化的查询：

 

 

            SELECT * FROM items;

 

 

这种查询的简化会使攻击者绕过查询只返回经过验证的用户所拥有的条目的要求；而现在的查询则会直接返回所有储存在 items 表中的条目，不论它们的所有者是谁。

 

例 2：这个例子指出了将不同的恶意数值传递给在例 1 中构造和执行的查询时所带来的各种影响。如果一个用户名为 wiley 在 itemName 中输入字符串“name‘; DELETE FROM items; --”，则该查询将会变为以下两个：

 

 

            SELECT * FROM items

            WHERE owner = ‘wiley‘

            AND itemname = ‘name‘;

 

            DELETE FROM items;

 

            --‘

 

 

众多数据库服务器，其中包括 Microsoft(R) SQL Server 2000，都可以一次性执行多条用分号分隔的 SQL 指令。对于那些不允许运行用分号分隔的批量指令的数据库服务器，比如 Oracle 和其他数据库服务器，攻击者输入的这个字符串只会导致错误；但是在那些支持这种操作的数据库服务器上，攻击者可能会通过执行多条指令而在数据库上执行任意命令。

 

注意成对的连字符 (--)；这在大多数数据库服务器上都表示下面的语句将作为注释使用，而不能加以执行 [4]。在这种情况下，注释字符的作用就是删除修改的查询指令中遗留的最后一个单引号。而在那些不允许这样加注注释的数据库中，通常攻击者可以如例 1 那样来攻击。如果攻击者输入字符串“name‘); DELETE FROM items; SELECT * FROM items WHERE ‘a‘=‘a”就会创建如下三个有效指令：

 

 

            SELECT * FROM items

            WHERE owner = ‘wiley‘

            AND itemname = ‘name‘;

 

            DELETE FROM items;

 

            SELECT * FROM items WHERE ‘a‘=‘a‘;

 

 

有些人认为在移动世界中，典型的 Web 应用程序漏洞（如 SQL injection）是无意义的 -- 为什么用户要攻击自己？但是，谨记移动平台的本质是从各种来源下载并在相同设备上运行的应用程序。恶意软件在银行应用程序附近运行的可能性很高，它们会强制扩展移动应用程序的攻击面（包括跨进程通信）。

 

示例 3：以下代码对示例 1 进行调整，使其适用于 Android 平台。

 

 

...

        PasswordAuthentication pa = authenticator.getPasswordAuthentication();

        String userName = pa.getUserName();

        String itemName = this.getIntent().getExtras().getString("itemName");

        String query = "SELECT * FROM items WHERE owner = ‘"

                                + userName + "‘ AND itemname = ‘"

                                + itemName + "‘";

        SQLiteDatabase db = this.openOrCreateDatabase("DB", MODE_PRIVATE, null);

        Cursor c = db.rawQuery(query, null);

...

 

 

避免 SQL injection 攻击的传统方法之一是，把它作为一个输入合法性检查的问题来处理，只接受列在白名单中的字符，或者识别并避免那些列在黑名单中的恶意数据。白名单方法是一种非常有效方法，它可以强制执行严格的输入检查规则，但是参数化的 SQL 指令所需维护更少，而且能提供更好的安全保障。而对于通常采用的列黑名单方式，由于总是存在一些小漏洞，所以并不能有效地防止 SQL injection 威胁。例如，攻击者可以：

 

— 把没有被黑名单引用的值作为目标

— 寻找方法以绕过对某一转义序列元字符的需要

— 使用存储过程来隐藏注入的元字符

 

手动去除 SQL 查询中的元字符有一定的帮助，但是并不能完全保护您的应用程序免受 SQL injection 攻击。

 

防范 SQL injection 攻击的另外一种常用方式是使用存储过程。虽然存储过程可以阻止某些类型的 SQL injection 攻击，但是对于绝大多数攻击仍无能为力。存储过程有助于避免 SQL injection 的常用方式是限制可作为参数传入的指令类型。但是，有许多方法都可以绕过这一限制，许多危险的表达式仍可以传入存储过程。所以再次强调，存储过程在某些情况下可以避免这种攻击，但是并不能完全保护您的应用系统抵御 SQL injection 的攻击。

