网络安全常见漏洞原理及其防御

目录

1.SQL注入

1.1原理

1.2注入演示

1.3防御

1.4 补充

2.xss（跨站脚本攻击）

2.1 原理

2.2 注入演示

2.3防御

3.csrf（跨站点请求伪造）

3.1原理

 3.2 注入演示

 3.3 防御

4.文件上传

4.1原理

4.2 攻击演示

4.3防御

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1.SQL注入

1.1原理

       把恶意SQL代码插入在web表单、域名或页面请求的查询字符串等处递交，最终达到欺骗服务器执行这段恶意的SQL命令，黑客利用SQL注入可以获得网站数据库的访问权限、进而获得一些非法的数据、甚至毁坏数据。

       动态生成SQL语句或者未对用户输入数据进行验证，是sqL注入攻击成功的主要原因。

1.2注入演示

 

 

 

 

1.3防御

一般来讲，SQL注入的防御不外乎以下几种方式：
（1）预编译

       SQL引擎会预先进行语法分析、产生语法树、生成执行计划，即后面用户所输入的参数，无论输入的是什么，都不会影响该SQL命令的语法结构，后面输入的参数，是绝不可能作为SQL命令来执行，只会被当做字符串字面值的参数。因此预编译可以说是解决SQL注入一种最佳方法。

       PHP预编译语法：

$sqli="select * from user where student_number=? and password=? ";
$sqli_pre=$conn->prepare($sqli);//预处理
$sqli_pre->bind_param("ss",$name,$pwd);
$sqli_pre->execute();

（2）转义SQL语句

       mysql_real_escape_string – 转义 SQL 语句中使用的字符串中的特殊字符，并考虑到连接的当前字符集

（3）输入的数据类型数据长度作限制

（4）特征过滤限制数据库权限和特权

（5）避免直接向用户显示数据库错误

1.4 补充

SQL注入根据不同的分类方法可以分为不同的类型：

（1）依据注入点数据类型

         可以分为数字型注入（可以使用经典的 and 1=1 和 and 1=2 ）和字符型注入（可以使用 and '1'='1 和 and '1'='2来判断）；   

（2）依据注入点的位置

         GET注入，POST注入，COOKIE注入，HTTP头注入，搜索注入；

（3）依据注入方法

          布尔型注入，报错型注入，延时注入，联合查询注入，多语句查询注入，二次注入，宽字节注入，BASE64注入。

另外我想简单谈一下盲注，事实上，现在国内的网站基本已经很少存在一些比较明显的SQL注入漏洞，盲注也是我们在了解SQL注入漏洞时不可遗漏的一种。

盲注，顾名思义，即数据库不会返回报错信息，需要我们进行猜解的一种SQL注入类型。

大体可以分为以下几种类型：

（1）基于布尔SQL盲注
（2）基于时间的SQL盲注
（3）基于报错的SQL盲注

时间盲注常用的几个函数：

If（exp，v1，v2）：如果表达式 expr 成立，返回结果 v1；否则，返回结果 v2
Sleep（duration）：在duration参数给定的秒数之后运行

一般情况下可以构造这样的注入语句观察结果：

Select * from table where id = 1 and if（布尔表达式，sleep（3），1）；

Id = 1’ and sleep(2);

2.xss（跨站脚本攻击）

2.1 原理

     攻击者把恶意的JS代码插入到web页面中，当用户浏览该页面时，恶意代码被执行，进而攻击用户。注意其攻击对象是浏览器端的用户。

Xss可分为：

（1）反射型XSS

        反射型XSS，又称非持久型XSS。也就是攻击相当于受害者而言是一次性的，具体表现在受害者点击了含有的恶意JavaScript脚本的url，而Web应用程序只是不加处理的把该恶意脚本“反射”回受害者的浏览器而使受害者的浏览器执行响应的脚本。

（2）存储型XSS

       存储型XSS，也就是持久型XSS。攻击者上传的包含恶意js脚本的留言等信息被Web应用程序保存到数据库中，Web应用程序在生成新的页面的时候如果包含了该恶意js脚本，这样会导致所有访问该网页的浏览器解析执行该恶意脚本。这种攻击类型一般常见在博客、论坛等网站中。

（3）DOM型XSS

        DOM，全称是Document Object Model，是一个平台和语言都中立的接口，可以使程序和脚本能够动态访问和更新文档的内容、结构和样式。DOM型XSS其实是一种特殊类型的反射型XSS，它是基于DOM文档对象模型的一种漏洞，而且不需要与服务器进行交互。客户端的脚本程序可以通过DOM来动态修改页面内容，从客户端获取DOM中的数据并在本地执行。基于这个特性，就可以利用JS脚本来实现XSS漏洞的利用。

