基于SQL的Web系统安全防范SQL注入漏洞

-1-基于SQL的Web系统安全防范——SQL注入漏洞攻击研究及防范措施SQL-BasedWebSystemSecurity——StructuredQueryLanguageInjectionLeakAttackStudyAndDefenseMeasure作者：辽宁省经济和信息化委员会姜志坤摘要：在当今的数字世界中，人们发现在维持公开的Internet连接的同时，保护网络和计算机系统的安全变得越来越困难。病毒、木马、后门、蠕虫等攻击层出不穷，虚假网站的钓鱼行为也让警惕性不高的公众深受其害。据有关部门统计，2008年一季度，我国有15万台主机被植入木马，网站篡改数量迅速增加，预计已达5835个，其中政府网站达484个，每月564次的安全事件报告。为了减轻信息泄露及系统攻击带来的风险，企业和机构开始对自己的系统进行渗透性测试，找出其中存在的漏洞和安全隐患。本文通过对目前最流行的SQL注入漏洞攻击的过程做了逐一的分析,并提出了检测方法和防范措施。关键字：SQL注入漏洞攻击脚本攻击SQL注入点检测防范模型有害代码SQL注入(SQLInjection)漏洞攻击是目前网上最流行最热门的黑客脚本攻击方法之一，那什么是SQL注入漏洞攻击呢？它是指黑客利用一些Web应用程序（如：网站、论坛、留言本、文章发布系统等）中某些存在不安全代码或SQL语句不缜密的页面，精心构造SQL语句，把非法的SQL语句指令转译到系统实际SQL语句中并执行它，以获取用户名、口令等敏感信息，从而达到控制主机服务器的攻击方法。1.SQL注入漏洞攻击原理1.1SQL注入漏洞攻击实现原理SQL（StructuredQueryLanguage）是一种用来和数据库交互的语言文本。SQL注入的攻击原理就是攻击者通过Web应用程序利用SQL语句或字符串将非法的数据插入到服务器端数据库中，获取数据库的管理用户权限，然后将数据库管理用户权限提升至操作系统管理用户权限，控制服务器操作系统，获取重要信息及机密文件。SQL注入漏洞攻击主要是通过借助于HDSI、NBSI和Domain等SQL注入漏洞扫描工具扫-2-描出Web页面中存在的SQL注入漏洞，从而定位SQL注入点，通过执行非法的SQL语句或字符串达到入侵者想要的操作。下面以一段身份验证的.NET代码为例，说明一下SQL注入攻击的实现方法。SqlConnectionnwConn=newSqlConnection((string)ConfigurationSettings.AppSettings[DBconnStrings])；stringqueryStr=SELECTuserid,userpwd,username,typeFROMuserswhereuserid='+Txtusername.Text+'；DataSetuserSet=newDataSet()；SqlDataAdapteruserAdapter=newSqlDataAdapter(queryStr,nwConn)；userAdapter.Fill(userSet,Users)；Session[UserID]=Txtusername.Text.ToString()；Session[type]=type.Text.ToString()；Response.Redirect(/Myweb/admin/login.aspx)；从上面的代码中可以看出,程序在与数据库建立连接得到用户数据之后,直接将username的值通过session传给login.aspx，没有进行任何的过滤和处理措施,直接用来构造SQL语句,其危险系数是非常高的,攻击者只要根据SQL语句的编写规则就可以绕过身份验证，从而达到入侵的目的。1.2SQL注入漏洞攻击分析SQL注入可以说是一种漏洞，也可以说是一种攻击。当程序中的变量处理不当，没有对用户提交的数据类型进行校验，编写不安全的代码，构造非法的SQL语句或字符串，都可能产生这个漏洞。例如Web系统有一个login页面，这个login页面控制着用户是否有权访问，要求用户输入一个用户名和口令，连接数据库的语句为：“select*fromuserswhereusername='username'andpassword='password'”攻击者输入用户名为aaor1=1口令为1234or1=1之类的内容。我们可以看出实际上攻击者并不知道真正的用户名、口令，该内容提交给服务器之后，服务器执行攻击者构造出的SQL命令，但由于攻击者输入的内容非常特殊，所以最后得到的SQL命令变成：“select*fromuserswhereusername='aa'or1=1andpassword='1234'or1=1”；服务器执行查询或存储过程，将用户输入的身份信息和数据库users表中真实的身份信-3-息进行核对，由于SQL命令实际上已被修改，存在永远成立的1=1条件，因此已经不能真正验证用户身份，所以系统会错误地授权攻击者访问。SQL注入是通过目标服务器的80端口进行的，是正常的Web访问，防火墙不会对这种攻击发出警告或拦截。当Web服务器以普通用户的身份访问数据库时，利用SQL注入漏洞就可能进行创建、删除、修改数据库中所有数据的非法操作。而当数据库以管理用户权限的身份进行登录时，就可能控制整个数据库服务器。SQL注入的方法很多，在以手动方式进行攻击时需要构造各种各样的SQL语句，所以一般攻击者需要丰富的经验和耐心，才能绕过检测和处理，提交语句，从而获得想要的有用信息。这个过程需要花费很多的时间，如果以这种手动方式进行SQL注入漏洞攻击，许多存在SQL注入漏洞的ASP、JSP、PHP、JAVA等网站就会安全很多了，不是漏洞不存在了，而是手动入侵者需要编程基础，但现在攻击者可以利用一些现成的黑客工具来辅助SQL注入漏洞攻击，加快入侵的速度，使SQL注入变得轻而易举。由于SQL注入漏洞攻击利用的是通用的SQL语法，使得这种攻击具有广泛性。