Tp5安全篇入門


輸入安全

設置public目錄為唯一對外訪問目錄,不能把資源文件放入到應用目錄;
使用框架提供的請求變量獲取方法(Request類的param方法及input助手函數)而不是原生系統變量獲取用戶輸入的數據;
使用驗證類或者驗證方法對業務數據設置必要的驗證規則;
設置安全過濾函數對用戶輸入的數據進行過濾處理。
htmlspecialchars()此函數是將用戶輸入的所有信息原樣輸出。
避免用戶輸入的html,js等代碼被瀏覽器解析影響服務器原來的功能,有效避免黑客攻擊。
strip_tags() 函數默認刪除字符串中所有html標簽,也可以指定刪除部分html標簽。
<?php
$str = "<font color='red' size=7>Linux</font> <i>Apache</i> <u>Mysql</u> <b>PHP</b>";
echo strip_tags($str); //刪除了全部HTML標簽,輸出:Linux Apache Mysql PHP
echo strip_tags($str,"<font>"); //輸出<font color='red' size=7>Linux</font>Apache Mysql PHP
echo strip_tags($str,"<b><u><i>"); //輸出Linux <i>Apache</i> <u>Mysql</u> <b>PHP</b>
?>

數據庫安全

盡量少使用字符串查詢條件,如果不得以的情況下,使用手動參數綁定參數;
不要讓用戶輸入決定要查詢或者寫入的字段;
對於敏感數據在輸出的時候使用hidden方法進行隱藏;
對於數據的寫入操作應當做好權限檢查工作;
寫入數據嚴格使用field方法限制寫入字段;
對於需要輸出到頁面的數據做好必要的XSS過濾。
注:XSS(Cross Site Scripting)跨站腳本攻擊,一種常見的web攻擊手段,與SQL注入類似。黑客通過在插入惡意腳本,實現對用戶瀏覽器的控制。

上傳安全

主要指對上傳的文件進行安全性驗證。系統的thinkfile提供了文件上傳的安全支持,包括對文件后綴、文件類型、文件大小及上傳圖片文件的合法性檢查,確保你已經在上傳操作中啟用了這些合法性檢查。

其他安全性建議

對所有公共的操作方法做必要的安全檢查,防止用戶通過URL直接調用;
不要緩存需要用戶認證的頁面;
對用戶的上傳文件,做必要的安全檢查,例如上傳路徑和非格式;
對於項目進行充分的測試,避免業務邏輯的安全隱患;
做好服務器安全防護。

ThinkPHP框架是國內比較流行的PHP框架之一,雖然跟國外的那些個框架沒法比,但優點在於,恩,中文手冊很全面。最近研究SQL注入,之前用TP框架的時候因為底層提供了安全功能,在開發過程中沒怎么考慮安全問題。想知道TP到底是怎么實現防SQL注入的,所以看了一些源碼。結合phith0n大牛在烏雲上發的漏洞,分析了一下,整理了一些思路~~

一、不得不說的I函數

TP系統提供了I函數用於輸入變量的過濾。整個函數主體的意義就是獲取各種格式的數據,比如I(‘get.’)、I(‘post.id’),然后用htmlspecialchars函數(默認情況下)進行處理。如果需要采用其他的方法進行安全過濾,可以從/ThinkPHP/Conf/convention.php中設置:

'DEFAULT_FILTER'        =>  'strip_tags',
//也可以設置多種過濾方法
'DEFAULT_FILTER'        =>  'strip_tags,stripslashes',

從/ThinkPHP/Common/functions.php中可以找到I函數,源碼如下:

/**
 * 獲取輸入參數 支持過濾和默認值
 * 使用方法:
 * <code>
 * I('id',0); 獲取id參數 自動判斷get或者post
 * I('post.name','','htmlspecialchars'); 獲取$_POST['name']
 * I('get.'); 獲取$_GET
 * </code>
 * @param string $name 變量的名稱 支持指定類型
 * @param mixed $default 不存在的時候默認值
 * @param mixed $filter 參數過濾方法
 * @param mixed $datas 要獲取的額外數據源
 * @return mixed
 */
function I($name,$default='',$filter=null,$datas=null) {
    static $_PUT    =    null;
    if(strpos($name,'/')){ // 指定修飾符
        list($name,$type)     =    explode('/',$name,2);
    }elseif(C('VAR_AUTO_STRING')){ // 默認強制轉換為字符串
        $type   =   's';
    }