2.2 注入演示

 

 

2.3防御

（1）XSS对输入(和URL参数)进行过滤，对输出进行编码。

        对提交的所有内容进行过滤，对url中的参数进行过滤，过滤掉会导致脚本执行的相关内容；然后对动态输出到页面的内容进行html编码，使脚本无法在浏览器中执行。虽然对输入过滤可以被绕过，但是也还是会拦截很大一部分XSS攻击。

        为了避免反射式或存储式的XSS漏洞，最好的办法是根据HTML输出的上下文(包括：主体、属性、JavaScript、CSS或URL)对所有不可信的HTTP请求数据进行恰当的转义。

        在客户端修改浏览器文档时，为了避免DOM型XSS攻击，最好的选择是实施上下文敏感数据编码。

（2）使用内容安全策略（CSP）是对抗XSS的深度防御策略。

3.csrf（跨站点请求伪造）

3.1原理

        跟XSS攻击一样，存在巨大的危害性，你可以这样来理解：攻击者盗用了你的身份，以你的名义发送恶意请求，对服务器来说这个请求是完全合法的，但是却完成了攻击者所期望的一个操作，比如以你的名义发送邮件、发消息，盗取你的账号，添加系统管理员，甚至于购买商品、虚拟货币转账等。 如下：其中Web A为存在CSRF漏洞的网站，Web B为攻击者构建的恶意网站，User C为Web A网站的合法用户。

 CSRF攻击攻击原理及过程如下：

（1）用户C打开浏览器，访问受信任网站A，输入用户名和密码请求登录网站A；

（2）在用户信息通过验证后，网站A产生Cookie信息并返回给浏览器，此时用户登录网站A成功，  可以正常发送请求到网站A；

（3）用户未退出网站A之前，在同一浏览器中，打开一个TAB页访问网站B；

（4）网站B接收到用户请求后，返回一些攻击性代码，并发出一个请求要求访问第三方站点A；

（5）浏览器在接收到这些攻击性代码后，根据网站B的请求，在用户不知情的情况下携带Cookie信息，向网站A发出请求。网站A并不知道该请求其实是由B发起的，所以会根据用户C的Cookie信息以C的权限处理该请求，导致来自网站B的恶意代码被执行。 

 3.2 注入演示

 

 3.3 防御

（1）验证 HTTP Referer 字段

        根据 HTTP 协议，在 HTTP 头中有一个字段叫 Referer，它记录了该 HTTP 请求的来源地址。

      在通常情况下，访问一个安全受限页面的请求来自于同一个网站，比如需要访问 http://bank.example/withdraw?account=bob&amount=1000000&for=Mallory，用户必须先登陆 bank.example，然后通过点击页面上的按钮来触发转账事件。这时，该转帐请求的 Referer 值就会是转账按钮所在的页面的 URL，通常是以 bank.example 域名开头的地址。而如果黑客要对银行网站实施 CSRF 攻击，他只能在他自己的网站构造请求，当用户通过黑客的网站发送请求到银行时，该请求的 Referer 是指向黑客自己的网站。因此，要防御 CSRF 攻击，银行网站只需要对于每一个转账请求验证其 Referer 值，如果是以 bank.example 开头的域名，则说明该请求是来自银行网站自己的请求，是合法的。如果 Referer 是其他网站的话，则有可能是黑客的 CSRF 攻击，拒绝该请求。

       这种方法的显而易见的好处就是简单易行，网站的普通开发人员不需要操心 CSRF 的漏洞，只需要在最后给所有安全敏感的请求统一增加一个拦截器来检查 Referer 的值就可以。特别是对于当前现有的系统，不需要改变当前系统的任何已有代码和逻辑，没有风险，非常便捷。

        然而，这种方法并非万无一失。Referer 的值是由浏览器提供的，虽然 HTTP 协议上有明确的要求，但是每个浏览器对于 Referer 的具体实现可能有差别，并不能保证浏览器自身没有安全漏洞。使用验证 Referer 值的方法，就是把安全性都依赖于第三方（即浏览器）来保障，从理论上来讲，这样并不安全。事实上，对于某些浏览器，比如 IE6 或 FF2，目前已经有一些方法可以篡改 Referer 值。如果 bank.example 网站支持 IE6 浏览器，黑客完全可以把用户浏览器的 Referer 值设为以 bank.example 域名开头的地址，这样就可以通过验证，从而进行 CSRF 攻击。

        即便是使用最新的浏览器，黑客无法篡改 Referer 值，这种方法仍然有问题。因为 Referer 值会记录下用户的访问来源，有些用户认为这样会侵犯到他们自己的隐私权，特别是有些组织担心 Referer 值会把组织内网中的某些信息泄露到外网中。因此，用户自己可以设置浏览器使其在发送请求时不再提供 Referer。当他们正常访问银行网站时，网站会因为请求没有 Referer 值而认为是 CSRF 攻击，拒绝合法用户的访问。

