PHP的SQL注入攻击的技术实现以及预防措施

最近在折腾 PHP + MYSQL 的编程。了解了一些 PHP SQL 注入攻击的知识，总结一下经验。在我看来，引发 SQL 注入攻击的主要原因，是因为以下两点原因：

1. php 配置文件 php.ini 中的 magic_quotes_gpc选项没有打开，被置为 off；

2. 开发者没有对数据类型进行检查和转义。

不过事实上，第二点最为重要。我认为， 对用户输入的数据类型进行检查，向 MYSQL 提交正确的数据类型，这应该是一个 web 程序员最最基本的素质。但现实中，常常有许多小白式的 Web 开发者忘了这点，从而导致后门大开。

为什么说第二点最为重要？因为如果没有第二点的保证，magic_quotes_gpc 选项，不论为 on，还是为 off，都有可能引发 SQL 注入攻击。下面来看一下技术实现：

一、 magic_quotes_gpc = Off 时的注入攻击

magic_quotes_gpc = Off 是 php 中一种非常不安全的选项。新版本的 php 已经将默认的值改为了 On。但仍有相当多的服务器的选项为 off。毕竟，再古董的服务器也是有人用的。

当magic_quotes_gpc = On　时，它会将提交的变量中所有的 '(单引号)、"(双号号)、(反斜线)、空白字符，都会在前面自动加上。下面是 PHP的官方说明：

magic_quotes_gpc boolean

Sets the magic_quotes state for GPC (Get/Post/Cookie) operations. When magic_quotes are on, all ' (single-quote), " (double quote), (backslash) and NUL's are escaped with a backslash automatically

如果没有转义，即 off 情况下，就会让攻击者有机可乘。以下列测试脚本为例：

<?

if (isset($_POST["f_login"])) {

  // 连接数据库...

  // ...代码略...

  // 检查用户是否存在

  $t_strUname = $_POST["f_uname"];

  $t_strPwd = $_POST["f_pwd"];

  $t_strSQL = "SELECT * FROM tbl_users WHERE username='$t_strUname' AND password = '$t_strPwd' LIMIT 0,1";

  if ($t_hRes = mysql_query($t_strSQL)) {

    // 成功查询之后的处理. 略...

  }

}

?>

<html><head><title>sample test</title></head>

<body>

<form method="post" action="">

  Username: <input type="text" name="f_uname" size=30><br>

  Password: <input type=text name="f_pwd" size=30><br>

  <input type="submit" name="f_login" value="登录">

</form>

</body>

在这个脚本中，当用户输入正常的用户名和密码，假设值分别为 zhang3、abc123，则提交的 SQL 语句如下：

SELECT * FROM tbl_users

WHERE username='zhang3' AND password = 'abc123' LIMIT 0,1

如果攻击者在 username 字段中输入：zhang3' OR 1=1 #，在 password 输入 abc123，则提交的 SQL 语句变成如下：

SELECT * FROM tbl_users

WHERE username='zhang3' OR 1=1 #' AND password = 'abc123' LIMIT 0,1

由于 # 是 mysql中的注释符， #之后的语句不被执行，实现上这行语句就成了：

SELECT * FROM tbl_users

WHERE username='zhang3' OR 1=1

这样攻击者就可以绕过认证了。如果攻击者知道数据库结构，那么它构建一个 UNION SELECT，那就更危险了：

假设在 username 中输入：zhang3 ' OR 1 =1 UNION select cola, colb,cold FROM tbl_b #

在password 输入： abc123，

则提交的 SQL 语句变成：

SELECT * FROM tbl_users

WHERE username='zhang3 '

OR 1 =1 UNION select cola, colb,cold FROM tbl_b #' AND password = 'abc123' LIMIT 0,1

这样就相当危险了。如果agic_quotes_gpc选项为 on，引号被转义，则上面攻击者构建的攻击语句就会变成这样，从而无法达到其目的：

SELECT * FROM tbl_users

WHERE username='zhang3' OR 1=1 #'

AND password = 'abc123'

LIMIT 0,1 

SELECT * FROM tbl_users

WHERE username='zhang3 ' OR 1 =1 UNION select cola, colb,cold FROM tbl_b #'

AND password = 'abc123' LIMIT 0,1

二、magic_quotes_gpc = On 时的注入攻击

当 magic_quotes_gpc = On 时，攻击者无法对字符型的字段进行 SQL 注入。这并不代表这就安全了。这时，可以通过数值型的字段进行SQL注入。

在最新版的 MYSQL 5.x 中，已经严格了数据类型的输入，已默认关闭自动类型转换。数值型的字段，不能是引号标记的字符型。也就是说，假设 uid 是数值型的，在以前的 mysql 版本中，这样的语句是合法的：

INSERT INTO tbl_user SET uid="1";

SELECT * FROM tbl_user WHERE uid="1";

在最新的 MYSQL 5.x 中，上面的语句不是合法的，必须写成这样：

INSERT INTO tbl_user SET uid=1;

SELECT * FROM tbl_user WHERE uid=1;

这样我认为是正确的。因为作为开发者，向数据库提交正确的符合规则的数据类型，这是最基本的要求。

那么攻击者在 magic_quotes_gpc = On 时，他们怎么攻击呢？很简单，就是对数值型的字段进行 SQL 注入。以下列的 php 脚本为例：

<?

if (isset($_POST["f_login"])) {

  // 连接数据库...

  // ...代码略...