    /*根據$name的格式獲取數據:先判斷參數的來源,然后再根據各種格式獲取數據*/
    if(strpos($name,'.')) {list($method,$name) =   explode('.',$name,2);} // 指定參數來源
    else{$method =   'param';}//設定為自動獲取
    switch(strtolower($method)) {
        case 'get'     :   $input =& $_GET;break;
        case 'post'    :   $input =& $_POST;break;
        case 'put'     :   /*此處省略*/
        case 'param'   :   /*此處省略*/
        case 'path'    :   /*此處省略*/
    }

    /*對獲取的數據進行過濾*/
    if('' // 獲取全部變量
        $data       =   $input;
        $filters    =   isset($filter)?$filter:C('DEFAULT_FILTER');
        if($filters) {
            if(is_string($filters)){$filters    =   explode(',',$filters);} //為多種過濾方法提供支持
            foreach($filters as $filter){
                $data   =   array_map_recursive($filter,$data); //循環過濾
            }
        }
    }elseif(isset($input[$name])) { // 取值操作
        $data       =   $input[$name];
        $filters    =   isset($filter)?$filter:C('DEFAULT_FILTER');
        if($filters) {      /*對參數進行過濾,支持正則表達式驗證*/
            /*此處省略*/
        }
        if(!empty($type)){  //如果設定了強制轉換類型
            switch(strtolower($type)){
                case 'a': $data = (array)$data;break;   // 數組  
                case 'd': $data = (int)$data;break;   // 數字 
                case 'f': $data = (float)$data;break;    // 浮點   
                case 'b': $data = (boolean)$data;break;    // 布爾
                case 's':   // 字符串
                default:$data   =   (string)$data;
            }
        }
    }else{ // 變量默認值
        $data       =    isset($default)?$default:null;
    }

    is_array($data) && array_walk_recursive($data,'think_filter');  //如果$data是數組,那么用think_filter對數組過濾
    return $data;
}

恩,函數基本分成三塊:第一塊,獲取各種格式的數據。第二塊,對獲取的數據進行循環編碼,不管是二維數組還是三維數組。第三塊,也就是倒數第二行,調用了think_filter對數據進行了最后一步的神秘處理。

讓我們先來追蹤一下think_filter函數:

//1536行 版本3.2.3最新添加
function think_filter(&$value){// 過濾查詢特殊字符    
    if(preg_match('/^(EXP|NEQ|GT|EGT|LT|ELT|OR|XOR|LIKE|NOTLIKE|NOT BETWEEN|NOTBETWEEN|BETWEEN|NOTIN|NOT IN|IN)$/i',$value)){        
        $value .= ' ';    
    }
}

這個函數很簡單,一眼就可以看出來,在一些特定的關鍵字后面加個空格。但是這個叫think_filter的函數,僅僅加了一個空格,到底起到了什么過濾的作用?

我們都知道重要的邏輯驗證,如驗證是否已登錄,用戶是否能購買某商品等,必須從服務器端驗證,如果從前端驗證的話,就很容易被繞過。同一個道理,在程序中,in/exp一類的邏輯結構,最好也是由服務器端來控制。

當從傳遞到服務器端的數據是這樣:id[0]=in&id[1]=1,2,3,如果沒有think_filter函數的話,會被解析成下表中的1,也就會被當成服務器端邏輯解析。但如果變成如下表2的樣子,因為多了一個空格,無法被匹配解析,也就避免了漏洞。

1. $data['id']=array('in'=>'1,2,3')  

//經過think_filter過濾之后,會變成介個樣子:
2. $data['id']=array('in '=>'1,2,3')

二、SQL注入

相關的文件為:/ThinkPHP/Library/Think/Db.class.php(在3.2.3中改為了/ThinkPHP/Library/Think/Db/Driver.class.php) 以及 /ThinkPHP/Library/Think/Model.class.php。其中Model.class.php文件提供的是curd直接調用的函數,直接對外提供接口,Driver.class.php中的函數被curd操作間接調用。

