不同场景/框架下，如何干掉恶心的 SQL 注入？
seteor 2020-02-20
简介
文章主要内容包括：
1、Java 持久层技术/框架简单介绍
2、不同场景/框架下易导致 SQL 注入的写法
3、如何避免和修复 SQL 注入
JDBC
介绍
JDBC：
1、全称 Java Database Connectivity
2、是 Java 访问数据库的 API，不依赖于特定数据库 ( database-independent )
3、所有 Java 持久层技术都基于 JDBC
说明
直接使用 JDBC 的场景，如果代码中存在拼接 SQL 语句，那么很有可能会产生注入，如
// concat sql String sql = "SELECT * FROM users WHERE name ='"+ name + "'"; Statement stmt = connection.createStatement(); ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);
安全的写法是使用 参数化查询 ( parameterized queries )，即 SQL 语句中使用参数绑定( ? 占位符 ) 和 PreparedStatement，如
// use ? to bind variables String sql = "SELECT * FROM users WHERE name= ? "; PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql); // 参数 index 从 1 开始 ps.setString(1, name);
还有一些情况，比如 order by、column name，不能使用参数绑定，此时需要手工过滤，如通常 order by 的字段名是有限的，因此可以使用白名单的方式来限制参数值
这里需要注意的是，使用了 PreparedStatement 并不意味着不会产生注入，如果在使用 PreparedStatement 之前，存在拼接 sql 语句，那么仍然会导致注入，如
// 拼接 sql String sql = "SELECT * FROM users WHERE name ='"+ name + "'"; PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql);
正常情况下，用户的输入是作为参数值的，而在 SQL 注入中，用户的输入是作为 SQL 指令的一部分，会被数据库进行编译/解释执行。当使用了 PreparedStatement，带占位符 ( ? ) 的 sql 语句只会被编译一次，之后执行只是将占位符替换为用户输入，并不会再次编译/解释，因此从根本上防止了 SQL 注入问题。
更详细和准确的回答，请参考：
https://stackoverflow.com/a/34126564/6467552
Mybatis
介绍
1、首个 class persistence framework
2、介于 JDBC (raw SQL) 和 Hibernate (ORM)
3、简化绝大部分 JDBC 代码、手工设置参数和获取结果
4、灵活，使用者能够完全控制 SQL，支持高级映射
更多请参考: http://www.mybatis.org
说明
在 MyBatis 中，使用 XML 文件 或 Annotation 来进行配置和映射，将 interfaces 和 Java POJOs (Plain Old Java Objects) 映射到 database records
XML 例子
Mapper Interface
@Mapper
publicinterfaceUserMapper{
User getById(int id);
} XML 配置文件
<selectid="getById"resultType="org.example.User">
SELECT * FROM user WHERE id = #{id}
</select> Annotation 例子
@Mapper
publicinterfaceUserMapper{
@Select("SELECT * FROM user WHERE id= #{id}")
User getById(@Param("id") int id);
} 可以看到，使用者需要自己编写 SQL 语句，因此当使用不当时，会导致注入问题
与使用 JDBC 不同的是，MyBatis 使用 #{} 和 ${} 来进行参数值替换
使用 #{} 语法时，MyBatis 会自动生成 PreparedStatement ，使用参数绑定 ( ?) 的方式来设置值，上述两个例子等价的 JDBC 查询代码如下：
String sql = "SELECT * FROM users WHERE id = ?"; PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql); ps.setInt(1, id);
因此 #{} 可以有效防止 SQL 注入，详细可参考 http://www.mybatis.org/mybatis-3/sqlmap-xml.html String Substitution 部分
而使用 ${} 语法时，MyBatis 会直接注入原始字符串，即相当于拼接字符串，因而会导致 SQL 注入，如
<selectid="getByName"resultType="org.example.User">
SELECT * FROM user WHERE name = '${name}' limit 1
</select> name 值为 ' or '1'='1，实际执行的语句为
SELECT * FROM user WHERE name = ''or'1'='1' limit 1
因此建议尽量使用 #{}，但有些时候，如 order by 语句，使用 #{} 会导致出错，如
ORDER BY #{sortBy} sortBy 参数值为 name ，替换后会成为
ORDER BY "name"
即以字符串 “name” 来排序，而非按照 name 字段排序，详细可参考 https://stackoverflow.com/a/32996866/6467552
这种情况就需要使用 ${}
ORDER BY ${sortBy} 使用了 ${}后，使用者需要自行过滤输入，方法有：
代码层使用白名单的方式，限制 sortBy 允许的值，如只能为 name, email 字段，异常情况则设置为默认值 name在 XML 配置文件中，使用 if 标签来进行判断
Mapper 接口方法
List<User> getUserListSortBy(@Param("sortBy") String sortBy); xml 配置文件
<selectid="getUserListSortBy"resultType="org.example.User">
SELECT * FROM user
<iftest="sortBy == 'name' or sortBy == 'email'">
order by ${sortBy}
</if>
</select> 因为 Mybatis 不支持 else，需要默认值的情况，可以使用 choose(when,otherwise)
