SQL注入全过程深入分析

简介

SQL注入攻击是当前Web应用程序中最常见的漏洞之一。攻击者通过构造恶意输入，可以在不经过任何授权的情况下，绕过身份认证和访问控制机制，直接访问和操作数据库。本文将分析SQL注入攻击的全过程，指出其危害性，并提供防御方案。

SQL注入攻击的过程

1. 攻击者探测目标站点的漏洞点

攻击者通过使用常见的Web应用程序漏洞扫描工具或自定义脚本，发现目标站点漏洞点。常见的漏洞点包括：表单输入框、URL参数、HTTP头、cookie等。

1. 攻击者构造注入语句

攻击者根据目标站点使用的数据库类型（例如MySQL、Oracle、SQLServer等），构造对应的数据库语句，并在特定的输入框中输入构造好的语句。例如，在登录页面的用户名或密码框中输入以下内容：

'or' 1=1#

注：#代表注释，意思是忽略后面的所有内容。

这个语句的意思是：如果数据库中的用户名或密码为'or' 1=1，则返回true，否则返回false。由于1=1永远为真，所以这个语句总是返回true，任何用户名和密码都可以绕过身份认证直接登录。

1. 攻击者获取敏感信息或者直接控制数据库

如果攻击者成功构造出注入语句并发送到目标站点，就可以获取敏感信息或者直接控制数据库。例如：

• 获取用户信息：攻击者可以从数据库中取出用户名、密码等敏感信息，导致用户账号被盗用。
• 修改数据：攻击者可以修改数据库中的数据，例如篡改商品价格、删除订单等，破坏网站的正常运营。
• 执行Shell命令：攻击者可以构造一些特殊的SQL语句，使得可以执行Shell命令。例如，攻击者可以在SQL语句中使用LOAD_FILE函数，将服务器上的文件读取出来，并自由恶意修改或删除。

防御SQL注入攻击

为了有效避免SQL注入攻击，需要从以下几个方面入手：

1. 输入合法性验证

在程序中对输入数据进行规范化处理和合法性验证，确保输入符合预期格式。尤其是对于SQL语句中的特殊字符，例如'、"等进行转义处理，避免被攻击者利用。

1. 参数化查询

使用参数化查询或预处理语句，避免将用户输入作为SQL语句的一部分。例如，使用JDBC中的prepareStatement()方法，来动态生成SQL语句，并通过绑定变量来传递用户输入参数，这样可以大幅降低注入攻击的风险。

1. 最小化数据库的权限

数据库用户应当尽可能地只拥有必要的权限。例如，只需要读取某个特定的表，并不需要对整个数据库进行操作。这样即使攻击者成功注入，也仅能够对有限的数据进行操作。

示例一

考虑以下代码段：

String username = request.getParameter("username");
String password = request.getParameter("password");

String sql = " SELECT * FROM user WHERE username = '"+username+"' AND password = '"+password+"' ";

try {
    Statement stmt = conn.createStatement();
    ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);
    while(rs.next()) {
        //do something
    }
    rs.close();
    stmt.close();
} catch (SQLException e) {
    //handle exception
}

这个代码片段存在SQL注入漏洞，攻击者可以通过输入恶意的用户名和密码来直接绕过身份验证机制。例如输入以下内容：

'or' 1=1#

则实际构造的SQL语句变为：

SELECT * FROM user WHERE username = ''or' 1=1#' AND password = ''or' 1=1#'

由于在SQL中，#代表注释符，后面所有内容都被忽略，因此改写的语句中，只要数据库中存在用户名和密码其中之一为'or' 1=1，则可以绕过身份验证，进行非法操作。

正确的方式应该是：

String username = request.getParameter("username");
String password = request.getParameter("password");

String sql = " SELECT * FROM user WHERE username = ? AND password = ? ";

try {
    PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql);
    pstmt.setString(1, username);
    pstmt.setString(2, password);
    ResultSet rs = pstmt.executeQuery();
    while(rs.next()) {
        //do something
    }
    rs.close();
    pstmt.close();
} catch (SQLException e) {
    //handle exception
}

使用PrepareStatement可以动态绑定参数，缓解SQL注入漏洞。

示例二

考虑如下的SQL，用于根据用户名来获取用户信息：

SELECT * FROM USERS WHERE username = 'admin';

这个语句会直接将输入的用户名与SQL语句拼接起来，容易受到SQL注入攻击。例如，攻击者可以输入如下内容：

admin' OR 1=1--

则实际构造的SQL语句为：

SELECT * FROM USERS WHERE username = 'admin' OR 1=1--';

整个SQL语句被注释掉了，而后面的OR 1=1会返回true，结果导致了该SQL语句返回了所有的USER记录，包括那些用作测试、排除和安全保护目的的管理员用户。

为了避免SQL注入漏洞，应该使用参数化查询，例如：

SELECT * FROM USERS WHERE username = ?;

然后使用预先编译好的PreparedStatement，将输入的用户名作为参数添加到查询中。这样就可以避免SQL语句中出现特殊字符，并且即使出现注入攻击，攻击者也无法访问其他用户的信息。

总结

SQL注入攻击是非常简单的攻击方式，却能够造成很大的损失。下面是一些防止SQL注入攻击的最佳实践：

1. 输入合法性验证
2. 参数化查询
3. 最小化数据库的权限

遵循这些最佳实践，可以在某种程度上避免SQL注入攻击的风险。