SQL注入技術和跨站腳本攻擊的檢測

註：以下文章非本人撰寫為中國大陸網路轉載文章，並經本人整理。

來源：SQL注入技術和跨站腳本攻擊的檢測

作者：未知 (如有網友知道請告知)

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1、概述

在這兩年中，安全專家應該對網路應用層的攻擊更加重視。因為無論你有多強壯的防火牆規則設置或者非常勤於補漏的修補機制，如果你的網路應用程式開發者沒有遵循安全代碼進行開發，攻擊者將通過80埠進入你的系統。廣泛被使用的兩個主要攻擊技術是SQL注入[ref1]和CSS[ref2]攻擊。SQL注入是指：通過互聯網的輸入區域，插入SQL meta-characters（特殊字元 代表一些資料）和指令，操縱執行後端的SQL查詢的技術。這些攻擊主要針對其他組織的WEB伺服器。CSS攻擊通過在URL裡插入script標籤，然後 誘導信任它們的用戶點擊它們，確保惡意Javascript代碼在受害人的機器上運行。這些攻擊利用了用戶和伺服器之間的信任關係，事實上伺服器沒有對輸入、輸出進行檢測，從而未拒絕javascript代碼。

這篇文章討論SQL注入和CSS攻擊漏洞的檢測技術。網上已經有很多關於這兩種基於WEB攻擊的討論，比如如何實施攻擊，他們的影響，怎樣更好的編制和設計程式防止這些攻擊。 然而, 對如何檢測這些攻擊並沒有足夠的討論。我們採用流行的開源的IDS Snort[ref 3],組建根據檢測這些攻擊的規則的規則運算式。附帶，Snort預設規則設定包含檢測CSS的方法，但是這些容易被避開檢測。比如大多通過hex進制編碼,如%3C%73%63%72%69%70% 74%3E代替<script>避開檢測。

依賴level of paranoia組織的能力，我們已經編寫了多種檢測相同攻擊的規則。如果你希望檢測各種可能的SQL注入攻擊，那麼你需要簡單的留意任何現行的SQL meta-characters，如單引號，分號和雙重破折號。同樣的一個極端檢測CSS攻擊的方法，只要簡單地提防HTML標記的角括弧。但這樣會檢測 出很多錯誤。為了避免這些，這些規則需要修改使它檢測更精確些, 當仍然不能避免錯誤。

在Snort規則中使用pcre(Perl Compatible Regular Expressions)[ref4]關鍵字，每個規則可以帶或不帶其他規則動作。這些規則也可以被公用軟體如grep(文檔搜索工具)使用，來審閱網路服務器日誌。 但是,需要警惕的是，使用者的輸入只有當以GET提交請求時，WEB伺服器才會記錄日記,如果是以POST提交的請求在日記中是不會記錄的。

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2. SQL注入的正則表示式

當 你為SQL注入攻擊選擇正則表示式的時候，重點要記住攻擊者可以通過提交表單進行SQL注入，也可以通過Cookie區域。你的輸入檢測邏輯應該考慮使用者 組織的各類型輸入(比如表單或Cookie資訊)。並且如果你發現許多警告來自一個規則，請留意單引號或者是分號，也許些字元是你的Web應用程式創造的 合法的在CookieS中的輸入。因此, 您需要根據你的特殊的WEB應用程式評估每個規則。

依照前面提到，一個瑣細的檢測SQL射入攻擊的規則運算式要留意SQL特殊的meta-characters 譬如單引號(’)雙重擴則號(--),為了查出這些字元和他們hex等值數, 以下規則運算式適用:

2.1 檢測SQL meta-characters的規則運算式

/(\%27)|(\’)|(\-\-)|(\%23)|(#)/ix

解釋:

我 們首先檢查單引號等值的hex，單引號本身或者雙重擴折號。這些是MS SQL Server或Oracle的字元, 表示後邊的為評論, 隨後的都將被忽略。 另外，如果你使用MySQL,你需要留意 ’#’和它等值的hex的出現。注意我們不需要檢查雙重破折號等值的hex, 因為這不是HTML meta-character, 流覽器不會進行編碼。 並且, 如果攻擊者設法手工修改雙重破折號為它的hex值%2D(使用代理像Achilles[ref 5]), SQL注入將失敗。

加入上述規則運算式的新的Snort規則如下:

alert tcp $EXTERNAL_NET any -> $HTTP_SERVERS $HTTP_PORTS (msg:"SQL Injection - Paranoid"; flow:to_server,established;uricontent:".pl";pcre:"/(\%27)|(\’)|(\-\-)|(%23)|(#)/i"; classtype:Web-application-attack; sid:9099; rev:5;)

