Java面试题：讨论SQL注入攻击的原理，以及如何通过预处理语句来防止

SQL注入攻击是一种常见的网络攻击手段，攻击者通过将恶意的SQL代码插入到应用程序的输入字段，从而执行未授权的SQL命令。这种攻击的原理主要基于应用程序在处理用户输入时未对输入进行充分的验证和过滤，导致用户输入被直接拼接到SQL查询中执行。

SQL注入攻击的原理

1. 用户输入未验证：应用程序直接将用户输入拼接到SQL查询中。
2. 构造恶意SQL：攻击者在输入中插入恶意SQL代码。
3. 执行恶意SQL：数据库服务器执行被拼接后的SQL查询，导致数据泄露、数据篡改或其他不正当操作。

例如，假设一个简单的登录表单通过以下查询验证用户：

SELECT * FROM users WHERE username = 'username' AND password = 'password';

如果攻击者输入 ' OR '1'='1 作为用户名，并输入任意密码，查询会变成：

SELECT * FROM users WHERE username = '' OR '1'='1' AND password = 'password';

由于 '1'='1' 永远为真，这个查询将返回数据库中的所有用户，导致攻击成功。

预处理语句的防护机制

预处理语句（Prepared Statements）是一种防止SQL注入的有效方法。预处理语句的原理是将SQL语句和数据分开处理，确保用户输入的数据不会被解释为SQL代码。

预处理语句的工作流程

1. SQL模板创建：应用程序先向数据库发送一个SQL模板，其中包含参数占位符（?）。
2. 参数绑定：应用程序将用户输入的数据作为参数绑定到占位符上。
3. 执行查询：数据库执行已经预编译好的SQL语句，并将绑定的参数作为纯数据处理。

例如，使用预处理语句重写上面的查询：

# 使用Python和SQLite示例
import sqlite3

# 连接到数据库
conn = sqlite3.connect('example.db')
cursor = conn.cursor()

# 创建SQL模板
sql = "SELECT * FROM users WHERE username = ? AND password = ?"

# 用户输入
username = input("Enter username: ")
password = input("Enter password: ")

# 绑定参数并执行查询
cursor.execute(sql, (username, password))

# 获取结果
results = cursor.fetchall()

# 关闭连接
conn.close()

在上述示例中，? 是参数占位符，用户输入的 username 和 password 被安全地绑定到SQL语句中，无论输入内容是什么，都不会被解释为SQL代码。

预处理语句的优点

1. 防止SQL注入：将SQL代码与用户输入分离，用户输入不会被解释为SQL命令。
2. 提高查询性能：预处理语句在执行时会被数据库预编译，重复执行同一查询时效率更高。
3. 提高代码可读性和维护性：将参数化查询与硬编码的SQL语句分开，代码更清晰。

通过采用预处理语句，可以有效地防止SQL注入攻击，确保数据库操作的安全性和稳定性。在开发应用程序时，应始终优先考虑使用预处理语句或其他参数化查询方法来处理用户输入。