经销商技术部-防SQL注入实践

网络安全现在越来越受到重视，其中后端应用最常见的安全漏洞就是SQL注入，据owasp（开放式Web应用程序安全项目组织）的安全漏洞统计，注入漏洞常年排名TOP 3。为了尽可能地减少SQL注入问题，我们进行了一些实践总结，并在部门内部进行了推广。

SQL注入原理

SQL注入攻击是通过操作输入来修改SQL语句，以达到执行注入的SQL、进而对web服务器进行攻击的方法。简单的说就是在web表单或页面请求的查询字符串中插入SQL命令，最终使web服务器执行恶意命令的过程。可以通过一个例子简单说明SQL注入攻击。假设某网站页面显示时URL为http://www.example.com?test=123，此时URL实际向服务器传递了值为123的变量test，这表明当前页面是对数据库进行动态查询的结果。如果服务器使用了SQL动态拼接，此时可以在URL中插入恶意SQL语句并执行。例如预期执行语句是：

select * from user where testId = 123

如果有人恶意构造test=123 or 1 = 1;那么最后实际执行的语句就是：

select * from user where testId = 123 or 1 = 1

SQL注入本质是利用动态SQL拼接并直接执行，并且前端输入的参数未经过严格校验直接参与SQL拼接，输入参数被恶意利用的话就存在不受控的命令注入风险。SQL注入会攻击数据库，所以危害是非常大的，SQL注入的危害包括：1. 数据库信息泄露；2. 数据库恶意操作攻击服务器；3. 删除和修改数据库表信息；4. 服务器远程控制等。防SQL注入原则根据SQL注入的原理，我们总结了如下防SQL注入的原则。1）尽可能参数化执行SQL，使用PreparedStatement;2）无法参数化执行就对输入参数使用强类型接收，如枚举;3）如果既不能参数化也无法用强类型，就做好格式校验;4）如果上面都做不到，最后考虑做好注入字符的转义过滤。

防SQL注入实践总结

实践1：使用数据库预编译SQL执行

关系型数据库都提供了预编译执行SQL语句的方式，和直接执行有参数拼接的SQL方式不同的是，在SQL预编译阶段，所有参数都会被模板化，参数值不直接参与编译，这样参数值就无法改变SQL的结构，包括语句条数，参数个数，查询条件等等，就算参数里存在恶意注入参数值也无法破坏原来的SQL结构。下面举例说明拼接执行和参数化执行的区别。直接执行：

select name from user_info where name = 'gouge'

使用预编译执行(也就是PreparedStatement)分两步。

第一步：模板化编译

select name from user_info where name = ?

第二步：参数带入

select name from user_info where name = 'gouge'

预编译后的语句执行时，就算参数值里有恶意注入，也只是当成一个字符串的一部分，并不会导致SQL结构被破坏，所以这种方式能够从根本上杜绝SQL注入的风险，也是目前公认防SQL注入最好的办法。

实践2: 可选情况下，优先使用非String类型作为入参

SQL注入依赖于SQL动态拼接，如果非String(包括枚举)参数有强类型严格校验，拼接的时候就没有SQL注入的风险

实践3：对String类型参数进行枚举校验

对于可枚举的String入参，在后端需要进行枚举值白名单校验，防止伪造。以经常使用的排序字段为例，排序字段不少情况下是从前端传过来的，不可信。所以需要做枚举校验，看看传过来的排序字段是否在预期内。

实践4：存储过程

存储过程因为也是预编译的，所以也可以防止SQL注入，不过存储过程已经是不推荐的实践了，这里只是列举一下。

实践5：对String入参进行转义处理

这个实践方案的优先级最低，前面的方案都无法实施或代价太大的情况下，才考虑使用，因为这个办法并不是完全可靠的。这个办法是把用户输入拼到SQL之前，先对输入进行转义，所以实现上是和数据库绑定的，不同的数据库转义实现都不一样。原理是对特定的查询，数据库支持一种或多种转义的方法，如果对所有用户输入的参数拼到SQL之前进行合适的转义，就可以防止SQL注入，但是不能保证所有情况都能处理完美。OWASP组织提供了可以直接使用的java类库esapi，可以用来完成转义，目前支持mysql，oracle，还不支持sqlserver，OWASP官方文档中也有说明这个类库也不能保证100%可以防SQL注入。

Mybatis防SQL注入

Mybatis的XML Mapper中参数有两种表达方式: #{xxx}和${xxx}，区别是#{xxx}会被模板化为参数化形式（?），所以参数值不参与编译；${xxx}会被替换为对应的参数值参与编译。所以使用#{xxx}语法的参数没有注入风险，但是使用${xxx}不当，就存在注入风险。我们使用sonar规则来检测${xxx}的使用情况，发现很多可以使用#{xxx}的情况下，却使用了${xxx}，大概是使用者还不了解其中的区别和风险。根据防止SQL注入的原则，针对使用Mybatis作为ORM的时候，我们可以得出这样的结论：

在xml中能使用参数化#{}语法实现的，禁止使用${}
不得已必须使用${}语法拼接SQL时，必须先进行合法校验和转义

Mybatis-XML常见误用及安全建议

1）常规误用风险写法：

account = '${account}'

安全写法：

account = #{account}

2） in 参数拼接风险写法：

WHERE id IN (${item.ids})

安全写法：


                AND id IN
                                        collection="ids"
                        item="id"
                        open="("
                        separator=","
                        close=")">
                    #{id}

3） sqlserver top语法风险写法：

top ${queryCnt}

安全写法：

top (#{queryCnt})

4）between语法风险写法：

BETWEEN ${start} AND ${end}

安全写法：

BETWEEN #{start} AND #{end}

5）like语法风险写法：

email like '%${emailSuffix}'

安全写法1:

email like concat('%', #{emailSuffix})

安全写法2：


Email like #{pattern}

安全写法3：在java代码中构造好pattern，使用#{}语法6) limit语法风险写法：

limit ${offset}, ${size}

安全写法：

limit #{offset}, #{size}

7) 动态order by风险写法：

order by ${orderByClause}

安全建议1：可以在xml中使用if代替java中拼凑orderby（推荐）；安全建议2：对排序字段和排序类型值进行白名单校验；8）动态表名安全建议：建议实现Mybatis插件，在框架层面对表名进行替换处理，避免在xml使用${}来拼凑表名。9) Mybatis example语法风险用法：


      order by ${orderByClause}

Mybatis生成的example使用，大多数情况下是安全的，但是orderByCluase是通过字符串拼接的，也是不安全的，所以不建议使用。安全建议：可以考虑使用mybatis新出的mybatis-dynamic-sql或者国内开源的mybatis-plus，比example语法更简洁，也更安全。例如：

Query.orderBy(createAt.descending());

WAF除了在SQL语句层面尽量保证防止SQL注入风险之外，基础设施WAF(Web Application Firewall)也是非常有效的防止SQL注入的措施，有条件的也可以考虑部署WAF。

总结

本文主要是记录了经销商技术部在安全方面防止SQL注入的一些实践探索和总结，包括SQL注入的原理，防SQL注入总体遵循的原则，以及具体的实践中的安全建议，希望对其他人也有所帮助。

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