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ThinkPHP框架安全實現分析,thinkphp框架實現

編輯:關於PHP編程

ThinkPHP框架安全實現分析,thinkphp框架實現


ThinkPHP框架是國內比較流行的PHP框架之一,雖然跟國外的那些個框架沒法比,但優點在於,恩,中文手冊很全面。最近研究SQL注入,之前用TP框架的時候因為底層提供了安全功能,在開發過程中沒怎麼考慮安全問題。

一、不得不說的I函數

TP系統提供了I函數用於輸入變量的過濾。整個函數主體的意義就是獲取各種格式的數據,比如I('get.')、I('post.id'),然後用htmlspecialchars函數(默認情況下)進行處理。

如果需要采用其他的方法進行安全過濾,可以從/ThinkPHP/Conf/convention.php中設置:

'DEFAULT_FILTER'    => 'strip_tags',
//也可以設置多種過濾方法
'DEFAULT_FILTER'    => 'strip_tags,stripslashes',

從/ThinkPHP/Common/functions.php中可以找到I函數,源碼如下:

/**
 * 獲取輸入參數 支持過濾和默認值
 * 使用方法:
 * <code>
 * I('id',0); 獲取id參數 自動判斷get或者post
 * I('post.name','','htmlspecialchars'); 獲取$_POST['name']
 * I('get.'); 獲取$_GET
 * </code>
 * @param string $name 變量的名稱 支持指定類型
 * @param mixed $default 不存在的時候默認值
 * @param mixed $filter 參數過濾方法
 * @param mixed $datas 要獲取的額外數據源
 * @return mixed
 */
function I($name,$default='',$filter=null,$datas=null) {
  static $_PUT  =  null;
  if(strpos($name,'/')){ // 指定修飾符
    list($name,$type)   =  explode('/',$name,2);
  }elseif(C('VAR_AUTO_STRING')){ // 默認強制轉換為字符串
    $type  =  's';
  }
  /*根據$name的格式獲取數據:先判斷參數的來源,然後再根據各種格式獲取數據*/
  if(strpos($name,'.')) {list($method,$name) =  explode('.',$name,2);} // 指定參數來源
  else{$method =  'param';}//設定為自動獲取
  switch(strtolower($method)) {
    case 'get'   :  $input =& $_GET;break;
    case 'post'  :  $input =& $_POST;break;
    case 'put'   :  /*此處省略*/
    case 'param'  :  /*此處省略*/
    case 'path'  :  /*此處省略*/
  }
  /*對獲取的數據進行過濾*/
  if('' // 獲取全部變量
    $data    =  $input;
    $filters  =  isset($filter)?$filter:C('DEFAULT_FILTER');
    if($filters) {
      if(is_string($filters)){$filters  =  explode(',',$filters);} //為多種過濾方法提供支持
      foreach($filters as $filter){
        $data  =  array_map_recursive($filter,$data); //循環過濾
      }
    }
  }elseif(isset($input[$name])) { // 取值操作
    $data    =  $input[$name];
    $filters  =  isset($filter)?$filter:C('DEFAULT_FILTER');
    if($filters) {   /*對參數進行過濾,支持正則表達式驗證*/
      /*此處省略*/
    }
    if(!empty($type)){ //如果設定了強制轉換類型
      switch(strtolower($type)){
        case 'a': $data = (array)$data;break;  // 數組 
        case 'd': $data = (int)$data;break;  // 數字 
        case 'f': $data = (float)$data;break;  // 浮點  
        case 'b': $data = (boolean)$data;break;  // 布爾
        case 's':  // 字符串
        default:$data  =  (string)$data;
      }
    }
  }else{ // 變量默認值
    $data    =  isset($default)?$default:null;
  }
  is_array($data) && array_walk_recursive($data,'think_filter'); //如果$data是數組,那麼用think_filter對數組過濾
  return $data;
}

恩,函數基本分成三塊:
第一塊,獲取各種格式的數據。
第二塊,對獲取的數據進行循環編碼,不管是二維數組還是三維數組。
第三塊,也就是倒數第二行,調用了think_filter對數據進行了最後一步的神秘處理。

讓我們先來追蹤一下think_filter函數:

//1536行 版本3.2.3最新添加
function think_filter(&$value){// 過濾查詢特殊字符  
  if(preg_match('/^(EXP|NEQ|GT|EGT|LT|ELT|OR|XOR|LIKE|NOTLIKE|NOT BETWEEN|NOTBETWEEN|BETWEEN|NOTIN|NOT IN|IN)$/i',$value)){    
    $value .= ' ';  
  }
}

這個函數很簡單,一眼就可以看出來,在一些特定的關鍵字後面加個空格。

但是這個叫think_filter的函數,僅僅加了一個空格,到底起到了什麼過濾的作用?