理论上说，对于所有基于SQL语言的数据库管理系统都是有效的，包括MSSQLServer、Oracle、DB2、Sybase和MySQL等。当然，各种系统自身的SQL扩展功能会有所不同，因此最终的攻击代码可能不尽相同。1.3SQL注入漏洞攻击过程（1）绕过身份验证如一个login界面，需要输入用户名和口令，然后Post到另一个页面，进行身份验证,因此攻击者只需在用户名和口令的输入框中都输入aaor’1’=’1’的内容，那么攻击者就可以通过欺骗的验证方式而直接进入下一个页面，并拥有和正常登录用户一样的全部特权。原因是什么呢?我们比较一下正常用户登录和攻击者登录时的两种SQL语句：1）正常用户(如用户名为admin，口令为1234567)：SQL=selectfromuserswhereusername=’admin’andpassword=’1234567’；2）攻击者(用户名和口令都为aaor’1’=’1’)：SQL=select*fromuserswhereusername='aaor’1’=’1’'andpassword='aaor’1’=’1’'；可以看到由and连接的两个条件都被一个永远成立的1=1所代替，执行的结果为true，数据库会认为条件恒成立，会返回一个true，让攻击者以合法身份登录进入下一个页面。-4-（2）执行非法操作如一个查询页面select1.asp?id=1，编程人员原本设计意图是显示id为1的查询信息，而攻击者利用程序中没有对id内容进行检查的机制，插入自己的代码。从select1.asp中摘录一段关键代码：SQL=select*fromphotowherephotoid='id'；可以看到，id没有进行任何的处理，直接构成SQL语句并执行，而攻击者在知道该系统数据库中表名及字段名的情况下，利用SQL语句特性（分号是将两句SQL语句分开的符号），直接向数据库Tuser表中添加记录：select1.asp?id=1;InsertintoTuser(username,password,type)values('hack','1234567','管理员')，然后攻击者就可以直接用hack进行登录了。通过这样的方法，攻击者还可以对系统做任何的事情，包括添加、删除、修改系统资源的操作。（3）执行系统命令如果Web主机使用MSSQL数据库管理系统，那么攻击者就可以用到xp_cmdshell这个扩展存储过程，xp_cmdshell是一个非常有用的扩展存储过程，用于执行系统命令，比如dir、net等，攻击者可以根据程序的不同，提交不同的语句：execmaster.dbo.xp_cmdshelldir；execmaster.dbo.xp_cmdshellnetuserhack1234567/add；execmaster.dbo.xp_cmdshellnetlocalgroupadministratorshack/add；这样就可以向Web主机系统中成功添加了一个管理员帐户。2.SQL注入漏洞攻击的检测方式及方法2.1检测方式SQL注入漏洞攻击检测分为入侵前的检测和入侵后的检测。入侵前的检测，可以通过手工方式，也可以使用SQL注入漏洞扫描工具软件。检测的目的是为预防SQL注入漏洞攻击，而对于SQL注入漏洞攻击后的检测，主要是针对审计日志的查看，SQL注入漏洞攻击成功后，会在WebService和数据库的审计日志中留下“痕迹”。2.2检测方法（1）动态SQL检查动态的SQL语句是一个进行数据库查询的强大的工具，但把它和用户输入混合在一起就使SQL注入成为了可能。将动态的SQL语句替换成预编译的SQL或者存储过程对大多数应用程序是可行的。预编译的SQL或者存储过程可以将用户的输入作为参数而不是命令来执行，-5-这样就限制了入侵者的行动。当然，它不适用于存储过程中利用用户输入来生成SQL命令的情况。在这种情况下，用户输入的SQL命令仍可能得到执行，数据库仍然存在SQL注入漏洞攻击的危险。（2）有效性校验如果一个输入框只可能包括数字，那么要通过验证确保用户输入的都是数字。如果可以接受字母，检查是不是存在不可接受的字符，那就需要设置字符串检查功能。确保应用程序要检查以下字符：分号、等号、破折号、括号以及SQL关键字。（3）数据表检查使用SQL注入漏洞攻击工具软件进行SQL注入漏洞攻击后，都会在数据库中生成一些临时表。通过查看数据库中最近新建的表的结构和内容，可以判断是否曾经发生过SQL注入漏洞攻击。（4）审计日志检查在Web服务器中如果启用了审计日志功能，则WebService审计日志会记录访问者的IP地址、访问时间、访问文件等信息，SQL注入漏洞攻击往往会大量访问某一个页面文件（存在SQL注入点的动态网页），审计日志文件会急剧增加，通过查看审计日志文件的大小以及审计日志文件中的内容，可以判断是否发生过SQL注入漏洞攻击事件；另外还可以通过查看数据库审计日志，查询某个时间段是否有非法的插入、修改、删除操作。（5）其他SQL注入漏洞攻击成功后，入侵者往往会添加特权用户（如：administrator、root、sa等）、开放非法的远程服务以及安装木马后门程序等，可以通过查看用户帐户列表、远程服务开启情况、系统最近日期产生的一些文件等信息来判断是否发生过入侵。3.SQL注入漏洞攻击检测防范模型及措施3.1防范模型本人通过深入的学习研究，吸取前人的经验成果，提出了一种通用的SQL注入漏洞攻击检测防范模型如图1所示，本模型中所有检测均在服务器端进行。首先是校验客户端提交数据的有效性，自动识别该数据类型是否符合程序中设定的值，如果校验未通过将禁止访问，返回重新输入数据并记录该过程；其次将输入的字符串类型与SQL注入规则库字符串类型进行比对，检测字符串类型是否合法（验证是否存在SQL注入漏洞），若不合法也将禁止访问，返回重新输入数据并记录该操作；最后检测是否超过访问权限，如果未超过访问权限，就可以正常访问页面，若超过访问权限，除禁止访问，返回重新输