Java SQL注入學習筆記
1 簡介
文章主要內容包括：
- Java 持久層技術/框架簡單介紹
- 不同場景/框架下易導致 SQL 注入的寫法
- 如何避免和修復 SQL 注入
2 JDBC
介紹
JDBC：
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全稱 Java Database Connectivity
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是 Java 訪問資料庫的 API，不依賴於特定資料庫 ( database-independent )
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所有 Java 持久層技術都基於 JDBC
更多請參考 http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/jdbc/index.html
說明
直接使用 JDBC 的場景，如果程式碼中存在拼接 SQL 語句，那麼很有可能會產生注入，如
// concat sql String sql = "SELECT * FROM users WHERE name ='"+ name + "'"; Statement stmt = connection.createStatement(); ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);
安全的寫法是使用 引數化查詢 ( parameterized queries )，即 SQL 語句中使用引數繫結( ? 佔位符 ) 和 PreparedStatement，如
// use ? to bind variables String sql = "SELECT * FROM users WHERE name= ? "; PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql); // 引數 index 從 1 開始 ps.setString(1, name);
還有一些情況，比如 order by、column name，不能使用引數繫結，此時需要手工過濾，如通常 order by 的欄位名是有限的，因此可以使用白名單的方式來限制引數值
這裡需要注意的是，使用了 PreparedStatement 並不意味著不會產生注入，如果在使用 PreparedStatement 之前，存在拼接 sql 語句，那麼仍然會導致注入，如
// 拼接 sql String sql = "SELECT * FROM users WHERE name ='"+ name + "'"; PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql);
看到這裡，大家肯定會好奇 PreparedStatement 是如何防止 SQL 注入的，來了解一下
正常情況下，使用者的輸入是作為引數值的，而在 SQL 注入中，使用者的輸入是作為 SQL 指令的一部分，會被資料庫進行編譯/解釋執行。當使用了 PreparedStatement，帶佔位符 ( ? ) 的 sql 語句只會被編譯一次，之後執行只是將佔位符替換為使用者輸入，並不會再次編譯/解釋，因此從根本上防止了 SQL 注入問題。
更詳細和準確的回答，請參考：
3 Mybatis
介紹
- 首個 class persistence framework
- 介於 JDBC (raw SQL) 和 Hibernate (ORM)
- 簡化絕大部分 JDBC 程式碼、手工設定引數和獲取結果
- 靈活，使用者能夠完全控制 SQL，支援高階對映
更多請參考 http://www.mybatis.org/
說明
在 MyBatis 中，使用 XML 檔案 或 Annotation 來進行配置和對映，將 interfaces 和 Java POJOs (Plain Old Java Objects) 對映到 database records
XML 例子
Mapper Interface
@Mapper
public interface UserMapper {
User getById(int id);
}
XML 配置檔案
<select id="getById" resultType="org.example.User">
SELECT * FROM user WHERE id = #{id}
</select>
Annotation 例子
@Mapper
public interface UserMapper {
@Select("SELECT * FROM user WHERE id= #{id}")
User getById(@Param("id") int id);
}
可以看到，使用者需要自己編寫 SQL 語句，因此當使用不當時，會導致注入問題
與使用 JDBC 不同的是，MyBatis 使用 #{} 和 ${} 來進行引數值替換
使用 #{} 語法時，MyBatis 會自動生成 PreparedStatement ，使用引數繫結 (?) 的方式來設定值，上述兩個例子等價的 JDBC 查詢程式碼如下：
String sql = "SELECT * FROM users WHERE id = ?"; PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql); ps.setInt(1, id);
因此 #{} 可以有效防止 SQL 注入，詳細可參考 http://www.mybatis.org/mybatis-3/sqlmap-xml.html String Substitution 部分
而使用 ${} 語法時，MyBatis 會直接注入原始字串，即相當於拼接字串，因而會導致 SQL 注入，如
<select id="getByName" resultType="org.example.User">
SELECT * FROM user WHERE name = '${name}' limit 1
</select>
name 值為 ' or '1'='1，實際執行的語句為
SELECT * FROM user WHERE name = '' or '1'='1' limit 1
因此建議儘量使用 #{}，但有些時候，如 order by 語句，使用 #{} 會導致出錯，如
ORDER BY #{sortBy}
sortBy 引數值為 name ，替換後會成為
ORDER BY "name"
即以字串 “name” 來排序，而非按照 name 欄位排序，詳細可參考 https://stackoverflow.com/a/32996866/6467552。
這種情況就需要使用 ${}
ORDER BY ${sortBy}
使用了 ${}後，使用者需要自行過濾輸入，方法有：
-
程式碼層使用白名單的方式，限制
sortBy允許的值，如只能為name,email欄位，異常情況則設定為預設值name -
在 XML 配置檔案中，使用
if標籤來進行判斷Mapper 介面方法
List<User> getUserListSortBy(@Param("sortBy") String sortBy);xml 配置檔案
<select id="getUserListSortBy" resultType="org.example.User"> SELECT * FROM user <if test="sortBy == 'name' or sortBy == 'email'"> order by ${sortBy} </if> </select>因為 Mybatis 不支援 else，需要預設值的情況，可以使用