//此次主要分析如下語句:
M('user')->where($map)->find();    //在user表根據$map的條件檢索出一條數據

大概說一下TP的處理思路。

首先將Model類實例化為一個user對象,然后調用user對象中的where函數處理$map,也就是將$map進行一些格式化處理之后賦值給user對象的成員變量$options(如果有其他的連貫操作,也是先賦值給user對象的對應成員變量,而不是直接拼接SQL語句,所以在寫連貫操作的時候,無需像拼接SQL語句一樣考慮關鍵字的順序),接下來調用find函數。find函數會調用底層的,也就是driver類中的函數——select來獲取數據。到了select函數,又是另一個故事了。

select除了要處理curd操作,還要處理pdo綁定,我們這里只關心curd操作,所以在select中調用了buildSelectSql,處理分頁信息,並且調用parseSQL按照既定的順序把SQL語句組裝進去。雖然拼接SQL語句所需要的參數已經全部放在成員變量里了,但是格式不統一,有可能是字符串格式的,有可能是數組格式的,還有可能是TP提供的特殊查詢格式,比如:$data[‘id’]=array(‘gt’,’100’);,所以在拼接之前,還要調用各自的處理函數,進行統一的格式化處理。我選取了parseWhere這個復雜的典型來分析。

關於安全方面的,如果用I函數來獲取數據,那么會默認進行htmlspecialchars處理,能有效抵御xss攻擊,但是對SQL注入沒有多大影響。在過濾有關SQL注入有關的符號的時候,TP的做法很機智:先是按正常邏輯處理用戶的輸入,然后在最接近最終的SQL語句的parseWhere、parseHaving等函數中進行安全處理。這樣的順序避免了在處理的過程中出現注入。當然處理的方法是最普通的addslashes,根據死在沙灘上的前浪們說,推薦使用mysql_real_escape_string來進行過濾,但是這個函數只能在已經連接了數據庫的前提下使用。感覺TP在這個地方可以做一下優化,畢竟走到這一步的都是連接了數據庫的。

分析Model

先說幾個Model對象中的成員變量:

// 主鍵名稱
protected $pk      = 'id';
// 字段信息
protected $fields  = array();
// 數據信息
protected $data    = array();
// 查詢表達式參數
protected $options = array();
// 鏈操作方法列表
protected $methods = array('strict','order','alias','having','group','lock','distinct','auto','filter','validate','result','token','index','force')
接下來分析where函數:
public function where($where,$parse=null){
    //如果非數組格式,即where('id=%d&name=%s',array($id,$name)),對傳遞到字符串中的數組調用mysql里的escapeString進行處理
    if(!is_null($parse) && is_string($where)) { 
        if(!is_array($parse)){  $parse = func_get_args();array_shift($parse);}
        $parse = array_map(array($this->db,'escapeString'),$parse);
        $where = vsprintf($where,$parse); //vsprintf() 函數把格式化字符串寫入變量中
    }elseif(is_object($where)){
        $where  =   get_object_vars($where);
    }
    if(is_string($where) && '' != $where){
        $map    =   array();
        $map['_string']   =   $where;
        $where  =   $map;
    }      

    //將$where賦值給$this->where
    if(isset($this->options['where'])){         
        $this->options['where'] =   array_merge($this->options['where'],$where);
    }else{
        $this->options['where'] =   $where;
    }

    return $this;
}

where函數的邏輯很簡單,如果是where(‘id=%d&name=%s’,array($id,$name))這種格式,那就對$id,$name變量調用mysql里的escapeString進行處理。escapeString的實質是調用mysql_real_escape_string、addslashes等函數進行處理。最后將分析之后的數組賦值到Model對象的成員函數——$where中供下一步處理。

再分析find函數:
//model.class.php    行721    版本3.2.3
public function find($options=array()) {
    if(is_numeric($options) || is_string($options)){ /*如果傳遞過來的數據是字符串,不是數組*/
        $where[$this->getPk()]  =   $options;
        $options                =   array();
        $options['where']       =   $where; /*提取出查詢條件,並賦值*/
    }

    // 根據主鍵查找記錄
    $pk  =  $this->getPk();
    if (is_array($options) && (count($options) > 0) && is_array($pk)) {
        /*構造復合主鍵查詢條件,此處省略*/
    }

