确保 PHP 应用程序的安全

8/31/2015来源:PHP技巧人气:4121

确保 php 应用程序的安全

开始之前在本教程中,您将学习如何在自己的 PHP Web 应用程序中添加安全性。本教程假设您至少有一年编写 PHP Web 应用程序的经验,所以这里不涉及 PHP 语言的基本知识(约定或语法)。目标是使您了解应该如何保护自己构建的 Web 应用程序。目标本教程讲解如何防御最常见的安全威胁:SQL 注入、操纵 GET 和 POST 变量、缓冲区溢出攻击、跨站点脚本攻击、浏览器内的数据操纵和远程表单提交。前提条件本教程是为至少有一年编程经验的 PHP 开发人员编写的。您应该了解 PHP 的语法和约定;这里不解释这些内容。有使用其他语言(比如 Ruby、Python 和 Perl)的经验的开发人员也能够从本教程中受益,因为这里讨论的许多规则也适用于其他语言和环境。安全性快速简介Web 应用程序最重要的部分是什么?根据回答问题的人不同,对这个问题的答案可能是五花八门。业务人员需要可靠性和可伸缩性。IT 支持团队需要健壮的可维护的代码。最终用户需要漂亮的用户界面和执行任务时的高性能。但是,如果回答 “安全性”,那么每个人都会同意这对 Web 应用程序很重要。但是,大多数讨论到此就打住了。尽管安全性在项目的检查表中,但是往往到了项目交付之前才开始考虑解决安全性问题。采用这种方式的 Web 应用程序项目的数量多得惊人。开发人员工作几个月,只在最后才添加安全特性,从而让 Web 应用程序能够向公众开放。结果往往是一片混乱,甚至需要返工,因为代码已经经过检验、单元测试并集成为更大的框架,之后才在其中添加安全特性。添加安全性之后,主要组件可能会停止工作。安全性的集成使得原本顺畅(但不安全)的过程增加额外负担或步骤。本教程提供一种将安全性集成到 PHP Web 应用程序中的好方法。它讨论几个一般性安全主题,然后深入讨论主要的安全漏洞以及如何堵住它们。在学完本教程之后,您会对安全性有更好的理解。主题包括:SQL 注入攻击操纵 GET 字符串缓冲区溢出攻击跨站点脚本攻击(XSS)浏览器内的数据操纵远程表单提交Web 安全性 101在讨论实现安全性的细节之前,最好从比较高的角度讨论 Web 应用程序安全性。本节介绍安全哲学的一些基本信条,无论正在创建何种 Web 应用程序,都应该牢记这些信条。这些思想的一部分来自 Chris Shiflett(他关于 PHP 安全性的书是无价的宝库),一些来自 Simson Garfinkel(参见 参考资料),还有一些来自多年积累的知识。规则 1:绝不要信任外部数据或输入关于 Web 应用程序安全性,必须认识到的第一件事是不应该信任外部数据。外部数据(outside data) 包括不是由程序员在 PHP 代码中直接输入的任何数据。在采取措施确保安全之前,来自任何其他来源(比如 GET 变量、表单 POST、数据库、配置文件、会话变量或 cookie)的任何数据都是不可信任的。例如,下面的数据元素可以被认为是安全的,因为它们是在 PHP 中设置的。清单 1. 安全无暇的代码 [php]$myUsername = ‘tmyer’;$arrayUsers = array(’tmyer’, ‘tom’, ‘tommy’);define(”GREETING”, ‘hello there’ . $myUsername); [/php]但是,下面的数据元素都是有瑕疵的。清单 2. 不安全、有瑕疵的代码 [php]$myUsername = $_POST['username']; //tainted!$arrayUsers = array($myUsername, ‘tom’, ‘tommy’); //tainted!define(”GREETING”, ‘hello there’ . $myUsername); //tainted! [/php]为什么第一个变量 $myUsername 是有瑕疵的?因为它直接来自表单 POST。用户可以在这个输入域中输入任何字符串,包括用来清除文件或运行以前上传的文件的恶意命令。您可能会问,“难道不能使用只接受字母 A-Z 的客户端(javaScript)表单检验脚本来避免这种危险吗?”是的,这总是一个有好处的步骤,但是正如在后面会看到的,任何人都可以将任何表单下载到自己的机器上,修改它,然后重新提交他们需要的任何内容。解决方案很简单:必须对 $_POST['username'] 运行清理代码。如果不这么做,那么在使用 $myUsername 的任何其他时候(比如在数组或常量中),就可能污染这些对象。对用户输入进行清理的一个简单方法是,使用正则表达式来处理它。在这个示例中,只希望接受字母。将字符串限制为特定数量的字符,或者要求所有字母都是小写的,这可能也是个好主意。清单 3. 使用户输入变得安全 [php]$myUsername = cleanInput($_POST['username']); //clean!$arrayUsers = array($myUsername, ‘tom’, ‘tommy’); //clean!define(”GREETING”, ‘hello there’ . $myUsername); //clean!function cleanInput($input){$clean = strtolower($input);$clean = PReg_replace(”/[^a-z]/”, “”, $clean);$clean = substr($clean,0,12);return $clean;}[/php]规则 2:禁用那些使安全性难以实施的 PHP 设置已经知道了不能信任用户输入,还应该知道不应该信任机器上配置 PHP 的方式。