 

 

 

Instance ID: 2EB27319DF5263C1A84693FA7A599D54

 

Priority Metadata Values:

 

            IMPACT: 5.0

 

            LIKELIHOOD: 4.43

 

Legacy Priority Metadata Values:

 

            SEVERITY: 4.0

 

            CONFIDENCE: 4.43

 

 

Remediation Effort: 1.0

 

 

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

Recommendations:

 

造成 SQL injection 攻击的根本原因在于攻击者可以改变 SQL 查询的上下文，使程序员原本要作为数据解析的数值，被篡改为命令了。当构造一个 SQL 查询时，程序员应当清楚，哪些输入的数据将会成为命令的一部分，而哪些仅仅是作为数据。参数化 SQL 指令可以防止直接窜改上下文，避免几乎所有的 SQL injection 攻击。参数化 SQL 指令是用常规的 SQL 字符串构造的，但是当需要加入用户输入的数据时，它们就需要使用捆绑参数，这些捆绑参数是一些占位符，用来存放随后插入的数据。换言之，捆绑参数可以使程序员清楚地分辨数据库中的数据，即其中有哪些输入可以看作命令的一部分，哪些输入可以看作数据。这样，当程序准备执行某个指令时，它可以详细地告知数据库，每一个捆绑参数所使用的运行时的值，而不会被解析成对该命令的修改。

 

可以将例 1 改写成使用参数化 SQL 指令（替代用户输入连续的字符串），如下所示：

 

 

...

            String userName = ctx.getAuthenticatedUserName();

            String itemName = request.getParameter("itemName");

            String query = "SELECT * FROM items WHERE itemname=? AND owner=?";

            PreparedStatement stmt = conn.prepareStatement(query);

            stmt.setString(1, itemName);

            stmt.setString(2, userName);

            ResultSet results = stmt.execute();

...

 

 

下面是 Android 的等同内容：

 

 

...

            PasswordAuthentication pa = authenticator.getPasswordAuthentication();

            String userName = pa.getUserName();

            String itemName = this.getIntent().getExtras().getString("itemName");

            String query = "SELECT * FROM items WHERE itemname=? AND owner=?";

            SQLiteDatabase db = this.openOrCreateDatabase("DB", MODE_PRIVATE, null);

            Cursor c = db.rawQuery(query, new Object[]{itemName, userName});

...

 

 

更加复杂的情况常常出现在报表生成代码中，因为这时需要通过用户输入来改变 SQL 指令的命令结构，比如在 WHERE 条件子句中加入动态的约束条件。不要因为这一需求，就无条件地接受连续的用户输入，从而创建查询语句字符串。当必须要根据用户输入来改变命令结构时，可以使用间接的方法来防止 SQL injection 攻击：创建一个合法的字符串集合，使其对应于可能要加入到 SQL 指令中的不同元素。在构造一个指令时，可使用来自用户的输入，以便从应用程序控制的值集合中进行选择。

 

 

Tips:

 

1. 使用参数化 SQL 指令的一个常见错误是使用由用户控制的字符串来构造 SQL 指令。这显然背离了使用参数化 SQL 指令的初衷。如果不能确定用来构造参数化指令的字符串是否由应用程序控制，请不要因为它们不会直接作为 SQL 指令执行，就假定它们是安全的。务必彻底地检查 SQL 指令中使用的所有由用户控制的字符串，确保它们不会修改查询的含意。

 

2. 许多现代 Web 框架都提供对用户输入执行验证的机制。其中包括 Struts 和 Spring MVC。为了突出显示未经验证的输入源，HPE Security Fortify 安全编码规则包会降低 HPE Security Fortify Static Code Analyzer（HPE Security Fortify 静态代码分析器）报告的问题被利用的可能性，并在使用框架验证机制时提供相应的依据，以动态重新调整问题优先级。我们将这种功能称之为上下文敏感排序。为了进一步帮助 HPE Security Fortify 用户执行审计过程，HPE Security Fortify 软件安全研究团队提供了数据验证项目模板，该模板会根据应用于输入源的验证机制，将问题分组到多个文件夹中。

