徹底干掉惡心的 SQL 注入漏洞， 一網打盡！

來源： b1ngz
b1ngz.github.io/java-sql-injection-note/

簡介

文章主要內容包括：

• Java 持久層技術/框架簡單介紹

• 不同場景/框架下易導致 SQL 注入的寫法

• 如何避免和修復 SQL 注入

JDBC介紹

JDBC：

• 全稱 Java Database Connectivity

• 是 Java 訪問資料庫的 API，不依賴于特定資料庫 ( database-independent )

• 所有 Java 持久層技術都基于 JDBC

說明

直接使用 JDBC 的場景，如果代碼中存在拼接 SQL 陳述句，那么很有可能會產生注入，如

// concat sqlString sql = "SELECT * FROM users WHERE name ='"+ name + "'";Statement stmt = connection.createStatement();ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);

安全的寫法是使用 引數化查詢 ( parameterized queries )，即 SQL 陳述句中使用引數系結( ? 占位符 ) 和 PreparedStatement，如

// use ? to bind variablesString sql = "SELECT * FROM users WHERE name= ? ";PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql);// 引數 index 從 1 開始ps.setString(1, name);

還有一些情況，比如 order by、column name，不能使用引數系結，此時需要手工過濾，如通常 order by 的欄位名是有限的，因此可以使用白名單的方式來限制引數值

這里需要注意的是，使用了 PreparedStatement 并不意味著不會產生注入，如果在使用 PreparedStatement之前，存在拼接 sql 陳述句，那么仍然會導致注入，如

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

看到這里，大家肯定會好奇 PreparedStatement 是如何防止 SQL 注入的，來了解一下

正常情況下，用戶的輸入是作為引數值的，而在 SQL 注入中，用戶的輸入是作為 SQL 指令的一部分，會被資料庫進行編譯/解釋執行，

當使用了 PreparedStatement，帶占位符 ( ? ) 的 sql 陳述句只會被編譯一次，之后執行只是將占位符替換為用戶輸入，并不會再次編譯/解釋，因此從根本上防止了 SQL 注入問題，

Mybatis介紹

• 首個 class persistence framework

• 介于 JDBC (raw SQL) 和 Hibernate (ORM)

• 簡化絕大部分 JDBC 代碼、手工設定引數和獲取結果

• 靈活，使用者能夠完全控制 SQL，支持高級映射

更多請參考: http://www.mybatis.org

說明

在 MyBatis 中，使用 XML 檔案 或 Annotation 來進行配置和映射，將 interfaces 和 Java POJOs (Plain Old Java Objects) 映射到 database records，

XML 例子

Mapper Interface

@Mapperpublic interface UserMapper {    User getById(int id);}

XML 組態檔

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

Annotation 例子

@Mapperpublic interface UserMapper {    @Select("SELECT * FROM user WHERE id= #{id}")    User getById(@Param("id") int id);}

可以看到，使用者需要自己撰寫 SQL 陳述句，因此當使用不當時，會導致注入問題與使用 JDBC 不同的是，MyBatis 使用 #{} 和 ${} 來進行引數值替換，推薦：Mybatis傳遞多個引數的4種方式，

使用 #{} 語法時，MyBatis 會自動生成 PreparedStatement ，使用引數系結 ( ?) 的方式來設定值，上述兩個例子等價的 JDBC 查詢代碼如下：

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

因此 #{} 可以有效防止 SQL 注入，詳細可參考 http://www.mybatis.org/mybatis-3/sqlmap-xml.html String Substitution 部分，

而使用 ${} 語法時，MyBatis 會直接注入原始字串，即相當于拼接字串，因而會導致 SQL 注入，如

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

name 值為 ' or '1'='1，實際執行的陳述句為

SELECT * FROM user WHERE name = '' or '1'='1' limit 1

因此建議盡量使用 #{}，但有些時候，如 order by 陳述句，使用 #{} 會導致出錯，如

ORDER BY #{sortBy}

sortBy 引數值為 name ，替換后會成為

ORDER BY "name"

即以字串 “name” 來排序，而非按照 name 欄位排序

詳細可參考: https://stackoverflow.com/a/32996866/6467552

這種情況就需要使用 ${}

ORDER BY ${sortBy}

使用了 ${}后，使用者需要自行過濾輸入，方法有：

代碼層使用白名單的方式，限制 sortBy 允許的值，如只能為 name, email 欄位，例外情況則設定為默認值 name

在 XML 組態檔中，使用 if 標簽來進行判斷

Mapper 介面方法

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

xml 組態檔

<select id="getUserListSortBy" resultType="org.example.User">  SELECT * FROM user  <if test="sortBy == 'name' or sortBy == 'email'">    order by ${sortBy}  </if></select>