例如,要确保禁用 register_globals。如果启用了 register_globals,就可能做一些粗心的事情,比如使用 $variable 替换同名的 GET 或 POST 字符串。通过禁用这个设置,PHP 强迫您在正确的名称空间中引用正确的变量。要使用来自表单 POST 的变量,应该引用 $_POST['variable']。这样就不会将这个特定变量误会成 cookie、会话或 GET 变量。要检查的第二个设置是错误报告级别。在开发期间,希望获得尽可能多的错误报告,但是在交付项目时,希望将错误记录到日志文件中,而不是显示在屏幕上。为什么呢?因为恶意的黑客会使用错误报告信息(比如 SQL 错误)来猜测应用程序正在做什么。这种侦察可以帮助黑客突破应用程序。为了堵住这个漏洞,需要编辑 php.ini 文件,为 error_log 条目提供合适的目的地,并将 display_errors 设置为 Off。规则 3:如果不能理解它,就不能保护它一些开发人员使用奇怪的语法,或者将语句组织得很紧凑,形成简短但是含义模糊的代码。这种方式可能效率高,但是如果您不理解代码正在做什么,那么就无法决定如何保护它。例如,您喜欢下面两段代码中的哪一段?清单 4. 使代码容易得到保护 [php]//obfuscated code$input = (isset($_POST['username']) ? $_POST['username']:”);//unobfuscated code$input = ”;if (isset($_POST['username'])){$input = $_POST['username'];}else{$input = ”;}[/php]在第二个比较清晰的代码段中,很容易看出 $input 是有瑕疵的,需要进行清理,然后才能安全地处理。规则 4:“纵深防御” 是新的法宝本教程将用示例来说明如何保护在线表单,同时在处理表单的 PHP 代码中采用必要的措施。同样,即使使用 PHP regex 来确保 GET 变量完全是数字的,仍然可以采取措施确保 SQL 查询使用转义的用户输入。纵深防御不只是一种好思想,它可以确保您不会陷入严重的麻烦。既然已经讨论了基本规则,现在就来研究第一种威胁:SQL 注入攻击。防止 SQL 注入攻击在 SQL 注入攻击 中,用户通过操纵表单或 GET 查询字符串,将信息添加到数据库查询中。例如,假设有一个简单的登录数据库。这个数据库中的每个记录都有一个用户名字段和一个密码字段。构建一个登录表单,让用户能够登录。清单 5. 简单的登录表单 [php]<html><head><title>Login</title></head><body><form action=”verify.php” method=”post”><p><label for=’user’>Username</label><input type=’text’ name=’user’ id=’user’/></p><p><label for=’pw’>PassWord</label><input type=’password’ name=’pw’ id=’pw’/></p><p><input type=’submit’ value=’login’/></p></form></body></html>[/php]这个表单接受用户输入的用户名和密码,并将用户输入提交给名为 verify.php 的文件。在这个文件中,PHP 处理来自登录表单的数据,如下所示:清单 6. 不安全的 PHP 表单处理代码 [php]<?php$okay = 0;$username = $_POST['user'];$pw = $_POST['pw'];$sql = “select count(*) as ctr from users whereusername=’”.$username.”‘ and password=’”. $pw.”‘ limit 1″;$result = MySQL_query($sql);while ($data = mysql_fetch_object($result)){if ($data->ctr == 1){//they’re okay to enter the application!$okay = 1;}}if ($okay){$_session['loginokay'] = true;header(”index.php”);}else{header(”login.php”);}?> [/php]这段代码看起来没问题,对吗?世界各地成百(甚至成千)的 PHP/MySQL 站点都在使用这样的代码。它错在哪里?好,记住 “不能信任用户输入”。这里没有对来自用户的任何信息进行转义,因此使应用程序容易受到攻击。具体来说,可能会出现任何类型的 SQL 注入攻击。例如,如果用户输入 foo 作为用户名,输入 ‘ or ‘1′=’1 作为密码,那么实际上会将以下字符串传递给 PHP,然后将查询传递给 MySQL:$sql = “select count(*) as ctrfrom users whereusername=’foo’ and password=” or ‘1′=’1′ limit 1″;这个查询总是返回计数值 1,因此 PHP 会允许进行访问。通过在密码字符串的末尾注入某些恶意 SQL,黑客就能装扮成合法的用户。解决这个问题的办法是,将 PHP 的内置 mysql_real_escape_string() 函数用作任何用户输入的包装器。