java 安全编码指南之: 输入校验

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发布于: 2020 年 09 月 21 日
简介为了保证java程序的安全，任何外部用户的输入我们都认为是可能有恶意攻击意图，我们需要对所有的用户输入都进行一定程度的校验。
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本文将带领大家探讨一下用户输入校验的一些场景。一起来看看吧。
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在字符串标准化之后进行校验通常我们在进行字符串校验的时候需要对一些特殊字符进行过滤，过滤之后再进行字符串的校验。
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我们知道在java中字符是基于Unicode进行编码的。但是在Unicode中，同一个字符可能有不同的表示形式。所以我们需要对字符进行标准化。
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java中有一个专门的类Normalizer来负责处理，字符标准化的问题。
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我们看下面一个例子：
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    public void testNormalizer(){
        System.out.println(Normalizer.normalize("\u00C1", Normalizer.Form.NFKC));
        System.out.println(Normalizer.normalize("\u0041\u0301", Normalizer.Form.NFKC));
    }
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输出结果：
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Á
Á
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我们可以看到，虽然两者的Unicode不一样，但是最终表示的字符是一样的。所以我们在进行字符验证的时候，一定要先进行normalize处理。
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考虑下面的例子：
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    public void falseNormalize(){
        String s = "\uFE64" + "script" + "\uFE65";
        Pattern pattern = Pattern.compile("[<>]"); // 检查是否有尖括号
        Matcher matcher = pattern.matcher(s);
        if (matcher.find()) {
            throw new IllegalStateException();
        }
        s = Normalizer.normalize(s, Normalizer.Form.NFKC);
    }
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其中\uFE64表示的是<,而\uFE65表示的是>,程序的本意是判断输入的字符串是否包含了尖括号，但是因为直接传入的是unicode字符，所以直接compile是检测不到的。
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我们需要对代码进行下面的改动：
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    public void trueNormalize(){
        String s = "\uFE64" + "script" + "\uFE65";
        s = Normalizer.normalize(s, Normalizer.Form.NFKC);
        Pattern pattern = Pattern.compile("[<>]"); // 检查是否有尖括号
        Matcher matcher = pattern.matcher(s);
        if (matcher.find()) {
            throw new IllegalStateException();
        }
    }
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先进行normalize操作，然后再进行字符验证。
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注意不可信字符串的格式化我们经常会使用到格式化来对字符串进行格式化，在格式化的时候如果格式化字符串里面带有用户输入信息，那么我们就要注意了。
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看下面的例子：
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    public void wrongFormat(){
        Calendar c = new GregorianCalendar(2020, GregorianCalendar.JULY, 27);
        String input=" %1$tm";
        System.out.format(input + " 时间不匹配，应该是某个月的第 %1$terd 天", c);
    }
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粗看一下没什么问题，但是我们的input中包含了格式化信息，最后输出结果：
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 07 时间不匹配，应该是某个月的第 27rd 天
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变相的，我们获取到了系统内部的信息，在某些情况下面，可能会暴露系统的内部逻辑。
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上面的例子我们应该将input也作为一个参数，如下所示：
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    public void rightFormat(){
        Calendar c = new GregorianCalendar(2020, GregorianCalendar.JULY, 27);
        String input=" %1$tm";
        System.out.format("%s 时间不匹配，应该是某个月的第 %terd 天",input, c);
    }
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输出结果：
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 %1$tm 时间不匹配，应该是某个月的第 27rd 天
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小心使用Runtime.exec()我们知道Runtime.exec()使用来调用系统命令的，如果有恶意的用户调用了“rm -rf /”,一切的一切都完蛋了。
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所以，我们在调用Runtime.exec()的时候，一定要小心注意检测用户的输入。
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看下面的一个例子：
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    public void wrongExec() throws IOException {
        String dir = System.getProperty("dir");
        Runtime rt = Runtime.getRuntime();
        Process proc = rt.exec(new String[] {"sh", "-c", "ls " + dir});
    }
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上面的例子中，我们从系统属性中读取dir，然后执行了系统的ls命令来查看dir中的内容。
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如果有恶意用户给dir赋值成：
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/usr & rm -rf /
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那么系统实际上执行的命令就是：
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sh -c 'ls /usr & rm -rf /'
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从而导致恶意的删除。
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解决上面的问题也有几个方法，第一个方法就是对输入做个校验，比如我们只运行dir包含特定的字符：
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    public void correctExec1() throws IOException {
        String dir = System.getProperty("dir");
        if (!Pattern.matches("[0-9A-Za-z@.]+", dir)) {
            // Handle error
        }
        Runtime rt = Runtime.getRuntime();
        Process proc = rt.exec(new String[] {"sh", "-c", "ls " + dir});
    }
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第二种方法就是使用switch语句，限定特定的输入：
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    public void correctExec2(){
        String dir = System.getProperty("dir");
        switch (dir){
            case "/usr":
                System.out.println("/usr");
                break;
            case "/local":
                System.out.println("/local");
                break;
            default:
                break;
        }
    }
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还有一种就是不使用Runtime.exec()方法，而是使用java自带的方法。
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正则表达式的匹配在正则表达式的构建过程中，如果使用用户自定义输入，同样的也需要进行输入校验。
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考虑下面的正则表达式：
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(.*? +public\[\d+\] +.*<SEARCHTEXT>.*)
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上面的表达式本意是想在public[1234]这样的日志信息中，搜索用户的输入。
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但是用户实际上可以输入下面的信息：
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.*)|(.*
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最终导致正则表达式变成下面的样子：
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(.*? +public\[\d+\] +.*.*)|(.*.*)
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从而导致匹配所有的日志信息。
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解决方法也有两个，一个是使用白名单，判断用户的输入。一个是使用Pattern.quote()来对恶意字符进行转义。
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本文的代码：
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learn-java-base-9-to-20/tree/master/security
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本文已收录于 http://www.flydean.com/java-security-code-line-input/
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发布于: 2020 年 09 月 21 日阅读数: 37
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/4bb658b16161699b384634552】。文章转载请联系作者。
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java 安全编码指南之: 输入校验

简介

在字符串标准化之后进行校验

注意不可信字符串的格式化

小心使用Runtime.exec()

正则表达式的匹配

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