對(duì)于Web應(yīng)用來(lái)說(shuō)，注射式攻擊由來(lái)已久，攻擊方式也五花八門(mén)，常見(jiàn)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(jí)對(duì)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(hù)數(shù)據(jù)（即用戶(hù)輸入）之間沒(méi)有做到?jīng)芪挤置?。這使得攻擊者有機(jī)會(huì)將程序命令當(dāng)作用戶(hù)輸入的數(shù)據(jù)提交給Web程序，以發(fā)號(hào)施令，為所欲為。
為了發(fā)動(dòng)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(duì)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言或者硬件關(guān)系密切，但是這些可以通過(guò)適當(dāng)?shù)牟赛c(diǎn)或者索性將所有常見(jiàn)的注射式攻擊都搬出來(lái)逐個(gè)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(yè)面的頁(yè)腳，查看錯(cuò)誤頁(yè)面，檢查頁(yè)面源代碼，或者使用諸如Nessus等工具來(lái)進(jìn)行刺探。
2.確定所有可能的輸入方式
Web應(yīng)用的用戶(hù)輸入方式比較多，其中一些用戶(hù)輸入方式是很明顯的，如HTML表單；另外，攻擊者可以通過(guò)隱藏的HTML表單輸入、HTTP頭部、cookies、甚至對(duì)用戶(hù)不可見(jiàn)的后端AJAX請(qǐng)求來(lái)跟Web應(yīng)用進(jìn)行交互。一般來(lái)說(shuō)，所有HTTP的GET和POST都應(yīng)當(dāng)作用戶(hù)輸入。為了找出一個(gè)Web應(yīng)用所有可能的用戶(hù)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(hù)輸入
在找出所有用戶(hù)輸入方式后，就要對(duì)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(gè)任務(wù)好像有點(diǎn)難，但是這里有一個(gè)小竅門(mén)，那就是多多留意Web應(yīng)用的錯(cuò)誤頁(yè)面，很多時(shí)候您能從這里得到意想不到的收獲。
二、SQL注射原理
上面對(duì)注射攻擊做了一般性的解釋?zhuān)旅嫖覀円許QL注射為例進(jìn)行講解，以使讀者對(duì)注射攻擊有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，至于其他攻擊，原理是一致的。
SQL注射能使攻擊者繞過(guò)認(rèn)證機(jī)制，完全控制遠(yuǎn)程服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫(kù)。SQL是結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。目前，大多數(shù)Web應(yīng)用都使用SQL數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存放應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)。幾乎所有的Web應(yīng)用在后臺(tái)都使用某種SQL數(shù)據(jù)庫(kù)。跟大多數(shù)語(yǔ)言一樣，SQL語(yǔ)法允許數(shù)據(jù)庫(kù)命令和用戶(hù)數(shù)據(jù)混雜在一起的。如果開(kāi)發(fā)人員不細(xì)心的話(huà)，用戶(hù)數(shù)據(jù)就有可能被解釋成命令，這樣的話(huà)，遠(yuǎn)程用戶(hù)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(kù)上執(zhí)行任意命令了。
三、繞過(guò)用戶(hù)認(rèn)證
我們這里以一個(gè)需要用戶(hù)身份認(rèn)證的簡(jiǎn)單的Web應(yīng)用程序?yàn)槔M(jìn)行講解。假定這個(gè)應(yīng)用程序提供一個(gè)登錄頁(yè)面，要求用戶(hù)輸入用戶(hù)名和口令。用戶(hù)通過(guò)HTTP請(qǐng)求發(fā)送他們的用戶(hù)名和口令，之后，Web應(yīng)用程序檢查用戶(hù)傳遞來(lái)用戶(hù)名和口令跟數(shù)據(jù)庫(kù)中的用戶(hù)名和口令是否匹配。這種情況下，會(huì)要求在SQL數(shù)據(jù)庫(kù)中使用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表。開(kāi)發(fā)人員可以通過(guò)以下SQL語(yǔ)句來(lái)創(chuàng)建表：