choose (when, otherwise)<select id="getUserListSortBy" resultType="org.example.User"> SELECT * FROM user <choose> <when test="sortBy == 'name' or sortBy == 'email'"> order by ${sortBy} </when> <otherwise> order by name </otherwise> </choose> </select>
更多場景
除了 order by 之外，還有一些可能會使用到 ${} 情況，可以使用其他方法避免，如
like 語句
如需要使用萬用字元 ( wildcard characters % 和 _) ，可以
-
在程式碼層，在引數值兩邊加上
%，然後再使用#{} -
使用
bind標籤來構造新引數，然後再使用#{}Mapper 介面方法
List<User> getUserListLike(@Param("name") String name);xml 配置檔案
<select id="getUserListLike" resultType="org.example.User"> <bind name="pattern" value="'%' + name + '%'" /> SELECT * FROM user WHERE name LIKE #{pattern} </select><bind>語句內的 value 為 OGNL expression，具體可參考 http://www.mybatis.org/mybatis-3/dynamic-sql.html bind 部分 -
使用 SQL
concat()函式<select id="getUserListLikeConcat" resultType="org.example.User"> SELECT * FROM user WHERE name LIKE concat ('%', #{name}, '%') </select>
除了注入問題之外，這裡還需要對使用者的輸入進行過濾，不允許有萬用字元，否則在表中資料量較多的時候，假設使用者輸入為 %%，會進行全表模糊查詢，嚴重情況下可導致 DOS，參考 http://www.tothenew.com/blog/sql-wildcards-is-your-application-safe/
IN 條件
使用 <foreach> 和 #{}
Mapper 介面方法
List<User> getUserListIn(@Param("nameList") List<String> nameList);
xml 配置檔案
<select id="selectUserIn" resultType="com.example.User">
SELECT * FROM user WHERE name in
<foreach item="name" collection="nameList"
open="(" separator="," close=")">
#{name}
</foreach>
</select>
具體可參考 http://www.mybatis.org/mybatis-3/dynamic-sql.html foreach 部分
limit 語句
直接使用 #{} 即可
Mapper 介面方法
List<User> getUserListLimit(@Param("offset") int offset, @Param("limit") int limit);
xml 配置檔案
<select id="getUserListLimit" resultType="org.example.User">
SELECT * FROM user limit #{offset}, #{limit}
</select>
4 JPA & Hibernate
介紹
JPA:
-
全稱 Java Persistence API
-
ORM (object-relational mapping) 持久層 API，需要有具體的實現
更多請參考 https://en.wikipedia.org/wiki/Java_Persistence_API
Hibernate:
- JPA ORM 實現
更多請參考 http://hibernate.org/
說明
這裡有一種錯誤的認識，使用了 ORM 框架，就不會有 SQL 注入。而實際上，在 Hibernate 中，支援 HQL (Hibernate Query Language) 和 native sql 查詢，前者存在 HQL 注入，後者和之前 JDBC 存在相同的注入問題，來具體看一下
HQL
HQL 查詢例子
Query<User> query = session.createQuery("from User where name = '" + name + "'", User.class);
User user = query.getSingleResult();
這裡的 User 為類名，和原生 SQL 類似，拼接會導致注入
正確的用法：
- 位置引數 (Positional parameter)
Query<User> query = session.createQuery("from User where name = ?", User.class);
query.setParameter(0, name);
- 命名引數 (named parameter)
Query<User> query = session.createQuery("from User where name = :name", User.class);
query.setParameter("name", name);
- 命名引數 list (named parameter list)
Query<User> query = session.createQuery("from User where name in (:nameList)", User.class);
query.setParameterList("nameList", Arrays.asList("lisi", "zhaowu"));
- 類例項 (JavaBean)
User user = new User();
user.setName("zhaowu");
Query<User> query = session.createQuery("from User where name = :name", User.class);
// User 類需要有 getName() 方法
query.setProperties(user);
Native SQL
存在 SQL 注入
String sql = "select * from user where name = '" + name + "'"; // deprecated // Query query = session.createSQLQuery(sql); Query query = session.createNativeQuery(sql);
使用引數繫結來設定引數值
String sql = "select * from user where name = :name";
// deprecated
// Query query = session.createSQLQuery(sql);
Query query = session.createNativeQuery(sql);
query.setParameter("name", name);
JPA
JPA 中使用 JPQL (Java Persistence Query Language)，同時也支援 native sql，因此和 Hibernate 存在類似的問題，這裡就不再細說，感興趣的可以參考 How to How to Fix SQL Injection using the Java Persistence API (JPA)