这个函数对字符串中的字符进行转义,使字符串不可能传递撇号等特殊字符并让 MySQL 根据特殊字符进行操作。清单 7 展示了带转义处理的代码。清单 7. 安全的 PHP 表单处理代码 [php]<?php$okay = 0;$username = $_POST['user'];$pw = $_POST['pw'];$sql = “select count(*) as ctr from users whereusername=’”.mysql_real_escape_string($username).”‘and password=’”. mysql_real_escape_string($pw).”‘ limit 1″;$result = mysql_query($sql);while ($data = mysql_fetch_object($result)){if ($data->ctr == 1){//they’re okay to enter the application!$okay = 1;}}if ($okay){$_SESSION['loginokay'] = true;header(”index.php”);}else{header(”login.php”);}?>[/php]使用 mysql_real_escape_string() 作为用户输入的包装器,就可以避免用户输入中的任何恶意 SQL 注入。如果用户尝试通过 SQL 注入传递畸形的密码,那么会将以下查询传递给数据库:select count(*) as ctr from users where \username=’foo’ and password=’\’ or \’1\’=\’1′ limit 1″数据库中没有任何东西与这样的密码匹配。仅仅采用一个简单的步骤,就堵住了 Web 应用程序中的一个大漏洞。这里得出的经验是,总是应该对 SQL 查询的用户输入进行转义。但是,还有几个安全漏洞需要堵住。下一项是操纵 GET 变量。防止用户操纵 变量在前一节中,防止了用户使用畸形的密码进行登录。如果您很聪明,应该应用您学到的方法,确保对 SQL 语句的所有用户输入进行转义。但是,用户现在已经安全地登录了。用户拥有有效的密码,并不意味着他将按照规则行事 —— 他有很多机会能够造成损害。例如,应用程序可能允许用户查看特殊的内容。所有链接指向 template.php?pid=33 或 template.php?pid=321 这样的位置。URL 中问号后面的部分称为查询字符串。因为查询字符串直接放在 URL 中,所以也称为 GET 查询字符串。在 PHP 中,如果禁用了 register_globals,那么可以用 $_GET['pid'] 访问这个字符串。在 template.php 页面中,可能会执行与清单 8 相似的操作。清单 8. 示例 template.php [php]<?php$pid = $_GET['pid'];//we create an object of a fictional class Page$obj = new Page;$content = $obj->fetchPage($pid);//and now we have a bunch of PHP that displays the page//……//……?> [/php]这里有什么错吗?首先,这里隐含地相信来自浏览器的 GET 变量 pid 是安全的。这会怎么样呢?大多数用户没那么聪明,无法构造出语义攻击。但是,如果他们注意到浏览器的 URL 位置域中的 pid=33,就可能开始捣乱。如果他们输入另一个数字,那么可能没问题;但是如果输入别的东西,比如输入 SQL 命令或某个文件的名称(比如 /etc/passwd),或者搞别的恶作剧,比如输入长达 3,000 个字符的数值,那么会发生什么呢?在这种情况下,要记住基本规则,不要信任用户输入。应用程序开发人员知道 template.php 接受的个人标识符(PID)应该是数字,所以可以使用 PHP 的 is_numeric() 函数确保不接受非数字的 PID,如下所示:清单 9. 使用 is_numeric() 来限制 GET 变量 [php]<?php$pid = $_GET['pid'];if (is_numeric($pid)){//we create an object of a fictional class Page$obj = new Page;$content = $obj->fetchPage($pid);//and now we have a bunch of PHP that displays the page//……//……}else{//didn’t pass the is_numeric() test, do something else!}?> [/php]这个方法似乎是有效的,但是以下这些输入都能够轻松地通过 is_numeric() 的检查:100 (有效)100.1 (不应该有小数位)+0123.45e6 (科学计数法 —— 不好)0xff33669f (十六进制 —— 危险!危险!)那么,有安全意识的 PHP 开发人员应该怎么做呢?多年的经验表明,最好的做法是使用正则表达式来确保整个 GET 变量由数字组成,如下所示:清单 10. 使用正则表达式限制 GET 变量 [php]<?php$pid = $_GET['pid'];<b>if (strlen($pid)){if (!ereg(”^[0-9]+$”,