SQL注入竟然把我們的系統搞掛了
本文轉載自微信公眾號「蘇三說技術」，作者因為熱愛所以堅持ing。轉載本文請聯系蘇三說技術公眾號。
前言
最近我在整理安全漏洞相關問題，準備在公司做一次分享。恰好，這段時間團隊發現了一個sql注入漏洞：在一個公共的分頁功能中，排序字段作為入參，前端頁面可以自定義。在分頁sql的mybatis mapper.xml中，order by字段后面使用$符號動態接收計算后的排序參數，這樣可以實現動態排序的功能。
但是，如果入參傳入：
- id; select 1 --
最終執行的sql會變成：
- select * from user order by id; select 1 -- limit 1,20
--會把后面的limit語句注釋掉，導致分頁條件失效，返回了所有數據。攻擊者可以通過這個漏洞一次性獲取所有數據。
動態排序這個功能原本的想法是好的，但是卻有sql注入的風險。值得慶幸的是，這次我們及時發現了問題，并且及時解決了，沒有造成什么損失。
但是，幾年前在老東家的時候，就沒那么幸運了。
一次sql注入直接把我們支付服務搞掛了。
1. 還原事故現場
有一天運營小姐姐跑過來跟我說，有很多用戶支付不了。這個支付服務是一個老系統，轉手了3個人了，一直很穩定沒有出過啥問題。
我二話不說開始定位問題了，先看服務器日志，發現了很多報數據庫連接過多的異常。因為支付功能太重要了，當時為了保證支付功能快速恢復，先找運維把支付服務2個節點重啟了。
5分鐘后暫時恢復了正常。
我再繼續定位原因，據我當時的經驗判斷一般出現數據庫連接過多，可能是因為連接忘了關閉導致。但是仔細排查代碼沒有發現問題，我們當時用的數據庫連接池，它會自動回收空閑連接的，排除了這種可能。
過了會兒，又有一個節點出現了數據庫連接過多的問題。
但此時，還沒查到原因，逼于無奈，只能讓運維再重啟服務，不過這次把數據庫最大連接數調大了，默認是100，我們當時設置的500，后面調成了1000。(其實現在大部分公司會將這個參數設置成1000)
使用命令：
- set GLOBAL max_connections=500;
能及時生效，不需要重啟mysql服務。
這次給我爭取了更多的時間，找dba幫忙一起排查原因。
使用show processlist;命令查看當前線程執行情況：
還可以查看當前的連接狀態幫助識別出有問題的查詢語句。(需要特別說明的是上圖只是我給的一個例子，線上真實的結果不是這樣的)
- id 線程id
- User 執行sql的賬號
- Host 執行sql的數據庫的ip和端號
- db 數據庫名稱
- Command 執行命令，包括：Daemon、Query、Sleep等。
- Time 執行sql所消耗的時間
- State 執行狀態
- info 執行信息，里面可能包含sql信息。
果然，發現了一條不尋常的查詢sql，執行了差不多1個小時還沒有執行完。
dba把那條sql復制出來，發給我了。然后kill -9 殺掉了那條執行耗時非常長的sql線程。
后面，數據庫連接過多的問題就沒再出現了。
我拿到那條sql仔細分析了一下，發現一條訂單查詢語句被攻擊者注入了很長的一段sql，肯定是高手寫的，有些語法我都沒見過。
但可以確認無誤，被人sql注入了。
通過那條sql中的信息，我很快找到了相關代碼，查詢數據時入參竟然用的Statment，而非PrepareStatement預編譯機制。
知道原因就好處理了，將查詢數據的地方改成preparestatement預編譯機制后問題得以最終解決。
2.為什么會導致數據庫連接過多?
我相信很多同學看到這里，都會有一個疑問：sql注入為何會導致數據庫連接過多?