CREATE?TABLE?user_table( ???id?INTEGER?PRIMARY?KEY, ???username?VARCHAR(32), ???password?VARCHAR(41) );
上面的SQL代碼將建立一個(gè)表，該表由三欄組成。第一欄存放的是用戶(hù)ID，如果某人經(jīng)過(guò)認(rèn)證，則用此標(biāo)識(shí)該用戶(hù)。第二欄存放的是用戶(hù)名，該用戶(hù)名最多由32字符組成。第三欄存放的是口令，它由用戶(hù)的口令的hash值組成，因?yàn)橐悦魑牡男问絹?lái)存放用戶(hù)的口令實(shí)在太危險(xiǎn)，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(lái)獲得口令的hash值，在MySQL中，函數(shù)PASSWORD()的輸出由41字符組成。
對(duì)一個(gè)用戶(hù)進(jìn)行認(rèn)證，實(shí)際上就是將用戶(hù)的輸入即用戶(hù)名和口令跟表中的各行進(jìn)行比較，如果跟某行中的用戶(hù)名和口令跟用戶(hù)的輸入完全匹配，那么該用戶(hù)就會(huì)通過(guò)認(rèn)證，并得到該行中的ID。假如用戶(hù)提供的用戶(hù)名和口令分別為lonelynerd15和mypassword，那么檢查用戶(hù)ID過(guò)程如下所示：
SELECT?id?
FROM?user_table?
WHERE?username='lonelynerd15'?
AND?password=PASSWORD('mypassword')如果該用戶(hù)位于數(shù)據(jù)庫(kù)的表中，這個(gè)SQL命令將返回該用戶(hù)相應(yīng)的ID，這就意味著該用戶(hù)通過(guò)了認(rèn)證；否則，這個(gè)SQL命令的返回為空，這意味著該用戶(hù)沒(méi)有通過(guò)認(rèn)證。
下面是用來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)登錄的Java代碼，它從用戶(hù)那里接收用戶(hù)名和口令，然后通過(guò)一個(gè)SQL查詢(xún)對(duì)用戶(hù)進(jìn)行認(rèn)證：
Stringusername=req.getParameter("username");
Stringpassword=req.getParameter("password");
Stringquery="SELECT?id?FROM?user_table?WHERE?username='"+username+"'?AND?password=PASSWORD('"+password+"')";
ResultSet?rs=stmt.executeQuery(query);
int?id=-1;?
???while(rs.next()){
???id=rs.getInt("id");
}開(kāi)頭兩行代碼從HTTP請(qǐng)求中取得用戶(hù)輸入，然后在下一行開(kāi)始構(gòu)造一個(gè)SQL查詢(xún)。執(zhí)行查詢(xún)，然后在while()循環(huán)中得到結(jié)果，如果一個(gè)用戶(hù)名和口令對(duì)匹配，就會(huì)返回正確的ID。否則，id的值仍然為-1，這意味著用戶(hù)沒(méi)有通過(guò)認(rèn)證。表面上看，如果用戶(hù)名和口令對(duì)匹配，那么該用戶(hù)通過(guò)認(rèn)證；否則，該用戶(hù)不會(huì)通過(guò)認(rèn)證——但是，事實(shí)果真如此嗎？非也！讀者也許已經(jīng)注意到了，這里并沒(méi)有對(duì)SQL命令進(jìn)行設(shè)防，所以攻擊者完全能夠在用戶(hù)名或者口令字段中注入SQL語(yǔ)句，從而改變SQL查詢(xún)。為此，我們仔細(xì)研究一下上面的SQL查詢(xún)字符串：
Stringquery="SELECT?id?FROM?user_table?WHERE?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(guò)，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(hù)名為"' OR 1=1--",而口令為"x",那么查詢(xún)字符串將變成下面的樣子：
SELECT?id?FROM?user_table?WHERE?username=''?OR?1=1--'AND?password=PASSWORD('x')該雙劃符號(hào)--告訴SQL解析器，右邊的東西全部是注釋?zhuān)圆槐乩頃?huì)。這樣，查詢(xún)字符串相當(dāng)于：