在本篇討論中, uricontent關鍵字的值為".pl ", 因為在我們的測試環境裡, CGI 程式是用Perl寫的。uricontent關鍵字的值取決於您的特殊應用, 這個值也許是".php ", 或" .asp ", 或" .jsp ", 等。 從這點考慮, 我們不顯示對應的Snort 規則, 但是我們會給出創造這些規則的規則運算式。 通過這些規則運算式你可以很簡單的創造很多的Snort規則.在前面的規則運算式裡, 我們檢測雙重破折號是因為：即便沒有單引號的存在那裡也可能是SQL射入點[ref 6]。 例如, SQL查詢條目只包含數值，如下:


select value1, value2, num_value3 from database
where num_value3=some_user_supplied_number

這種情況，攻擊者可以執行額外的SQL查詢, 示範提交如下輸入:

3; insert values into some_other_table

最後, pcre的修飾符’ i’ 和’ x ’ 是用於分別匹配大小寫和忽略空白處的。 上面的規則也可以另外擴展來檢查分號的存在。然而，分號很可以是正常HTTP應答的一部分。為了減少這種錯誤，也是為了任何正常的單引號和雙重擴折號的出現，上面的規則應該被修改成先檢測＝號的存。用戶輸入會回應一個GET或POST請求，一般輸入提交如下：

username=some_user_supplied_value&password=some_user_supplied_value

因此, SQL 注入嘗試將導致用戶的輸入出現在a = 號或它等效的hex值之後。

2.2 修正檢測SQL meta-characters的規則運算式

/((\%3D)|(=))[^\n]*((\%27)|(\’)|(\-\-)|(\%3B)|(:))/i

解釋:

這個規則首先留意 = 號或它的hex值(%3D)，然後考慮零個或多個除分行符號以外的任意字元，最後檢測單引號，雙重破折號或分號。

典型的SQL注入會嘗試圍繞單引號的用途操作原來的查詢，以便得到有用的價值。討論這個攻擊一般使用1’or’1’=’1字串. 但是, 這個串的偵查很容易被逃避，譬如用1’or2>1 --. 然而唯一恒定的部分是最初的字元的值，跟隨一單引號，再加’or’。隨後的布林邏輯可能在一定範圍上變化，可以是普通樣式也可能是非常複雜的。這些攻擊可 以相當精確被偵測，通過以下的規則運算式。2.3章節講解。

2.3 典型的 SQL 注入攻擊的規則運算式

/\w*((\%27)|(\’))((\%6F)|o|(\%4F))((\%72)|r|(\%52))/ix

解釋:

\w* - 零個或多個字元或者底線。

(\%27)|\’ - 單引號或它的hex等值。

(\%6 F)|o|(\%4 F))((\%72)|r|-(\%52) －‘or’的大小寫以及它的hex等值。

union’SQL 查詢在SQL注入各種資料庫中攻擊中同樣是很常見的。如果前面的規則運算式僅僅檢測單引號或則其他的SQL meta characters ，會造成很多的錯誤存在。你應該進一步修改查詢，檢測單引號和關鍵字‘union’。這同樣可以進一步擴展其他的SQL關鍵字，像’select’, ’insert’, ’update’, ’delete’, 等等。

2.4 檢測SQL注入，UNION查詢關鍵字的規則運算式

/((\%27)|(\’))union/ix

(\%27)|(\’) - 單引號和它的hex等值

union - union關鍵字

可以同樣為其他SQL查詢定制運算式，如 >select, insert, update, delete, drop, 等等.

如果，到這個階段，攻擊者已經發現web應用程式存在SQL注入漏洞，他將嘗試利用它。如果他認識到後端伺服器式MS SQL server，他一般會嘗試運行一些危險的儲存和擴展儲存過程。這些過程一般以‘sp’或‘xp’字母開頭。典型的，他可能嘗試運行 ‘xp_cmdshell’擴展儲存過程（通過SQL Server執行Windows 命令）。SQL伺服器的SA許可權有執行這些命令的許可權。同樣他們可以通過xp_regread, xp_regwrite等儲存過程修改註冊表。