我下面用一張圖，給大家解釋一下：
- 攻擊者sql注入了類似這樣的參數：-1;鎖表語句--。
- 其中;前面的查詢語句先執行了。
- 由于--后面的語句會被注釋，接下來只會執行鎖表語句，把表鎖住。
- 正常業務請求從數據庫連接池成功獲取連接后，需要操作表的時候，嘗試獲取表鎖，但一直獲取不到，直到超時。注意，這里可能會累計大量的數據庫連接被占用，沒有及時歸還。
- 數據庫連接池不夠用，沒有空閑連接。
- 新的業務請求從數據庫連接池獲取不到連接，報數據庫連接過多異常。
sql注入導致數據庫連接過多問題，最根本的原因是長時間鎖表。
3.預編譯為什么能防sql注入?
preparestatement預編譯機制會在sql語句執行前，對其進行語法分析、編譯和優化，其中參數位置使用占位符?代替了。
當真正運行時，傳過來的參數會被看作是一個純文本，不會重新編譯，不會被當做sql指令。
這樣，即使入參傳入sql注入指令如：
- id; select 1 --
最終執行的sql會變成：
- select * from user order by 'id; select 1 --' limit 1,20
這樣就不會出現sql注入問題了。
4.預編譯就一定安全?
不知道你在查詢數據時有沒有用過like語句，比如：查詢名字中帶有“蘇”字的用戶，就可能會用類似這樣的語句查詢：
- select * from user where name like '%蘇%';
正常情況下是沒有問題的。
但有些場景下要求傳入的條件是必填的，比如：name是必填的，如果注入了：%，最后執行的sql會變成這樣的：
- select * from user where name like '%%%';
這種情況預編譯機制是正常通過的，但sql的執行結果不會返回包含%的用戶，而是返回了所有用戶。
name字段必填變得沒啥用了，攻擊者同樣可以獲取用戶表所有數據。
為什么會出現這個問題呢?
%在mysql中是關鍵字，如果使用like '%%%'，該like條件會失效。
如何解決呢?
需要對%進行轉義：/%。
轉義后的sql變成：
- select * from user where name like '%/%%';
只會返回包含%的用戶。
5.有些特殊的場景怎么辦?
在java中如果使用mybatis作為持久化框架，在mapper.xml文件中，如果入參使用#傳值，會使用預編譯機制。
一般我們是這樣用的：
- <sql id="query">
- select * from user
- <where>
- name = #{name}
- </where>
- </sql>
絕大多數情況下，鼓勵大家使用#這種方式傳參，更安全，效率更高。
但是有時有些特殊情況，比如：
- <sql id="orderBy">
- order by ${sortString}
- </sql>
sortString字段的內容是一個方法中動態計算出來的，這種情況是沒法用#，代替$的，這樣程序會報錯。
使用$的情況就有sql注入的風險。
那么這種情況該怎辦呢?
- 自己寫個util工具過濾掉所有的注入關鍵字，動態計算時調用該工具。
- 如果數據源用的阿里的druid的話，可以開啟filter中的wall(防火墻)，它包含了防止sql注入的功能。但是有個問題，就是它默認不允許多語句同時操作，對批量更新操作也會攔截，這就需要我們自定義filter了。
6.表信息是如何泄露的?
有些細心的同學，可能會提出一個問題：在上面鎖表的例子中，攻擊者是如何拿到表信息的?
方法1：盲猜
就是攻擊者根據常識猜測可能存在的表名稱。
假設我們有這樣的查詢條件：
- select * from t_order where id = ${id};
傳入參數：-1;select * from user
最終執行sql變成：
- select * from t_order where id = -1; select * from user;
如果該sql有數據返回，說明user表存在，被猜中了。
建議表名不要起得過于簡單，可以帶上適當的前綴，比如：t_user。這樣可以增加盲猜的難度。
方法2：通過系統表
其實mysql有些系統表，可以查到我們自定義的數據庫和表的信息。
假設我們還是以這條sql為例：
- select code,name from t_order where id = ${id};
第一步，獲取數據庫和賬號名。
傳參為：-1 union select database(),user()#
最終執行sql變成：
- select code,name from t_order where id = -1 union select database(),user()#
會返回當前 數據庫名稱：sue 和 賬號名稱：root@localhost。
第二步，獲取表名。
傳參改成：-1 union select table_name,table_schema from information_schema.tables where table_schema='sue'#最終執行sql變成：
- select code,name from t_order where id = -1 union select table_name,table_schema from information_schema.tables where table_schema='sue'#
會返回數據庫sue下面所有表名。
建議在生成環境程序訪問的數據庫賬號，要跟管理員賬號分開，一定要控制權限，不能訪問系統表。
7.sql注入到底有哪些危害?