（2）在请求地址中添加 token 并验证

        CSRF 攻击之所以能够成功，是因为黑客可以完全伪造用户的请求，该请求中所有的用户验证信息都是存在于 cookie 中，因此黑客可以在不知道这些验证信息的情况下直接利用用户自己的 cookie 来通过安全验证。要抵御 CSRF，关键在于在请求中放入黑客所不能伪造的信息，并且该信息不存在于 cookie 之中。可以在 HTTP 请求中以参数的形式加入一个随机产生的 token，并在服务器端建立一个拦截器来验证这个 token，如果请求中没有 token 或者 token 内容不正确，则认为可能是 CSRF 攻击而拒绝该请求。

        这种方法要比检查 Referer 要安全一些，token 可以在用户登陆后产生并放于 session 之中，然后在每次请求时把 token 从 session 中拿出，与请求中的 token 进行比对，但这种方法的难点在于如何把 token 以参数的形式加入请求。对于 GET 请求，token 将附在请求地址之后，这样 URL 就变成 http://url?csrftoken=tokenvalue。 而对于 POST 请求来说，要在 form 的最后加上 ，这样就把 token 以参数的形式加入请求了。但是，在一个网站中，可以接受请求的地方非常多，要对于每一个请求都加上 token 是很麻烦的，并且很容易漏掉，通常使用的方法就是在每次页面加载时，使用 javascript 遍历整个 dom 树，对于 dom 中所有的 a 和 form 标签后加入 token。这样可以解决大部分的请求，但是对于在页面加载之后动态生成的 html 代码，这种方法就没有作用，还需要程序员在编码时手动添加 token。

        该方法还有一个缺点是难以保证 token 本身的安全。特别是在一些论坛之类支持用户自己发表内容的网站，黑客可以在上面发布自己个人网站的地址。由于系统也会在这个地址后面加上 token，黑客可以在自己的网站上得到这个 token，并马上就可以发动 CSRF 攻击。为了避免这一点，系统可以在添加 token 的时候增加一个判断，如果这个链接是链到自己本站的，就在后面添加 token，如果是通向外网则不加。不过，即使这个 csrftoken 不以参数的形式附加在请求之中，黑客的网站也同样可以通过 Referer 来得到这个 token 值以发动 CSRF 攻击。这也是一些用户喜欢手动关闭浏览器 Referer 功能的原因。

（3）在 HTTP 头中自定义属性并验证

       这种方法也是使用 token 并进行验证，和上一种方法不同的是，这里并不是把 token 以参数的形式置于 HTTP 请求之中，而是把它放到 HTTP 头中自定义的属性里。通过 XMLHttpRequest 这个类，可以一次性给所有该类请求加上 csrftoken 这个 HTTP 头属性，并把 token 值放入其中。这样解决了上种方法在请求中加入 token 的不便，同时，通过 XMLHttpRequest 请求的地址不会被记录到浏览器的地址栏，也不用担心 token 会透过 Referer 泄露到其他网站中去。然而这种方法的局限性非常大。XMLHttpRequest 请求通常用于 Ajax 方法中对于页面局部的异步刷新，并非所有的请求都适合用这个类来发起，而且通过该类请求得到的页面不能被浏览器所记录下，从而进行前进，后退，刷新，收藏等操作，给用户带来不便。另外，对于没有进行 CSRF 防护的遗留系统来说，要采用这种方法来进行防护，要把所有请求都改为 XMLHttpRequest 请求，这样几乎是要重写整个网站，这代价无疑是不能接受的。

（4）Cookie Hashing(所有表单都包含同一个伪随机值)：

       这个方法个人觉得已经可以杜绝99%的CSRF攻击了，那还有1%呢....由于用户的Cookie很容易由于网站的XSS漏洞而被盗取，这就另外的1%。一般的攻击者看到有需要算Hash值，基本都会放弃了，某些除外，所以如果需要100%的杜绝，这个不是最好的方法。

（5）One-Time Tokens(不同的表单包含一个不同的伪随机值)

        在实现One-Time Tokens时，需要注意一点：就是“并行会话的兼容”。如果用户在一个站点上同时打开了两个不同的表单，CSRF保护措施不应该影响到他对任何表单的提交。考虑一下如果每次表单被装入时站点生成一个伪随机值来覆盖以前的伪随机值将会发生什么情况：用户只能成功地提交他最后打开的表单，因为所有其他的表单都含有非法的伪随机值。必须小心操作以确保CSRF保护措施不会影响选项卡式的浏览或者利用多个浏览器窗口浏览一个站点。

