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不同场景/框架下,如何干掉恶心的SQL注入?

文章主要内容包括:1、Java 持久层技术/框架简单介绍.2、不同场景/框架下易导致 SQL 注入的写法.3、如何避免和修复 SQL 注入.

作者:b1ngz来源:Github|2020-02-20 15:19

 

简介

文章主要内容包括:

1、Java 持久层技术/框架简单介绍

2、不同场景/框架下易导致 SQL 注入的写法

3、如何避免和修复 SQL 注入

JDBC

介绍

JDBC:

1、全称 Java Database Connectivity

2、是 Java 访问数据库的 API,不依赖于特定数据库 ( database-independent )

3、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

  1. // concat sql 
  2. String sql = "SELECT * FROM users WHERE name ='"name + "'"
  3. Statement stmt = connection.createStatement(); 
  4. 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:

  1. // use ? to bind variables  
  2. String sql = "SELECT * FROM users WHERE name= ? "
  3.  PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql); 
  4. // 参数 index 从 1 开始  
  5. 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

  1. // 拼接 sql 
  2. String sql = "SELECT * FROM users WHERE name ='"name + "'"
  3. PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql); 

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:

https://stackoverflow.com/a/34126564/6467552

Mybatis

介绍

1、首个 class persistence framework

2、介于 JDBC (raw SQL) 和 Hibernate (ORM)

3、简化绝大部分 JDBC 代码、手工设置参数和获取结果

4、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

  1. @Mapper 
  2. publicinterfaceUserMapper{ 
  3. User getById(int id); 

XML 配置文件

  1. <selectid="getById"resultType="org.example.User"
  2. SELECT * FROM user WHERE id = #{id} 
  3. </select

Annotation 例子

  1. @Mapper 
  2. publicinterfaceUserMapper{ 
  3. @Select("SELECT * FROM user WHERE id= #{id}"
  4. 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

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:

  1. String sql = "SELECT * FROM users WHERE id = ?"
  2. PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql); 
  3. 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:

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

name 值为 ' or '1'='1,实际执行的语句为:

  1. 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:

  1. ORDER BY #{sortBy} 

sortBy 参数值为 name ,替换后会成为:

  1. 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 ${}

  1. 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

  1. List<User> getUserListSortBy(@Param("sortBy") String sortBy); 

xml 配置文件

  1. <selectid="getUserListSortBy"resultType="org.example.User"
  2. SELECT * FROM user 
  3. <iftest="sortBy == 'name' or sortBy == 'email'"
  4. order by ${sortBy} 
  5. </if> 
  6. </select

因为 Mybatis 不支持 else,需要默认值的情况,可以使用 choose(when,otherwise)

  1. <selectid="getUserListSortBy"resultType="org.example.User"
  2. SELECT * FROM user 
  3. <choose> 
  4. <whentest="sortBy == 'name' or sortBy == 'email'"
  5. order by ${sortBy} 
  6. </when
  7. <otherwise> 
  8. order by name 
  9. </otherwise>  
  10. </choose> 
  11. </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

  1. List getUserListLike(@Param("name") String name); 

xml 配置文件

  1. <selectid="getUserListLike"resultType="org.example.User"
  2. <bindname="pattern"value="'%' + name + '%'"/> 
  3. SELECT * FROM user 
  4. WHERE name LIKE #{pattern} 
  5. </select

<bind>语句内的 value 为 OGNL expression,具体可参考 http://www.mybatis.org/mybatis-3/dynamic-sql.htmlbind 部分

使用 SQL concat() 函数

  1. <selectid="getUserListLikeConcat"resultType="org.example.User"
  2. SELECT * FROM user WHERE name LIKE concat ('%', #{name}, '%'
  3. </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 和 #{}
  • Mapper 接口方法
  1. List<User> getUserListIn(@Param("nameList") List<String> nameList); 

xml 配置文件

  1. <selectid="selectUserIn"resultType="com.example.User"
  2. SELECT * FROM user WHERE name in 
  3. <foreachitem="name"collection="nameList"  
  4. open="("separator=","close=")"
  5. #{name
  6. </foreach> 
  7. </select

具体可参考 http://www.mybatis.org/mybatis-3/dynamic-sql.html foreach 部分

limit 语句

1、直接使用 #{} 即可

2、Mapper 接口方法

  1. List<User> getUserListLimit(@Param("offset"int offset, @Param("limit"int limit); 

xml 配置文件

  1. <selectid="getUserListLimit"resultType="org.example.User"
  2. SELECT * FROM user limit #{offset}, #{limit} 
  3. </select

JPA & Hibernate

介绍

JPA:

1、全称 Java Persistence API

2、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

  1. Query<User> query = session.createQuery("from User where name = '"name + "'"User.class); 
  2. 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)

  1. Query<User> query = session.createQuery("from User where name = ?"User.class); 
  2. query.setParameter(0, name); 

命名参数 (named parameter)

  1. Query<User> query = session.createQuery("from User where name = :name"User.class); 
  2. query.setParameter("name"name); 

命名参数 list (named parameter list)

  1. Query<User> query = session.createQuery("from User where name in (:nameList)"User.class); 
  2. query.setParameterList("nameList", Arrays.asList("lisi""zhaowu")); 

类实例 (JavaBean)

  1. User user = newUser(); 
  2. user.setName("zhaowu"); 
  3. Query<User> query = session.createQuery("from User where name = :name"User.class); 
  4. // User 类需要有 getName() 方法 
  5. query.setProperties(user); 

Native SQL

存在 SQL 注入

  1. String sql = "select * from user where name = '"name + "'"
  2. // deprecated 
  3. // Query query = session.createSQLQuery(sql); 
  4. Query query = session.createNativeQuery(sql); 

使用参数绑定来设置参数值

  1. String sql = "select * from user where name = :name"
  2. // deprecated 
  3. // Query query = session.createSQLQuery(sql); 
  4. Query query = session.createNativeQuery(sql); 
  5. query.setParameter("name"name); 

JPA

JPA 中使用 JPQL (Java Persistence Query Language),同时也支持 native sql,因此和 Hibernate 存在类似的问题,这里就不再细说。

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【责任编辑:武晓燕 TEL:(010)68476606】

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