SELECT?id?FROM?user_table?WHERE?username=''?OR?1=1
如今的SELECT語(yǔ)句跟以前的已經(jīng)大相徑庭了，因?yàn)楝F(xiàn)在只要用戶(hù)名為長(zhǎng)度為零的字符串''或1=1這兩個(gè)條件中一個(gè)為真，就返回用戶(hù)標(biāo)識(shí)符ID——我們知道，1=1是恒為真的。所以這個(gè)語(yǔ)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)。
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(kāi)發(fā)人員的現(xiàn)有SQL命令轉(zhuǎn)換成一個(gè)合法的SQL語(yǔ)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(lái)錯(cuò)誤報(bào)告和調(diào)試信息，例如，利用'OR1=1--對(duì)Web應(yīng)用進(jìn)行盲注時(shí)，經(jīng)?？吹饺缦滤镜腻e(cuò)誤信息：
Error?executing?query: You?have?an?error?in?your?SQL?syntax; check?the?manual?that?corresponds?to?your?MySQL?server?version?for?the?right?syntax?to?use?near 'SELECT?(title,body)?FROM?blog_table?WHERE?cat='OR1=1'?at?line?1
該錯(cuò)誤信息詳細(xì)地為我們展示了完整的SQL語(yǔ)句，在此種情況下，SQL數(shù)據(jù)庫(kù)所期待的好象是一個(gè)整數(shù)，而非字符串，所以可以注入字符串OR1=1--，把單引號(hào)去掉就應(yīng)該能成功注入了。對(duì)于大多數(shù)SQL數(shù)據(jù)庫(kù)，攻擊者可以在一行中放入多個(gè)SQL語(yǔ)句，只要各個(gè)語(yǔ)句的語(yǔ)法沒(méi)有錯(cuò)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(lái)返回最后的用戶(hù)ID：
Strin?gquery="SELECT?id?FROM?user_table?WHERE"+
"username='"+username+"'AND"+
"password=PASSWORD('"+password+"')";當(dāng)然，攻擊者可以注入其它的查詢(xún)，例如，把username設(shè)為：
'OR1=1;DROP?TABLE?user_table;--
而這個(gè)查詢(xún)將變成：
SELECT?id?FROM?user_table?WHERE?username=''?OR1=1;DROPTABLEuser_table;--'ANDpassword=PASSWORD('x');它相當(dāng)于：
SELECT?id?FROM?user_table?WHERE?username=''OR1=1;DROP?TABLE?user_table;
這個(gè)語(yǔ)句將執(zhí)行句法上完全正確的SELECT語(yǔ)句，并利用SQL DROP命令清空user_table。
注射式攻擊不必非要進(jìn)行盲式攻擊，因?yàn)樵S多Web應(yīng)用是利用開(kāi)放源代碼工具開(kāi)發(fā)的，為了提高注射式攻擊的成功率，我們可以下載免費(fèi)的或者產(chǎn)品的試用版，然后在自己的系統(tǒng)上搭建測(cè)試系統(tǒng)。如果在測(cè)試系統(tǒng)上發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤，那么很可能同樣的問(wèn)題也會(huì)存在于所有使用該工具的Web應(yīng)用身上。
五、小結(jié)
我們?cè)诒疚闹邢蜃x者介紹了注射攻擊的根本原因，即沒(méi)有對(duì)數(shù)據(jù)和命令進(jìn)行嚴(yán)格區(qū)分。然后通過(guò)一些程序源碼對(duì)SQL的攻擊進(jìn)行了細(xì)致的分析，使我們對(duì)SQL注射機(jī)理有了一個(gè)深入的認(rèn)識(shí)。如果您是一名web應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員，那么您就當(dāng)心了，一定不要盲目相信用戶(hù)端的輸入，而要對(duì)用戶(hù)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的“消毒”處理，否則的話(huà)，SQL注射將會(huì)不期而至。
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