1. 核心數據泄露
大部分攻擊者的目的是為了賺錢，說白了就是獲取到有價值的信息拿出去賣錢，比如：用戶賬號、密碼、手機號、身份證信息、銀行卡號、地址等敏感信息。
他們可以注入類似這樣的語句：
- -1; select * from user; --
就能輕松把用戶表中所有信息都獲取到。
所以，建議大家對這些敏感信息加密存儲，可以使用AES對稱加密。
2. 刪庫跑路
也不乏有些攻擊者不按常理出牌，sql注入后直接把系統的表或者數據庫都刪了。
他們可以注入類似這樣的語句：
- -1; delete from user; --
以上語句會刪掉user表中所有數據。
- -1; drop database test; --
以上語句會把整個test數據庫所有內容都刪掉。
正常情況下，我們需要控制線上賬號的權限，只允許DML(data manipulation language)數據操縱語言語句，包括：select、update、insert、delete等。
不允許DDL(data definition language)數據庫定義語言語句，包含：create、alter、drop等。
也不允許DCL(Data Control Language)數據庫控制語言語句，包含：grant,deny,revoke等。
DDL和DCL語句只有dba的管理員賬號才能操作。
順便提一句：如果被刪表或刪庫了，其實還有補救措施，就是從備份文件中恢復，可能只會丟失少量實時的數據，所以一定有備份機制。
3. 把系統搞掛
有些攻擊者甚至可以直接把我們的服務搞掛了，在老東家的時候就是這種情況。
他們可以注入類似這樣的語句：
- -1;鎖表語句;--
把表長時間鎖住后，可能會導致數據庫連接耗盡。
這時，我們需要對數據庫線程做監控，如果某條sql執行時間太長，要郵件預警。此外，合理設置數據庫連接的超時時間，也能稍微緩解一下這類問題。
從上面三個方面，能看出sql注入問題的危害真的挺大的，我們一定要避免該類問題的發生，不要存著僥幸的心理。如果遇到一些不按常理出票的攻擊者，一旦被攻擊了，你可能會損失慘重。
8. 如何防止sql注入?
1. 使用預編譯機制
盡量用預編譯機制，少用字符串拼接的方式傳參，它是sql注入問題的根源。
2. 要對特殊字符轉義
有些特殊字符，比如：%作為like語句中的參數時，要對其進行轉義處理。
3. 要捕獲異常
需要對所有的異常情況進行捕獲，切記接口直接返回異常信息，因為有些異常信息中包含了sql信息，包括：庫名，表名，字段名等。攻擊者拿著這些信息，就能通過sql注入隨心所欲的攻擊你的數據庫了。目前比較主流的做法是，有個專門的網關服務，它統一暴露對外接口。用戶請求接口時先經過它，再由它將請求轉發給業務服務。這樣做的好處是：能統一封裝返回數據的返回體，并且如果出現異常，能返回統一的異常信息，隱藏敏感信息。此外還能做限流和權限控制。
4. 使用代碼檢測工具
使用sqlMap等代碼檢測工具，它能檢測sql注入漏洞。
5. 要有監控
需要對數據庫sql的執行情況進行監控，有異常情況，及時郵件或短信提醒。
6. 數據庫賬號需控制權限
對生產環境的數據庫建立單獨的賬號，只分配DML相關權限，且不能訪問系統表。切勿在程序中直接使用管理員賬號。
7. 代碼review
建立代碼review機制，能找出部分隱藏的問題，提升代碼質量。
8. 使用其他手段處理
對于不能使用預編譯傳參時，要么開啟druid的filter防火墻，要么自己寫代碼邏輯過濾掉所有可能的注入關鍵字。