<selectid="getUserListSortBy"resultType="org.example.User">
SELECT * FROM user
<choose>
<whentest="sortBy == 'name' or sortBy == 'email'">
order by ${sortBy}
</when>
<otherwise>
order by name
</otherwise>
</choose>
</select> 更多场景
除了 orderby之外，还有一些可能会使用到 ${} 情况，可以使用其他方法避免，如
like 语句
如需要使用通配符 ( wildcard characters % 和 _) ，可以在代码层，在参数值两边加上 %，然后再使用 #{} 使用 bind 标签来构造新参数，然后再使用 #{}
Mapper 接口方法
List getUserListLike(@Param("name") String name); xml 配置文件
<selectid="getUserListLike"resultType="org.example.User">
<bindname="pattern"value="'%' + name + '%'"/>
SELECT * FROM user
WHERE name LIKE #{pattern}
</select> <bind>语句内的 value 为 OGNL expression，具体可参考 http://www.mybatis.org/mybatis-3/dynamic-sql.htmlbind 部分
使用 SQL concat() 函数
<selectid="getUserListLikeConcat"resultType="org.example.User">
SELECT * FROM user WHERE name LIKE concat ('%', #{name}, '%')
</select> 除了注入问题之外，这里还需要对用户的输入进行过滤，不允许有通配符，否则在表中数据量较多的时候，假设用户输入为 %%，会进行全表模糊查询，严重情况下可导致 DOS
参考
http://www.tothenew.com/blog/sql-wildcards-is-your-application-safe
IN 条件
- 使用 和 #{}
- Mapper 接口方法
List<User> getUserListIn(@Param("nameList") List<String> nameList); xml 配置文件
<selectid="selectUserIn"resultType="com.example.User">
SELECT * FROM user WHERE name in
<foreachitem="name"collection="nameList"
open="("separator=","close=")">
#{name}
</foreach>
</select> 具体可参考 http://www.mybatis.org/mybatis-3/dynamic-sql.html foreach 部分
limit 语句
1、直接使用 #{} 即可
2、Mapper 接口方法
List<User> getUserListLimit(@Param("offset") int offset, @Param("limit") int limit); xml 配置文件
<selectid="getUserListLimit"resultType="org.example.User">
SELECT * FROM user limit #{offset}, #{limit}
</select> JPA & Hibernate
介绍
JPA:
1、全称 Java Persistence API
2、ORM (object-relational mapping) 持久层 API，需要有具体的实现
更多请参考 https://en.wikipedia.org/wiki/JavaPersistenceAPI
Hibernate:
JPA ORM 实现
更多请参考 http://hibernate.org
说明
这里有一种错误的认识，使用了 ORM 框架，就不会有 SQL 注入。而实际上，在 Hibernate 中，支持 HQL (Hibernate Query Language) 和 native sql 查询，前者存在 HQL 注入，后者和之前 JDBC 存在相同的注入问题，来具体看一下
HQL
HQL 查询例子
Query<User> query = session.createQuery("from User where name = '"+ name + "'", User.class);
User user = query.getSingleResult(); 这里的 User 为类名，和原生 SQL 类似，拼接会导致注入
正确的用法：
位置参数 (Positional parameter)
Query<User> query = session.createQuery("from User where name = ?", User.class);
query.setParameter(0, name); 命名参数 (named parameter)
Query<User> query = session.createQuery("from User where name = :name", User.class);
query.setParameter("name", name); 命名参数 list (named parameter list)
Query<User> query = session.createQuery("from User where name in (:nameList)", User.class);
query.setParameterList("nameList", Arrays.asList("lisi", "zhaowu")); 类实例 (JavaBean)
User user = newUser();
user.setName("zhaowu");
Query<User> query = session.createQuery("from User where name = :name", User.class);
// User 类需要有 getName() 方法
query.setProperties(user); Native SQL
存在 SQL 注入
String sql = "select * from user where name = '"+ name + "'"; // deprecated // Query query = session.createSQLQuery(sql); Query query = session.createNativeQuery(sql);
使用参数绑定来设置参数值
String sql = "select * from user where name = :name";
// deprecated
// Query query = session.createSQLQuery(sql);
Query query = session.createNativeQuery(sql);
query.setParameter("name", name); 