 

3. Fortify RTA adds protection against this category.

 

 

 

References:

 

[1] S. J. Friedl, SQL Injection Attacks by Example, http://www.unixwiz.net/techtips/sql-injection.html

 

[2] P. Litwin, Stop SQL Injection Attacks Before They Stop You, MSDN Magazine, 2004, http://msdn.microsoft.com/msdnmag/issues/04/09/SQLInjection/default.aspx

 

[3] P. Finnigan, SQL Injection and Oracle, Part One, Security Focus, 2002, http://www.securityfocus.com/infocus/1644

 

[4] M. Howard, D. LeBlanc, Writing Secure Code, Second Edition, Microsoft Press, 2003

 

[5] IDS00-J. Prevent SQL Injection, CERT, https://www.securecoding.cert.org/confluence/display/java/IDS00-J.+Prevent+SQL+Injection

 

[6] INJECT-2: Avoid dynamic SQL, Oracle, http://www.oracle.com/technetwork/java/seccodeguide-139067.html#3

 

[7] INPUT-1: Validate inputs, Oracle, http://www.oracle.com/technetwork/java/seccodeguide-139067.html#5

 

[8] Standards Mapping - Common Weakness Enumeration, CWE ID 89

 

[9] Standards Mapping - FIPS200, SI

 

[10] Standards Mapping - NIST Special Publication 800-53 Revision 4, SI-10 Information Input Validation (P1)

 

[11] Standards Mapping - OWASP Mobile Top 10 Risks 2014, M7 Client Side Injection

 

[12] Standards Mapping - OWASP Top 10 2004, A6 Injection Flaws

 

[13] Standards Mapping - OWASP Top 10 2007, A2 Injection Flaws

 

[14] Standards Mapping - OWASP Top 10 2010, A1 Injection

 

[15] Standards Mapping - OWASP Top 10 2013, A1 Injection

 

[16] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 1.1, Requirement 6.5.6

 

[17] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 1.2, Requirement 6.3.1.1, Requirement 6.5.2

 

[18] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 2.0, Requirement 6.5.1

 

[19] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 3.0, Requirement 6.5.1

 

[20] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 3.1, Requirement 6.5.1

 

[21] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 3.2, Requirement 6.5.1

 

[22] Standards Mapping - SANS Top 25 2009, Insecure Interaction - CWE ID 089

 

[23] Standards Mapping - SANS Top 25 2010, Insecure Interaction - CWE ID 089

 

[24] Standards Mapping - SANS Top 25 2011, Insecure Interaction - CWE ID 089

 

[25] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 3.1, APP3510 CAT I, APP3540.1 CAT I, APP3540.3 CAT II

 

[26] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 3.10, APP3510 CAT I, APP3540.1 CAT I, APP3540.3 CAT II

 

[27] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 3.4, APP3510 CAT I, APP3540.1 CAT I, APP3540.3 CAT II

 

[28] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 3.5, APP3510 CAT I, APP3540.1 CAT I, APP3540.3 CAT II

 

[29] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 3.6, APP3510 CAT I, APP3540.1 CAT I, APP3540.3 CAT II

 

[30] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 3.7, APP3510 CAT I, APP3540.1 CAT I, APP3540.3 CAT II

 

[31] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 3.9, APP3510 CAT I, APP3540.1 CAT I, APP3540.3 CAT II

 

[32] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.1, APSC-DV-002540 CAT I, APSC-DV-002560 CAT I

 

[33] Standards Mapping - Web Application Security Consortium 24 + 2, SQL Injection

 

[34] Standards Mapping - Web Application Security Consortium Version 2.00, SQL Injection (WASC-19)