我們都知道重要的邏輯驗證,如驗證是否已登錄,用戶是否能購買某商品等,必須從服務器端驗證,如果從前端驗證的話,就很容易被繞過。同一個道理,在程序中,in/exp一類的邏輯結構,最好也是由服務器端來控制。

當從傳遞到服務器端的數據是這樣:id[0]=in&id[1]=1,2,3,如果沒有think_filter函數的話,會被解析成下表中的1,也就會被當成服務器端邏輯解析。但如果變成如下表2的樣子,因為多了一個空格,無法被匹配解析,也就避免了漏洞。

$data['id']=array('in'=>'1,2,3') 
//經過think_filter過濾之後,會變成介個樣子:
$data['id']=array('in '=>'1,2,3')

二、SQL注入

相關的文件為:/ThinkPHP/Library/Think/Db.class.php(在3.2.3中改為了/ThinkPHP/Library/Think/Db/Driver.class.php) 以及 /ThinkPHP/Library/Think/Model.class.php。其中Model.class.php文件提供的是curd直接調用的函數,直接對外提供接口,Driver.class.php中的函數被curd操作間接調用。

//此次主要分析如下語句:
M('user')->where($map)->find();  //在user表根據$map的條件檢索出一條數據

大概說一下TP的處理思路:

首先將Model類實例化為一個user對象,然後調用user對象中的where函數處理$map,也就是將$map進行一些格式化處理之後賦值給user對象的成員變量$options(如果有其他的連貫操作,也是先賦值給user對象的對應成員變量,而不是直接拼接SQL語句,所以在寫連貫操作的時候,無需像拼接SQL語句一樣考慮關鍵字的順序),接下來調用find函數。

find函數會調用底層的,也就是driver類中的函數——select來獲取數據。到了select函數,又是另一個故事了。

select除了要處理curd操作,還要處理pdo綁定,我們這裡只關心curd操作,所以在select中調用了buildSelectSql,處理分頁信息,並且調用parseSQL按照既定的順序把SQL語句組裝進去。

雖然拼接SQL語句所需要的參數已經全部放在成員變量裡了,但是格式不統一,有可能是字符串格式的,有可能是數組格式的,還有可能是TP提供的特殊查詢格式,比如:$data['id']=array('gt','100');,所以在拼接之前,還要調用各自的處理函數,進行統一的格式化處理。我選取了parseWhere這個復雜的典型來分析。

關於安全方面的,如果用I函數來獲取數據,那麼會默認進行htmlspecialchars處理,能有效抵御xss攻擊,但是對SQL注入沒有多大影響。

在過濾有關SQL注入有關的符號的時候,TP的做法很機智:先是按正常邏輯處理用戶的輸入,然後在最接近最終的SQL語句的parseWhere、parseHaving等函數中進行安全處理。這樣的順序避免了在處理的過程中出現注入。

當然處理的方法是最普通的addslashes,根據死在沙灘上的前浪們說,推薦使用mysql_real_escape_string來進行過濾,但是這個函數只能在已經連接了數據庫的前提下使用。

感覺TP在這個地方可以做一下優化,畢竟走到這一步的都是連接了數據庫的。

恩,接下來,分析開始:

先說幾個Model對象中的成員變量:

// 主鍵名稱
protected $pk   = 'id';
// 字段信息
protected $fields = array();
// 數據信息
protected $data  = array();
// 查詢表達式參數
protected $options = array();
// 鏈操作方法列表
protected $methods = array('strict','order','alias','having','group','lock','distinct','auto','filter','validate','result','token','index','force')
接下來分析where函數:
public function where($where,$parse=null){
  //如果非數組格式,即where('id=%d&name=%s',array($id,$name)),對傳遞到字符串中的數組調用mysql裡的escapeString進行處理
  if(!is_null($parse) && is_string($where)) { 
    if(!is_array($parse)){ $parse = func_get_args();array_shift($parse);}
    $parse = array_map(array($this->db,'escapeString'),$parse);
    $where = vsprintf($where,$parse); //vsprintf() 函數把格式化字符串寫入變量中
  }elseif(is_object($where)){
    $where =  get_object_vars($where);
  }
  if(is_string($where) && '' != $where){
    $map  =  array();
    $map['_string']  =  $where;
    $where =  $map;
  }   
  //將$where賦值給$this->where
  if(isset($this->options['where'])){     
    $this->options['where'] =  array_merge($this->options['where'],$where);
  }else{
    $this->options['where'] =  $where;
  }
   
  return $this;
}

where函數的邏輯很簡單,如果是where('id=%d&name=%s',array($id,$name))這種格式,那就對$id,$name變量調用mysql裡的escapeString進行處理。escapeString的實質是調用mysql_real_escape_string、addslashes等函數進行處理。

