SQL注入及其危害、防御手段

一、什么是SQL注入
SQL（Structured Query Language),即结构化查询语言，用于操作关系型数据库管理系统。目前，大多数Web编程语言提供了操作SQL的接口，以方便与数据库进行交互。但是在开发Web应用的过程中，由于忽视了代码的健壮性和安全性，攻击者可以构造巧妙的SQL语句从而获取到敏感数据，因此导致了SQL这种攻击方式的流行。

二、SQL注入的原理
在B/S模式中，用户可以通过Get或Post等方式，对服务器发出HTTP请求。在服务器端，对数据库执行查询操作，将查询的结果返回浏览器端。黑客利用上述过程，将精心构造的请求放到传入的变量参数中，让服务器端执行恶意代码，从而达到了读取数据库中敏感信息的效果，甚至将数据库删除。这一攻击过程就是SQL注入，它的原理如图所示。

从访问流程上来看，攻击者与普通的用户是没有任意区别的，都是将数据发送到服务端，服务端处理数据并返回结果。但是攻击者对输入数据进行了精心的处理，在进行SQL语句操作的时候，效果就会和正常流程完全不同，从而达到获取整站数据甚至写入木马的效果。

三、触发SQL注入的方式
攻击者通常可以使用以下几种方式来触发SQL注入漏洞：
（1）用户的输入。通常使用HTTP的GET或POST请求传输用户数据，通过修改POST包中的数据或者GET请求中URL参数值来实现恶意代码注入。
（2）通过HTTP请求头。服务器端可能会保存用户的IP及User-Agent等信息，此时，攻击者可以在X-Forwarded-For 或UA等请求头字段中构造语句进行SQL注入。
（3）二阶注入。攻击者在HTTP请求中提交恶意输入，服务端将恶意输入保存在数据库中，攻击者紧接着提交第二次HTTP请求。为处理第二次请求，服务端需要查找数据库，触发了之前存储的恶意输入，并将结果返回给攻击者。攻击者需要通过两次独立请求才可以实现SOL注入的目的，这种攻击方式因此得名二阶注入。

四、SQL注入的特点
SQL注入具有以下特点：
（1）变种多。当页面可以返回错误的信息时，可以使用基于错误（Error-based)的注入方法。如果服务端对返回的错误进行过滤，可以使用基于布尔（Bool-based)或基于时间（Time-based)的注入方法。另外，熟练的攻击者会适当调整攻击参数，以绕过特定字段的检测，使传统的特征匹配方法检测不到注入。
（2）攻击简单。目前网上流行各种开发的SQL注入工具，使得发动攻击的门槛大大降低。即使是毫无经验的“脚本小子”，借助这些工具也可以对目标网站进行攻击。
（3）危害大。攻击者一旦得手，轻则获取整个网站的敏感数据，重则写入木马，控制整个服务器，破坏力极大。在近几年OWASP公布的Web应用十大安全漏洞排名中，SOL注入稳居榜首4。虽然其原理及利用方式并不复杂，但对目标网站造成的破坏力巨大。

五、SQL注入的危害
（1）攻击者未经授权可以访问数据库中的数据，盗取用户的隐私以及个人信息，造成用户的信息泄露。
（2）可以对数据库的数据进行增加或删除操作，例如私自添加或删除管理员账号。
（3）如果网站目录存在写入权限，可以写入网页木马。攻击者进而可以对网页进行篡改，发布一些违法信息等。
（4）经过提权等步骤，服务器最高权限被攻击者获取。攻击者可以远程控制服务器，安装后门，得以修改或控制操作系统。

六、SQL注入的漏洞检测
SQL注入漏洞的检测分为手动检测和自动检测。手动检测是安全测试人员对某个特定区间的URL进行手工注入测试；自动检测是利用爬虫爬取网站的所有链接，对所有的链接自动进行注入测试。在大型应用中，手动检测的工作量是巨大的，一般采用自动检测的方式。

七、SQL注入的防御手段
防御SQL注入的核心思想是对用户输入的数据进行严格的检查，并且对数据库
的使用采用最小权限分配原则。目前SQL注入的防御手段有以下几种：
（1)基于攻击特征的匹配过滤。这是目前使用最为广泛的方式，系统会将攻击特征做成数据库，一旦匹配到这些攻击特征就会认定检测到SQL注入。这种方式可以有效的过滤大部分SQL注入攻击，但是大大增加了程序的复杂度，同时可能影响到业务的正常查询。
（2)对用户输入进行转义。例如，常见的SQL注入语句中都含有“‘’”，通过转义将“‘’”转义为“/”，SQL注入语句就会达不到攻击者预期的执行效果，从而实现对SQL注入进行防御。
（3）数据类型进行严格定义，数据长度进行严格规定。比如查询数据库某条记录的id，定义它为整型，如果用户传来的数据不满足条件，要对数据进行过滤。数据长度也应该做严格限制，可以防止较长的SQL注入语句。
（4）严格限制网站访问数据库的权限。
（5）近几年来，随着机器学习与人工智能技术的火热，基于机器学习的检测SQL注入方法成为了新的研究方向。首先将样本SQL语句转换为特征向量集合，使用机器学习的方法进行训练，将得到的模型投入使用，利用训练的模型检测传入的数据是否包含恶意SQL注入。
（6）其他防御措施。例如，避免网站显示SQL执行出错信息，防止攻击者使用基于错误的方式进行注入；每个数据层编码统一，防止过滤模型被绕过等。

Web应用程序存在SQL注入，往往是因为在程序编写的过程中，开发人员违背了“代码与数据分离”原则。一方面，攻击者可以任意更改输入数据；另一方面，攻击者可以在数据里构造代码，让服务器端把数据解析成代码执行。所以，只要遵循“代码与数据分离”原则，对用户端传入的数据进行严格检查，从技术角度而言，可以实现完全防御SQL注入攻击。