    $options['limit']   =   1;                                  // 總是查找一條記錄
    $options            =   $this->_parseOptions($options);     大專欄  Tp5安全篇入門 // 分析表達式

    if(isset($options['cache'])){
        /*緩存查詢,此處省略*/
    }
    $resultSet = $this->db->select($options);

    if(false === $resultSet){   return false;}
    if(empty($resultSet)) {    return null; }           // 查詢結果為空       
    if(is_string($resultSet)){   return $resultSet;}    //查詢結果為字符串

    // 讀取數據后的處理,此處省略簡寫
    $this->data = $this->_read_data($resultSet[0]);
    return $this->data;
}

$Pk為主鍵,$options為表達式參數,本函數的作用就是完善成員變量——options數組,然后調用db層的select函數查詢數據,處理后返回數據。

跟進_parseOptions函數:
protected function _parseOptions($options=array()) { //分析表達式
if(is_array($options)){
    $options =  array_merge($this->options,$options);
}

/*獲取表名,此處省略*/
/*添加數據表別名,此處省略*/

$options['model']       =   $this->name;// 記錄操作的模型名稱

/*對數組查詢條件進行字段類型檢查,如果在合理范圍內,就進行過濾處理;否則拋出異常或者刪除掉對應字段*/
if(isset($options['where']) && is_array($options['where']) && !empty($fields) && !isset($options['join'])){
    foreach ($options['where'] as $key=>$val){
        $key = trim($key);
        if(in_array($key,$fields,true)){    //如果$key在數據庫字段內,過濾以及強制類型轉換之
            if(is_scalar($val)) {  
            /*is_scalar 檢測是否為標量。標量是指integer、float、string、boolean的變量,array則不是標量。*/         
                $this->_parseType($options['where'],$key);
            }
        }elseif(!is_numeric($key) && '_' != substr($key,0,1) && false === strpos($key,'.') && false === strpos($key,'(') && false === strpos($key,'|') && false === strpos($key,'&')){
           // 如果$key不是數字且第一個字符不是_,不存在.(|&等特殊字符
            if(!empty($this->options['strict'])){   //如果是strict模式,拋出異常
                E(L('_ERROR_QUERY_EXPRESS_').':['.$key.'=>'.$val.']');
            }   
            unset($options['where'][$key]); //unset掉對應的值
        }
    }
} 
$this->options  =   array();            // 查詢過后清空sql表達式組裝 避免影響下次查詢
$this->_options_filter($options);       // 表達式過濾
return $options;
}

本函數的結構大概是,先獲取了表名,模型名,再對數據進行處理:如果該條數據不在數據庫字段內,則做出異常處理或者刪除掉該條數據。否則,進行_parseType處理。parseType此處不再跟進,功能為:數據類型檢測,強制類型轉換包括int,float,bool型的三種數據。

函數運行到此處,就該把處理好的數據傳到db層的select函數里了。此時的查詢條件$options中的int,float,bool類型的數據都已經進行了強制類型轉換,where()函數中的字符串(非數組格式的查詢)也進行了addslashes等處理。

繼續追蹤到select函數,就到了driver對象中了,還是先列舉幾個有用的成員變量:

// 數據庫表達式
protected $exp = array('eq'=>'=','neq'=>'<>','gt'=>'>','egt'=>'>=','lt'=>'<','elt'=>'<=','notlike'=>'NOT LIKE','like'=>'LIKE','in'=>'IN','notin'=>'NOT IN','not in'=>'NOT IN','between'=>'BETWEEN','not between'=>'NOT BETWEEN','notbetween'=>'NOT BETWEEN');
// 查詢表達式
protected $selectSql  = 'SELECT%DISTINCT% %FIELD% FROM %TABLE%%FORCE%%JOIN%%WHERE%%GROUP%%HAVING%%ORDER%%LIMIT% %UNION%%LOCK%%COMMENT%';
// 當前SQL指令
protected $queryStr   = '';
// 參數綁定
protected $bind         =   array();
select函數:
public function select($options=array()) {
    $this->model  =   $options['model'];
    $this->parseBind(!empty($options['bind'])?$options['bind']:array());
    $sql    = $this->buildSelectSql($options);
    $result   = $this->query($sql,!empty($options['fetch_sql']) ? true : false);
    return $result;
}