2.5 檢測MS SQL Server SQL注入攻擊的規則運算式

/exec(\s|\+)+(s|x)p\w+/ix

解釋:

exec - 請求執行儲存或擴展儲存過程的關鍵字

(\s|\+)+ - 一個或多個的空白或它們的http等值編碼

(s|x) p- ‘sp’或‘xp’字母用來辨認儲存或擴展儲存過程

\w+ - 一個或多個字元或底線來匹配過程的名稱

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3. 跨站腳本(CSS)的規則運算式

當發動CSS攻擊或檢測一個網站漏洞的時候, 攻擊者可能首先使簡單的HTML標籤如<b>(粗體),<i>(斜體)或<u>(底線)，或者他可能嘗試簡單的 script標籤如<script>alert("OK")</script>. 因為大多數出版物和網路傳播的檢測網站是否有css漏洞都拿這個作為例子。這些嘗試都可以很簡單的被檢測出來。 然而，高明點的攻擊者可能用它的hex值替換整個字串。這樣<script>標籤會以%3C%73%63%72%69%70%74%3E出 現。 另一方面，攻擊者可能使用web代理伺服器像Achilles會自動轉換一些特殊字元如<換成%3C、>換成%3E.這樣攻擊發生時，URL 中通常以hex等值代替角括弧。

下列規則運算式將檢測任何文本中包含的html的<、>。它將捉住試圖使用< b>、<u>、或<script>。這規則運算式應該忽略大小寫。我們需要同時檢測角括弧和它的hex等值(% 3C|<)。檢測hex進制轉化的整個字串，我們必須檢測使用者輸入的數字和%號，即使用[a-z0-9%] 。這可能會導致一些錯誤出現，不是大部分會檢測到真實攻擊的。

3.1 一般 CSS 攻擊的規則運算式

/((\%3C)|<)((\%2F)|\/)*[a-z0-9\%]+((\%3E)|>)/ix

解釋:

((\%3C)|<) －檢查<和它hex等值

((\%2F)|\/)*－結束標籤/或它的 hex等值

[a-z0-9\%]+ －檢查標籤裡的字母或它hex等值

((\%3E)|>) －檢查>或它的hex等值

Snort 規則:

alert tcp $EXTERNAL_NET any -> $HTTP_SERVERS $HTTP_PORTS (msg:"NII Cross-site scripting attempt"; flow:to_server,established; pcre:"/((\%3C)|<)((\%2F)|\/)*[a-z0-9\%]+((\%3E)|>)/i"; classtype:Web-application-attack; sid:9000; rev:5;)

跨站腳本同樣可以使用<img src=>技術。現行預設的snort規則可以被輕易避開。

3.2章節提供了防止這種技術的方法。

3.2 "<img src" CSS 攻擊規則運算式

/((\%3C)|<)((\%69)|i|(\%49))((\%6D)|m|(\%4D))((\%67)|g|(\%47))[^\n]+((\%3E)|>)/I

解釋:

(\%3 C)|<) -<或它的hex等值

(\%69)|i|(\%49))((\%6D)|m|(\%4D))((\%67)|g|(\%47) -’img’字母或它的大小寫hex等值的變化組合

[^\n]+ -除了分行符號以外的任何跟隨<img的字元

(\%3E)|>) ->或它的hex等值

3.3 CSS 攻擊的極端的規則運算式

/((\%3C)|<)[^\n]+((\%3E)|>)/I

解釋:

這個規則簡單尋找<+除分行符號外的任何字元+>。由於你的web伺服器和web應用程式的構架，這個規則可能產生一些錯誤。但它能保證捉住任何CCS或者類似CSS的攻擊。

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總結:

在 這篇文章中，我們提出了不同種類的規則運算式規則來檢測SQL注入和跨站腳本攻擊。有些規則簡單而極端，一個潛在的攻擊都將提高警惕。但這些極端的規則可 能導致一些主動的錯誤。考慮到這點，我們修改了這些簡單的規則，利用了另外的樣式，他們可以檢查的更準確些。在這些網路應用成的攻擊檢測中，我們推薦將這 些作為調試你IDS或日誌分析方法的起點。再經過幾次修改後，在你對正常網交易部分的非惡意應答進行評估以後，你應該可以準備的檢測那些攻擊了。

 

參考資料：

1. SQL Injection

http://www.spidynamics.com/papers/SQLInjectionWhitePaper.pdf

2. Cross Site Scripting FAQ

http://www.cgisecurity.com/articles/xss-faq.shtml

3. The Snort IDS

http://www.snort.org

4. Perl-compatible regular expressions (pcre)

http://www.pcre.org

5. Web application proxy, Achilles

http://achilles.mavensecurity.com

3. Advanced SQL Injection

http://www.nextgenss.com/papers/advanced_sql_injection.pdf

7. Secure Programming HOWTO, David Wheeler

www.dwheeler.com

8. Threats and Countermeasures, MSDN, Microsoft