最後將分析之後的數組賦值到Model對象的成員函數——$where中供下一步處理。

再分析find函數:

//model.class.php  行721  版本3.2.3
public function find($options=array()) {
  if(is_numeric($options) || is_string($options)){ /*如果傳遞過來的數據是字符串,不是數組*/
    $where[$this->getPk()] =  $options;
    $options        =  array();
    $options['where']    =  $where; /*提取出查詢條件,並賦值*/
  }
  // 根據主鍵查找記錄
  $pk = $this->getPk();
  if (is_array($options) && (count($options) > 0) && is_array($pk)) {
    /*構造復合主鍵查詢條件,此處省略*/
  }
  $options['limit']  =  1;                 // 總是查找一條記錄
  $options      =  $this->_parseOptions($options);   // 分析表達式
  if(isset($options['cache'])){
    /*緩存查詢,此處省略*/
  }
  $resultSet = $this->db->select($options);
  if(false === $resultSet){  return false;}
  if(empty($resultSet)) {  return null; }      // 查詢結果為空    
  if(is_string($resultSet)){  return $resultSet;}  //查詢結果為字符串
  // 讀取數據後的處理,此處省略簡寫
  $this->data = $this->_read_data($resultSet[0]);
  return $this->data;
}

$Pk為主鍵,$options為表達式參數,本函數的作用就是完善成員變量——options數組,然後調用db層的select函數查詢數據,處理後返回數據。

跟進_parseOptions函數:

protected function _parseOptions($options=array()) { //分析表達式
  if(is_array($options)){
    $options = array_merge($this->options,$options);
  }
  /*獲取表名,此處省略*/
  /*添加數據表別名,此處省略*/
  $options['model']    =  $this->name;// 記錄操作的模型名稱
  /*對數組查詢條件進行字段類型檢查,如果在合理范圍內,就進行過濾處理;否則拋出異常或者刪除掉對應字段*/
  if(isset($options['where']) && is_array($options['where']) && !empty($fields) && !isset($options['join'])){
    foreach ($options['where'] as $key=>$val){
      $key = trim($key);
      if(in_array($key,$fields,true)){  //如果$key在數據庫字段內,過濾以及強制類型轉換之
        if(is_scalar($val)) { 
        /*is_scalar 檢測是否為標量。標量是指integer、float、string、boolean的變量,array則不是標量。*/     
          $this->_parseType($options['where'],$key);
        }
      }elseif(!is_numeric($key) && '_' != substr($key,0,1) && false === strpos($key,'.') && false === strpos($key,'(') && false === strpos($key,'|') && false === strpos($key,'&')){
        // 如果$key不是數字且第一個字符不是_,不存在.(|&等特殊字符
        if(!empty($this->options['strict'])){  //如果是strict模式,拋出異常
          E(L('_ERROR_QUERY_EXPRESS_').':['.$key.'=>'.$val.']');
        }  
        unset($options['where'][$key]); //unset掉對應的值
      }
    }
  } 
  $this->options =  array();      // 查詢過後清空sql表達式組裝 避免影響下次查詢
  $this->_options_filter($options);    // 表達式過濾
  return $options;
}

本函數的結構大概是,先獲取了表名,模型名,再對數據進行處理:如果該條數據不在數據庫字段內,則做出異常處理或者刪除掉該條數據。否則,進行_parseType處理。parseType此處不再跟進,功能為:數據類型檢測,強制類型轉換包括int,float,bool型的三種數據。

函數運行到此處,就該把處理好的數據傳到db層的select函數裡了。此時的查詢條件$options中的int,float,bool類型的數據都已經進行了強制類型轉換,where()函數中的字符串(非數組格式的查詢)也進行了addslashes等處理。

繼續追蹤到select函數,就到了driver對象中了,還是先列舉幾個有用的成員變量:

// 數據庫表達式
protected $exp = array('eq'=>'=','neq'=>'<>','gt'=>'>','egt'=>'>=','lt'=>'<','elt'=>'<=','notlike'=>'NOT LIKE','like'=>'LIKE','in'=>'IN','notin'=>'NOT IN','not in'=>'NOT IN','between'=>'BETWEEN','not between'=>'NOT BETWEEN','notbetween'=>'NOT BETWEEN');
// 查詢表達式
protected $selectSql = 'SELECT%DISTINCT% %FIELD% FROM %TABLE%%FORCE%%JOIN%%WHERE%%GROUP%%HAVING%%ORDER%%LIMIT% %UNION%%LOCK%%COMMENT%';
// 當前SQL指令
protected $queryStr  = '';
// 參數綁定
protected $bind     =  array();
select函數:
public function select($options=array()) {
  $this->model =  $options['model'];
  $this->parseBind(!empty($options['bind'])?$options['bind']:array());
  $sql  = $this->buildSelectSql($options);
  $result  = $this->query($sql,!empty($options['fetch_sql']) ? true : false);
  return $result;
}

版本3.2.3經過改進之後,select精簡了不少。parseBind函數是綁定參數,用於pdo查詢,此處不表。

buildSelectSql()函數及其後續調用如下:

public function buildSelectSql($options=array()) {
  if(isset($options['page'])) {
    /*頁碼計算及處理,此處省略*/
  }
  $sql =  $this->parseSql($this->selectSql,$options);
  return $sql;
}
/* 替換SQL語句中表達式*/
public function parseSql($sql,$options=array()){
  $sql  = str_replace(
    array('%TABLE%','%DISTINCT%','%FIELD%','%JOIN%','%WHERE%','%GROUP%','%HAVING%','%ORDER%','%LIMIT%','%UNION%','%LOCK%','%COMMENT%','%FORCE%'),
    array(
      $this->parseTable($options['table']),
      $this->parseDistinct(isset($options['distinct'])?$options['distinct']:false),
      $this->parseField(!empty($options['field'])?$options['field']:'*'),
      $this->parseJoin(!empty($options['join'])?$options['join']:''),
      $this->parseWhere(!empty($options['where'])?$options['where']:''),
      $this->parseGroup(!empty($options['group'])?$options['group']:''),
      $this->parseHaving(!empty($options['having'])?$options['having']:''),
      $this->parseOrder(!empty($options['order'])?$options['order']:''),
      $this->parseLimit(!empty($options['limit'])?$options['limit']:''),
      $this->parseUnion(!empty($options['union'])?$options['union']:''),
      $this->parseLock(isset($options['lock'])?$options['lock']:false),
      $this->parseComment(!empty($options['comment'])?$options['comment']:''),
      $this->parseForce(!empty($options['force'])?$options['force']:'')
    ),$sql);
  return $sql;
}

可以看到,在parseSql中用正則表達式拼接了sql語句,但並沒有直接的去處理各種插敘你的數據格式,而是在解析變量的過程中調用了多個函數,此處拿parseWhere舉例子。