版本3.2.3經過改進之后,select精簡了不少。parseBind函數是綁定參數,用於pdo查詢,此處不表。

buildSelectSql()函數及其后續調用如下:

public function buildSelectSql($options=array()) {
    if(isset($options['page'])) {
        /*頁碼計算及處理,此處省略*/
    }
    $sql  =   $this->parseSql($this->selectSql,$options);
    return $sql;
}

/* 替換SQL語句中表達式*/
public function parseSql($sql,$options=array()){
    $sql   = str_replace(
        array('%TABLE%','%DISTINCT%','%FIELD%','%JOIN%','%WHERE%','%GROUP%','%HAVING%','%ORDER%','%LIMIT%','%UNION%','%LOCK%','%COMMENT%','%FORCE%'),
        array(
            $this->parseTable($options['table']),
            $this->parseDistinct(isset($options['distinct'])?$options['distinct']:false),
            $this->parseField(!empty($options['field'])?$options['field']:'*'),
            $this->parseJoin(!empty($options['join'])?$options['join']:''),
            $this->parseWhere(!empty($options['where'])?$options['where']:''),
            $this->parseGroup(!empty($options['group'])?$options['group']:''),
            $this->parseHaving(!empty($options['having'])?$options['having']:''),
            $this->parseOrder(!empty($options['order'])?$options['order']:''),
            $this->parseLimit(!empty($options['limit'])?$options['limit']:''),
            $this->parseUnion(!empty($options['union'])?$options['union']:''),
            $this->parseLock(isset($options['lock'])?$options['lock']:false),
            $this->parseComment(!empty($options['comment'])?$options['comment']:''),
            $this->parseForce(!empty($options['force'])?$options['force']:'')
        ),$sql);
    return $sql;
}

可以看到,在parseSql中用正則表達式拼接了sql語句,但並沒有直接的去處理各種插敘你的數據格式,而是在解析變量的過程中調用了多個函數,此處拿parseWhere舉例子。

protected function parseWhere($where) {
    $whereStr = '';
    if(is_string($where)) {     // 直接使用字符串條件
        $whereStr = $where;
    }
    else{                       // 使用數組表達式
        /*設定邏輯規則,如or and xor等,默認為and,此處省略*/
        $operate=' AND ';

        /*解析特殊格式的表達式並且格式化輸出*/
        foreach ($where as $key=>$val){
            if(0===strpos($key,'_')) {    // 解析特殊條件表達式
                $whereStr   .= $this->parseThinkWhere($key,$val);
            }
            else{                        // 查詢字段的安全過濾
                $multi  = is_array($val) &&  isset($val['_multi']); //判斷是否有復合查詢
                $key    = trim($key);
                /*處理字段中包含的| &邏輯*/
                if(strpos($key,'|')) { // 支持 name|title|nickname 方式定義查詢字段
                    /*將|換成or,並格式化輸出,此處省略*/
                }
                elseif(strpos($key,'&')){
                    /*將&換成and,並格式化輸出,此處省略*/
                }
                else{
                    $whereStr .= $this->parseWhereItem($this->parseKey($key),$val);
                }
            }
            $whereStr .= $operate;
        }
        $whereStr = substr($whereStr,0,-strlen($operate));
    }