  // 检查用户是否存在

  $t_strUid = $_POST["f_uid"];

  $t_strPwd = $_POST["f_pwd"];

  $t_strSQL = "SELECT * FROM tbl_users WHERE uid=$t_strUid AND password = '$t_strPwd' LIMIT 0,1";

  if ($t_hRes = mysql_query($t_strSQL)) {

    // 成功查询之后的处理. 略...

  }

}

?>

<html><head><title>sample test</title></head>

<body>

<form method="post" action="">

  User ID: <input type="text" name="f_uid" size=30><br>

  Password: <input type=text name="f_pwd" size=30><br>

  <input type="submit" name="f_login" value="登录">

</form>

</body>

</html>

上面这段脚本要求用户输入 userid 和 password 登入。一个正常的语句，用户输入 1001和abc123，提交的 sql 语句如下：

SELECT * FROM tbl_users WHERE userid=1001 AND password = 'abc123' LIMIT 0,1

如果攻击者在 userid 处，输入：1001 OR 1 =1 #，则注入的sql语句如下：

SELECT * FROM tbl_users WHERE userid=1001 OR 1 =1 # AND password = 'abc123' LIMIT 0,1

攻击者达到了目的。

三、如何防止 PHP的SQL 注入攻击

如何防止 php sql 注入攻击？我认为最重要的一点，就是要对数据类型进行检查和转义。总结的几点规则如下：

1. php.ini 中的 display_errors 选项，应该设为　display_errors = off。这样 php 脚本出错之后，不会在 web 页面输出错误，以免让攻击者分析出有作的信息。

2. 调用 mysql_query 等 mysql 函数时，前面应该加上 @，即 @mysql_query(...)，这样 mysql 错误不会被输出。同理以免让攻击者分析出有用的信息。另外，有些程序员在做开发时，当 mysql_query出错时，习惯输出错误以及 sql 语句，例如：

$t_strSQL = "SELECT a from b....";

if (mysql_query($t_strSQL)) {

  // 正确的处理

} else {

  echo "错误! SQL 语句：$t_strSQL

错误信息" . mysql_query();

  exit;

}

这种做法是相当危险和愚蠢的。如果一定要这么做，最好在网站的配置文件中，设一个全局变量或定义一个宏，设一下 debug 标志：

//全局配置文件中：

define("DEBUG_MODE", 0);	// 1: DEBUG MODE; 0: RELEASE MODE

//调用脚本中：

$t_strSQL = "SELECT a from b....";

if (mysql_query($t_strSQL)) {

	// 正确的处理

} else {

	if (DEBUG_MODE) {

		echo "错误! SQL 语句：$t_strSQL

错误信息" . mysql_query();

	}

	exit;

}

3. 对提交的 sql 语句，进行转义和类型检查。

四、我写的一个安全参数获取函数

为了防止用户的错误数据和 php + mysql 注入，我写了一个函数 PAPI_GetSafeParam()，用来获取安全的参数值：

define("XH_PARAM_INT", 0);

define("XH_PARAM_TXT", 1);

function PAPI_GetSafeParam($pi_strName, $pi_Def = "", $pi_iType = XH_PARAM_TXT) {

	if (isset($_GET[$pi_strName])) {

		$t_Val = trim($_GET[$pi_strName]);

	} else if (isset($_POST[$pi_strName])) {

		$t_Val = trim($_POST[$pi_strName]);

	} else {

		return $pi_Def;

	}

	// INT

	if (XH_PARAM_INT == $pi_iType) {

		if (is_numeric($t_Val)) {

			return $t_Val;

		} else {

			return $pi_Def;

		}

	}

	// String

	$t_Val = str_replace("&", "&amp;", $t_Val);

	$t_Val = str_replace("<", "&lt;", $t_Val);

	$t_Val = str_replace(">", "&gt;", $t_Val);

	if (get_magic_quotes_gpc()) {

		$t_Val = str_replace("\"", "&quot;", $t_Val);

		$t_Val = str_replace("\''", "'", $t_Val);

	} else {

		$t_Val = str_replace(""", "&quot;", $t_Val);

		$t_Val = str_replace("'", "'", $t_Val);

	}

	return $t_Val;

}

在这个函数中，有三个参数：

$pi_strName：变量名
$pi_Def：默认值
$pi_iType：数据类型。取值为 XH_PARAM_INT，XH_PARAM_TXT，分别表示数值型和文本型。

如果请求是数值型，那么调用 is_numeric() 判断是否为数值。如果不是，则返回程序指定的默认值。

简单起见，对于文本串，我将用户输入的所有危险字符（包括HTML代码），全部转义。由于 php 函数 addslashes()存在漏洞，我用 str_replace()直接替换。get_magic_quotes_gpc( ) 函数是 php 的函数，用来判断 magic_quotes_gpc 选项是否打开。

刚才第二节的示例，代码可以这样调用：

<?

if (isset($_POST["f_login"])) {

	// 连接数据库...

	// ...代码略...

	// 检查用户是否存在

	$t_strUid = PAPI_GetSafeParam("f_uid", 0, XH_PARAM_INT);

	$t_strPwd = PAPI_GetSafeParam("f_pwd", "", XH_PARAM_TXT);

	$t_strSQL = "SELECT * FROM tbl_users WHERE uid=$t_strUid AND password = '$t_strPwd' LIMIT 0,1";

	if ($t_hRes = mysql_query($t_strSQL)) {

		// 成功查询之后的处理. 略...

	}

}

?>

这样的话，就已经相当安全了。PAPI_GetSafeParam的代码有点长，但牺牲这点效率，对保证安全，是值得的。希望大家多批评指正。

注意：此篇文章原作者写于2007-03-14，原文地址：http://www.xiaohui.com/weekly/20070314.htm