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Java SQL注入危害这么大,该如何来防止呢?

技术杂谈 勤劳的小蚂蚁 3个月前 (01-25) 124次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码

文章主要内容包括:
  • Java 持久层技术/框架简单介绍
  • 不同场景/框架下易导致 SQL 注入的写法
  • 如何避免和修复 SQL 注入
JDBC
介绍
JDBC:
  • 全称 Java Database Connectivity
  • 是 Java 访问数据库的 API,不依赖于特定数据库 ( database-independent )
  • 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);
看到这里,大家肯定会好奇 PreparedStatement 是如何防止 SQL 注入的,来了解一下
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。
Mybatis
介绍
  • 首个 class persistence framework
  • 介于 JDBC (raw SQL) 和 Hibernate (ORM)
  • 简化绝大部分 JDBC 代码、手工设置参数和获取结果
  • 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);
  4. }
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);
  5. }
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 #{}${} 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:
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<User> 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 :
bind 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 <foreach> 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 
foreach 部分
limit 语句
  • 直接使用 #{} 即可
  • 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:
  • 全称 Java Persistence API
  • ORM (object-relational mapping) 持久层 API,需要有具体的实现
更多请参考:
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,感兴趣的可以参考:

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勤劳的小蚂蚁
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