    return empty($whereStr)?'':' WHERE '.$whereStr;
}

// where子單元分析
protected function parseWhereItem($key,$val) {
    $whereStr = '';
    if(is_array($val)){
        if(is_string($val[0])){
            $exp    =   strtolower($val[0]);
            //如果是$map['id']=array('eq',100)一類的結構,那么解析成數據庫可執行格式
            if(preg_match('/^(eq|neq|gt|egt|lt|elt)$/',$exp)){
                $whereStr .= $key.' '.$this->exp[$exp].' '.$this->parseValue($val[1]);
            }
            //如果是模糊查找格式
            elseif(preg_match('/^(notlike|like)$/',$exp)){// 模糊查找,$map['name']=array('like','thinkphp%');
                if(is_array($val[1])) { //解析格式如下:$map['b'] =array('notlike',array('%thinkphp%','%tp'),'AND');
                    $likeLogic  =   isset($val[2])?strtoupper($val[2]):'OR';    //如果沒有設定邏輯結構,則默認為OR
                    if(in_array($likeLogic,array('AND','OR','XOR'))){
                        /* 根據邏輯結構,組合語句,此處省略*/
                        $whereStr .= '('.implode(' '.$likeLogic.' ',$like).')';                          
                    }
                }
                else{
                    $whereStr .= $key.' '.$this->exp[$exp].' '.$this->parseValue($val[1]);
                }
            }elseif('bind' == $exp ){ // 使用表達式,pdo數據綁定
                $whereStr .= $key.' = :'.$val[1];
            }elseif('exp' == $exp ){ // 使用表達式 $map['id']  = array('exp',' IN (1,3,8) ');
                $whereStr .= $key.' '.$val[1];
            }elseif(preg_match('/^(notin|not in|in)$/',$exp)){ //IN運算 $map['id']  = array('not in','1,5,8');
                if(isset($val[2]) && 'exp'==$val[2]){
                    $whereStr .= $key.' '.$this->exp[$exp].' '.$val[1];
                }else{
                    if(is_string($val[1])) {
                         $val[1] =  explode(',',$val[1]);
                    }
                    $zone      =   implode(',',$this->parseValue($val[1]));
                    $whereStr .= $key.' '.$this->exp[$exp].' ('.$zone.')';
                }
            }elseif(preg_match('/^(notbetween|not between|between)$/',$exp)){ //BETWEEN運算
                $data = is_string($val[1])? explode(',',$val[1]):$val[1];
                $whereStr .=  $key.' '.$this->exp[$exp].' '.$this->parseValue($data[0]).' AND '.$this->parseValue($data[1]);
            }else{  //否則拋出異常
                E(L('_EXPRESS_ERROR_').':'.$val[0]);
            }
        }
        else{   //解析如:$map['status&score&title'] =array('1',array('gt','0'),'thinkphp','_multi'=>true);
            $count = count($val);
            $rule  = isset($val[$count-1]) ? (is_array($val[$count-1]) ? strtoupper($val[$count-1][0]) : strtoupper($val[$count-1]) ) : '' ; 
            if(in_array($rule,array('AND','OR','XOR'))){
                $count  = $count -1;
            }else{
                $rule   = 'AND';
            }
            for($i=0;$i<$count;$i++){
                $data = is_array($val[$i])?$val[$i][1]:$val[$i];
                if('exp'==strtolower($val[$i][0])) {
                    $whereStr .= $key.' '.$data.' '.$rule.' ';
                }else{
                    $whereStr .= $this->parseWhereItem($key,$val[$i]).' '.$rule.' ';
                }
            }
            $whereStr = '( '.substr($whereStr,0,-4).' )';
        }
    }
    else {
        //對字符串類型字段采用模糊匹配
        $likeFields   =   $this->config['db_like_fields'];
        if($likeFields && preg_match('/^('.$likeFields.')$/i',$key)) {
            $whereStr .= $key.' LIKE '.$this->parseValue('%'.$val.'%');
        }else {
            $whereStr .= $key.' = '.$this->parseValue($val);
        }
    }

    return $whereStr;
}

protected function parseThinkWhere($key,$val) {     //解析特殊格式的條件
    $whereStr   = '';
    switch($key) {
        case '_string':$whereStr = $val;break;                                  // 字符串模式查詢條件
        case '_complex':$whereStr = substr($this->parseWhere($val),6);break;    // 復合查詢條件
        case '_query':// 字符串模式查詢條件
            /*處理邏輯結構,並且格式化輸出字符串,此處省略*/
    }
    return '( '.$whereStr.' )';
}

上面的兩個函數很長,我們再精簡一些來看:parseWhere首先判斷查詢數據是不是字符串,如果是字符串,直接返回字符串,否則,遍歷查詢條件的數組,挨個解析。由於TP支持_string,_complex之類的特殊查詢,調用了parseThinkWhere來處理,對於普通查詢,就調用了parseWhereItem。

在各自的處理過程中,都調用了parseValue,追蹤一下,其實是用了addslashes來過濾,雖然addslashes在非utf-8編碼的頁面中會造成寬字節注入,但是如果頁面和數據庫均正確編碼的話,還是沒什么問題的。


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