protected function parseWhere($where) {
  $whereStr = '';
  if(is_string($where)) {   // 直接使用字符串條件
    $whereStr = $where;
  }
  else{            // 使用數組表達式
    /*設定邏輯規則,如or and xor等,默認為and,此處省略*/
    $operate=' AND ';
    /*解析特殊格式的表達式並且格式化輸出*/
    foreach ($where as $key=>$val){
      if(0===strpos($key,'_')) {  // 解析特殊條件表達式
        $whereStr  .= $this->parseThinkWhere($key,$val);
      }
      else{            // 查詢字段的安全過濾
        $multi = is_array($val) && isset($val['_multi']); //判斷是否有復合查詢
        $key  = trim($key);
        /*處理字段中包含的| &邏輯*/
        if(strpos($key,'|')) { // 支持 name|title|nickname 方式定義查詢字段
          /*將|換成or,並格式化輸出,此處省略*/
        }
        elseif(strpos($key,'&')){
          /*將&換成and,並格式化輸出,此處省略*/
        }
        else{
          $whereStr .= $this->parseWhereItem($this->parseKey($key),$val);
        }
      }
      $whereStr .= $operate;
    }
    $whereStr = substr($whereStr,0,-strlen($operate));
  }
  return empty($whereStr)?'':' WHERE '.$whereStr;
}
// where子單元分析
protected function parseWhereItem($key,$val) {
  $whereStr = '';
  if(is_array($val)){
    if(is_string($val[0])){
      $exp  =  strtolower($val[0]);
      //如果是$map['id']=array('eq',100)一類的結構,那麼解析成數據庫可執行格式
      if(preg_match('/^(eq|neq|gt|egt|lt|elt)$/',$exp)){
        $whereStr .= $key.' '.$this->exp[$exp].' '.$this->parseValue($val[1]);
      }
      //如果是模糊查找格式
      elseif(preg_match('/^(notlike|like)$/',$exp)){// 模糊查找,$map['name']=array('like','thinkphp%');
        if(is_array($val[1])) { //解析格式如下:$map['b'] =array('notlike',array('%thinkphp%','%tp'),'AND');
          $likeLogic =  isset($val[2])?strtoupper($val[2]):'OR';  //如果沒有設定邏輯結構,則默認為OR
          if(in_array($likeLogic,array('AND','OR','XOR'))){
            /* 根據邏輯結構,組合語句,此處省略*/
            $whereStr .= '('.implode(' '.$likeLogic.' ',$like).')';             
          }
        }
        else{
          $whereStr .= $key.' '.$this->exp[$exp].' '.$this->parseValue($val[1]);
        }
      }elseif('bind' == $exp ){ // 使用表達式,pdo數據綁定
        $whereStr .= $key.' = :'.$val[1];
      }elseif('exp' == $exp ){ // 使用表達式 $map['id'] = array('exp',' IN (1,3,8) ');
        $whereStr .= $key.' '.$val[1];
      }elseif(preg_match('/^(notin|not in|in)$/',$exp)){ //IN運算 $map['id'] = array('not in','1,5,8');
        if(isset($val[2]) && 'exp'==$val[2]){
          $whereStr .= $key.' '.$this->exp[$exp].' '.$val[1];
        }else{
          if(is_string($val[1])) {
             $val[1] = explode(',',$val[1]);
          }
          $zone   =  implode(',',$this->parseValue($val[1]));
          $whereStr .= $key.' '.$this->exp[$exp].' ('.$zone.')';
        }
      }elseif(preg_match('/^(notbetween|not between|between)$/',$exp)){ //BETWEEN運算
        $data = is_string($val[1])? explode(',',$val[1]):$val[1];
        $whereStr .= $key.' '.$this->exp[$exp].' '.$this->parseValue($data[0]).' AND '.$this->parseValue($data[1]);
      }else{ //否則拋出異常
        E(L('_EXPRESS_ERROR_').':'.$val[0]);
      }
    }
    else{  //解析如:$map['status&score&title'] =array('1',array('gt','0'),'thinkphp','_multi'=>true);
      $count = count($val);
      $rule = isset($val[$count-1]) ? (is_array($val[$count-1]) ? strtoupper($val[$count-1][0]) : strtoupper($val[$count-1]) ) : '' ; 
      if(in_array($rule,array('AND','OR','XOR'))){
        $count = $count -1;
      }else{
        $rule  = 'AND';
      }
      for($i=0;$i<$count;$i++){
        $data = is_array($val[$i])?$val[$i][1]:$val[$i];
        if('exp'==strtolower($val[$i][0])) {
          $whereStr .= $key.' '.$data.' '.$rule.' ';
        }else{
          $whereStr .= $this->parseWhereItem($key,$val[$i]).' '.$rule.' ';
        }
      }
      $whereStr = '( '.substr($whereStr,0,-4).' )';
    }
  }
  else {
    //對字符串類型字段采用模糊匹配
    $likeFields  =  $this->config['db_like_fields'];
    if($likeFields && preg_match('/^('.$likeFields.')$/i',$key)) {
      $whereStr .= $key.' LIKE '.$this->parseValue('%'.$val.'%');
    }else {
      $whereStr .= $key.' = '.$this->parseValue($val);
    }
  }
  return $whereStr;
}
protected function parseThinkWhere($key,$val) {   //解析特殊格式的條件
  $whereStr  = '';
  switch($key) {
    case '_string':$whereStr = $val;break;                 // 字符串模式查詢條件
    case '_complex':$whereStr = substr($this->parseWhere($val),6);break;  // 復合查詢條件
    case '_query':// 字符串模式查詢條件
      /*處理邏輯結構,並且格式化輸出字符串,此處省略*/
  }
  return '( '.$whereStr.' )';
}

上面的兩個函數很長,我們再精簡一些來看:parseWhere首先判斷查詢數據是不是字符串,如果是字符串,直接返回字符串,否則,遍歷查詢條件的數組,挨個解析。

由於TP支持_string,_complex之類的特殊查詢,調用了parseThinkWhere來處理,對於普通查詢,就調用了parseWhereItem。

在各自的處理過程中,都調用了parseValue,追蹤一下,其實是用了addslashes來過濾,雖然addslashes在非utf-8編碼的頁面中會造成寬字節注入,但是如果頁面和數據庫均正確編碼的話,還是沒什麼問題的。

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