因為 Mybatis 不支持 else，需要默認值的情況，可以使用 choose(when,otherwise)

<select id="getUserListSortBy" resultType="org.example.User">  SELECT * FROM user  <choose>    <when test="sortBy == 'name' or sortBy == 'email'">      order by ${sortBy}    </when>    <otherwise>      order by name    </otherwise>     </choose></select>

更多場景

除了 orderby之外，還有一些可能會使用到 ${} 情況，可以使用其他方法避免，如

like 陳述句

• 如需要使用通配符 ( wildcard characters % 和 _) ，可以

• 在代碼層，在引數值兩邊加上 %，然后再使用 #{}

• 使用 bind 標簽來構造新引數，然后再使用 #{}

Mapper 介面方法

List<User> getUserListLike(@Param("name") String name);

xml 組態檔

<select id="getUserListLike" resultType="org.example.User">    <bind name="pattern" value="'%' + name + '%'" />    SELECT * FROM user    WHERE name LIKE #{pattern}</select>

<bind> 陳述句內的 value 為 OGNL expression

具體可參考 :

http://www.mybatis.org/mybatis-3/dynamic-sql.html

bind 部分使用 SQL concat() 函式

<select id="getUserListLikeConcat" resultType="org.example.User">    SELECT * FROM user WHERE name LIKE concat ('%', #{name}, '%')</select>

除了注入問題之外，這里還需要對用戶的輸入進行過濾，不允許有通配符，否則在表中資料量較多的時候，假設用戶輸入為 %%，會進行全表模糊查詢，嚴重情況下可導致 DOS

參考:

http://www.tothenew.com/blog/sql-wildcards-is-your-application-safe

IN 條件

• 使用 <foreach> 和 #{}

• Mapper 介面方法

List<User> getUserListIn(@Param("nameList") List<String> nameList);

xml 組態檔

<select id="selectUserIn" resultType="com.example.User">  SELECT * FROM user WHERE name in  <foreach item="name" collection="nameList"            open="(" separator="," close=")">        #{name}  </foreach></select>

具體可參考

http://www.mybatis.org/mybatis-3/dynamic-sql.html

foreach 部分

limit 陳述句

• 直接使用 #{} 即可

• Mapper 介面方法

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

xml 組態檔

<select id="getUserListLimit" resultType="org.example.User">    SELECT * FROM user limit #{offset}, #{limit}</select>

JPA & Hibernate 介紹

JPA:

• 全稱 Java Persistence API

• ORM (object-relational mapping) 持久層 API，需要有具體的實作

更多請參考：

https://en.wikipedia.org/wiki/JavaPersistenceAPI

Hibernate:

• JPA ORM 實作

更多請參考 http://hibernate.org，

說明

這里有一種錯誤的認識，使用了 ORM 框架，就不會有 SQL 注入，而實際上，在 Hibernate 中，支持 HQL (Hibernate Query Language) 和 native sql 查詢，前者存在 HQL 注入，后者和之前 JDBC 存在相同的注入問題，來具體看一下，

HQL

HQL 查詢例子

Query<User> query = session.createQuery("from User where name = '" + name + "'", User.class);User user = query.getSingleResult();

這里的 User 為類名，和原生 SQL 類似，拼接會導致注入，

正確的用法：

• 位置引數 (Positional parameter)

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

• 命名引數 (named parameter)

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

• 命名引數 list (named parameter list)

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

• 類實體 (JavaBean)

User user = new User();user.setName("zhaowu");Query<User> query = session.createQuery("from User where name = :name", User.class);// User 類需要有 getName() 方法query.setProperties(user);

Native SQL

存在 SQL 注入

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

使用引數系結來設定引數值

String sql = "select * from user where name = :name";// deprecated// Query query = session.createSQLQuery(sql);Query query = session.createNativeQuery(sql);query.setParameter("name", name);

JPA

JPA 中使用 JPQL (Java Persistence Query Language)，同時也支持 native sql，因此和 Hibernate 存在類似的問題，這里就不再細說，感興趣的可以參考：

https://software-security.sans.org/developer-how-to/fix-sql-injection-in-java-persistence-api-jpa

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