注入攻击防护

介绍

注入攻击是一类常见的安全漏洞，攻击者通过将恶意代码插入到应用程序的输入中，从而欺骗应用程序执行非预期的操作。注入攻击能够导致未授权访问、数据泄露、数据篡改甚至完全控制服务器。最常见的注入攻击类型包括SQL注入、NoSQL注入、命令注入、跨站脚本(XSS)和跨站请求伪造(CSRF)等。

原理

注入攻击的共同原理

• 用户输入未验证：应用程序未对用户输入进行充分验证和过滤
• 输入被当作代码执行：用户输入被直接拼接到代码中执行
• 上下文混淆：用户输入被错误地识别为代码而非数据
• 信任用户输入：应用程序过度信任用户提供的输入
• 缺乏参数化：未使用参数化查询或命令
• 输出未编码：未对输出到客户端的内容进行适当编码

主要注入攻击类型原理

• SQL注入：将恶意SQL代码插入到查询中，欺骗数据库执行非授权操作
• NoSQL注入：针对NoSQL数据库的注入攻击，利用查询构造漏洞
• 命令注入：将恶意命令插入到系统命令中执行
• XSS注入：将恶意脚本注入到网页中，当用户访问时执行
• CSRF：诱导用户在已认证的情况下执行非预期操作
• XML注入：通过修改XML输入来欺骗应用程序
• LDAP注入：针对LDAP查询的注入攻击

图示

SQL注入流程
┌───────────────┐       ┌───────────────┐       ┌───────────────┐
│    攻击者     │       │    应用程序    │       │    数据库     │
└─────────┬─────┘       └─────────┬─────┘       └─────────┬─────┘
          │                       │                       │
1. 发送恶意输入 │                       │                       │
───────────►                       │                       │
          │                       │                       │
2. 拼接SQL查询  │                       │                       │
          │                       │                       │
3. 执行恶意查询 │                       │                       │
          └───────────────────────►                       │
                                  │                       │
4. 执行SQL命令  │                       │                       │
                                  └───────────────────────►
                                  │                       │
5. 返回敏感数据  │                       │                       │
          ◄───────────────────────┘                       │
                                                          │
          │                       │                       │
6. 接收敏感数据  │                       │                       │
◄───────────────────────────────────────────────────────────┘

XSS攻击流程
┌───────────────┐       ┌───────────────┐       ┌───────────────┐
│    攻击者     │       │    应用程序    │       │    用户浏览器  │
└─────────┬─────┘       └─────────┬─────┘       └─────────┬─────┘
          │                       │                       │
1. 注入恶意脚本 │                       │                       │
───────────►                       │                       │
          │                       │                       │
2. 存储恶意脚本 │                       │                       │
          │                       │                       │
3. 请求页面     │                       │                       │
          │                       │                       │
          │                       │    ◄───────────────────┘
          │                       │                       │
4. 返回含恶意脚本的页面              │                       │
          │                       │                       │
          │    ◄───────────────────┘                       │
          │                       │                       │
5. 执行恶意脚本  │                       │                       │
          │                       │    ┌───────────────────►
          │                       │                       │
6. 窃取用户数据  │                       │                       │
          │                       │                       │
          └───────────────────────┬───────────────────────┘
                                  │
                        ┌─────────▼─────────┐
                        │    攻击者接收数据  │
                        └───────────────────┘

实例

SQL注入示例与防护

// 易受SQL注入攻击的代码
const express = require('express');
const mysql = require('mysql');
const app = express();
app.use(express.json());

const connection = mysql.createConnection({
  host: 'localhost',
  user: 'root',
  password: 'password',
  database: 'mydb'
});

// 危险：直接拼接用户输入
app.get('/api/users', (req, res) => {
  const username = req.query.username;
  const query = `SELECT * FROM users WHERE username = '${username}'`;
  console.log('执行查询:', query);

  connection.query(query, (error, results) => {
    if (error) throw error;
    res.json(results);
  });
});

// 安全：使用参数化查询
app.get('/api/users/safe', (req, res) => {
  const username = req.query.username;
  const query = 'SELECT * FROM users WHERE username = ?';
  console.log('执行查询:', query, [username]);

  connection.query(query, [username], (error, results) => {
    if (error) throw error;
    res.json(results);
  });
});

const PORT = 3000;
app.listen(PORT, () => {
  console.log(`服务器运行在端口 ${PORT}`);
});

命令注入示例与防护

import os
from flask import Flask, request

app = Flask(__name__)

# 易受命令注入攻击的代码
@app.route('/api/ping')
def ping():
    target = request.args.get('target', 'localhost')
    # 危险：直接拼接用户输入到系统命令
    command = f'ping -c 4 {target}'
    print(f'执行命令: {command}')
    result = os.popen(command).read()
    return f'<pre>{result}</pre>'

# 安全：使用subprocess并限制参数
@app.route('/api/ping/safe')
def ping_safe():
    target = request.args.get('target', 'localhost')
    # 安全：使用列表形式传递参数，避免命令注入
    command = ['ping', '-c', '4', target]
    print(f'执行命令: {command}')
    result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True)
    return f'<pre>{result.stdout}</pre>'

if __name__ == '__main__':
    app.run(port=3000)

XSS攻击示例与防护

const express = require('express');
const app = express();
app.use(express.json());

// 存储用户评论的数组（实际应用中应使用数据库）
const comments = [];

// 易受XSS攻击的代码
app.post('/api/comments', (req, res) => {
  const { comment } = req.body;
  // 危险：直接存储未过滤的用户输入
  comments.push(comment);
  res.json({ success: true, message: '评论已添加' });
});

app.get('/api/comments', (req, res) => {
  // 危险：直接输出未编码的用户输入
  let html = '<ul>';
  comments.forEach(comment => {
    html += `<li>${comment}</li>`;
  });
  html += '</ul>';
  res.send(html);
});

// 安全：使用转义函数过滤用户输入
function escapeHtml(text) {
  return text
    .replace(/&/g, '&amp;')
    .replace(/</g, '&lt;')
    .replace(/>/g, '&gt;')
    .replace(/