（6) 验证码

        这个方案的思路是：每次的用户提交都需要用户在表单中填写一个图片上的随机字符串，这个方案可以完全解决CSRF，但个人觉得在易用性方面似乎不是太好，还有听闻是验证码图片的使用涉及了一个被称为MHTML的Bug，可能在某些版本的微软IE中受影响。

4.文件上传

4.1原理

文件上传漏洞是web安全中经常用到的一种漏洞形式。是对数据与代码分离原则的一种攻击。上传漏洞顾名思义，就是攻击者上传了一个可执行文件如木马，病毒，恶意脚本，WebShell等到服务器执行，并最终获得网站控制权限的高危漏洞。

大部分的网站和应用系统都有上传功能，而程序员在开发任意文件上传功能时，并未考虑文件格式后缀的合法性校验或者是否只在前端通过js进行后缀检验。这时攻击者可以上传一个与网站脚本语言相对应的恶意代码动态脚本，例如(jsp、asp、php、aspx文件后缀)到服务器上，从而访问这些恶意脚本中包含的恶意代码，进行动态解析最终达到执行恶意代码的效果，进一步影响服务器安全。

上传漏洞与SQL注入或 XSS相比 , 其风险更大 , 如果 Web应用程序存在上传漏洞 , 攻击者上传的文件是Web脚本语言，服务器的Web容器解释并执行了用户上传的脚本，导致代码执行。如果上传的文件是Flash的策略文件crossdomain.xml，黑客用以控制Flash在该域下的行为。如果上传的文件是病毒、木马文件，黑客用以诱骗用户或者管理员下载执行。如果上传的文件是钓鱼图片或为包含了脚本的图片，在某些版本的浏览器中会被作为脚本执行，被用于钓鱼和欺诈。甚至攻击者可以直接上传一个webshell到服务器上 完全控制系统或致使系统瘫痪。

4.2 攻击演示

 

4.3防御

 

（1）系统运行时的防御：

        文件上传的目录设置为不可执行。只要web容器无法解析该目录下面的文件，即使攻击者上传了脚本文件，服务器本身也不会受到影响，因此这一点至关重要。

       判断文件类型。在判断文件类型时，可以结合使用MIME Type、后缀检查等方式。在文件类型检查中，强烈推荐白名单方式，黑名单的方式已经无数次被证明是不可靠的。此外，对于图片的处理，可以使用压缩函数或者resize函数，在处理图片的同时破坏图片中可能包含的HTML代码。

        使用随机数改写文件名和文件路径。文件上传如果要执行代码，则需要用户能够访问到这个文件。在某些环境中，用户能上传，但不能访问。如果应用了随机数改写了文件名和路径，将极大地增加攻击的成本。再来就是像shell.php.rar.rar和crossdomain.xml这种文件，都将因为重命名而无法攻击。

        单独设置文件服务器的域名。由于浏览器同源策略的关系，一系列客户端攻击将失效，比如上传crossdomain.xml、上传包含Javascript的XSS利用等问题将得到解决。

        使用安全设备防御。文件上传攻击的本质就是将恶意文件或者脚本上传到服务器，专业的安全设备防御此类漏洞主要是通过对漏洞的上传利用行为和恶意文件的上传过程进行检测。恶意文件千变万化，隐藏手法也不断推陈出新，对普通的系统管理员来说可以通过部署安全设备来帮助防御。

（2）系统开发阶段的防御

       系统开发人员应有较强的安全意识，尤其是采用PHP语言开发系统。在系统开发阶段应充分考虑系统的安全性。

       对文件上传漏洞来说，最好能在客户端和服务器端对用户上传的文件名和文件路径等项目分别进行严格的检查。客户端的检查虽然对技术较好的攻击者来说可以借助工具绕过，但是这也可以阻挡一些基本的试探。服务器端的检查最好使用白名单过滤的方法，这样能防止大小写等方式的绕过，同时还需对%00截断符进行检测，对HTTP包头的content-type也和上传文件的大小也需要进行检查。

（3）系统维护阶段的防御

       系统上线后运维人员应有较强的安全意思，积极使用多个安全检测工具对系统进行安全扫描，及时发现潜在漏洞并修复。

        定时查看系统日志，web服务器日志以发现入侵痕迹。定时关注系统所使用到的第三方插件的更新情况，如有新版本发布建议及时更新，如果第三方插件被爆有安全漏洞更应立即进行修补。

        对于整个网站都是使用的开源代码或者使用网上的框架搭建的网站来说，尤其要注意漏洞的自查和软件版本及补丁的更新，上传功能非必选可以直接删除。除对系统自生的维护外，服务器应进行合理配置，非必选一般的目录都应去掉执行权限，上传目录可配置为只读。