基于ＡＳＰ．ＮＥＴ的Ｗｅｂ网络应用程序开发的安全策略实践

2006-11-27杨晓明雷光辉何青建

计算机教育 2006年11期

关键词：视图

杨晓明　雷光辉　何青建

摘要：Web网络应用开发中，安全性是要考虑的关键问题，本文通过开发系统实践，从系统规划阶段、设计开发阶段、发布运行阶段三个方面详细阐述安全策略的实现，总结出如何充分利用ASP.NET的安全机制、数据库安全控制、增强管理员网络安全防范意识，构建一个性能安全的Web应用程序。

关键词：Web应用程序；web.config；认证和授权；视图；存储过程

1 前言

微软公司推出的ASP.NET，可以非常方便和高效地规划、设计、开发和发布Web网络应用程序。笔者利用ASP.NET为新疆职工培训中心开发了运行在校园网上的网络办公管理系统。该系统分为管理部门和教学部门两个角色，实现了数据存储、浏览查询和教学分析统计功能，提高了培训中心的信息化管理和校园网的利用价值。在整个系统的开发过程中，考虑最多的就是安全问题，相信这也是所有开发人员开发Web网络应用程序所必须面对的问题。因此本文针对基于ASP.NET的Web网络应用程序开发的安全问题，以我们开发的系统为例，从3个方面来阐述实际解决策略：

（1）系统规划阶段的安全策略；

（2）设计开发阶段的安全策略；

（3）发布运行阶段的安全策略。

希望我们的实践能对利用ASP.NET开发Web网络应用程序的相关技术人员提供参考和借鉴。

2 安全策略实践

2.1系统规划阶段

Web网络应用程序，就是运行在Web应用服务器上的一个虚拟目录及其子目录下的所有文件、网页、模块以及可执行代码的总和。根据系统需求分析，用户分为管理部和教学部（对数据的操作权限有区分），因此建立两个目录分别存放相应的网页文件。另外，还有数据库文件夹、样式文件夹、网页模版文件夹等。而对数据库表的操作文件放在特殊的文件夹bin下，因为该目录是禁止任何浏览器访问的，从而避免了远程客户下载代码的可能性。应用程序根目录下除了上述目录外，还有两个重要的应用程序级文件:global.asax 和web.config（下文详细分析）。总之，文件目录的规划是按类别存放文件，重要文件存在bin目录下。

2.2设计开发阶段

主要从后台的数据库设计、配置文件web.config及前台界面设计三个内容，着重阐述对安全问题的解决策略。

2.2.1数据库设计

为了提高访问数据的效率和安全性，能在后台做的事情，就在后台完成，能分开独立做的事情，就分开独立实现。

（1）充分利用后台数据库系统的视图和存储过程，如：创建带参数的视图，实现不同角色身份的用户对各自权限范围内的数据访问。

（2）报表设计及实现：Web应用程序实现动态报表，开始考虑用ASP.NET的数据控件Repeater，可以自由定义灵活的显示方式，但通常比较麻烦，而且在代码中字段名要出现，即：使用数据容器Container.DataItem("字段名")方式来显示数据内容，降低了数据安全性。我们的做法是利用Bussiness Object 公司开发的专业报表软件CrystalReports10设计报表，通过ODBC数据源与数据库连接，生成报表文件（*.rpt）后，在前台利用报表控件CrystalReprotViewer，将报表文件加载到页面实现各种报表。这种把数据源、报表文件、和页面显示文件分开独立实现，不仅丰富了报表显示样式和提高了网络报表生成效率，而且极大地提高了访问数据的安全性。

（3）用户口令存储问题：不要将实际的口令存储在数据库表中，因为口令直接放在数据库或文件中存在安全隐患，因此要存储加密后的口令。使用时，例如当用户登录时，对口令加密，然后与数据库中存放的加密口令进行比较。实现步骤如下：

首先，导入命名空间：<%@ Import Namespace="System.Web.Security" %>

其次，编写加密函数EncrytPwd：

Function EncrytPwd(Pwd as String,PwdFormat as String)

If PwdFormat="MD5" then

'下面一行得到用MD5算法加密后的字符串

EncrytPwd=FormsAuthentication.HashPasswordForStoringInConfigFile(Pwd,"MD5")

'下面一行得到用SHA1算法加密后的字符串

Else if PwdFormat="SHA1"then

EncrytPwd=FormsAuthentication.HashPasswordForStoringInConfigFile(Pwd,"SHA1")

End if

End Function

2.2.2 配置文件web.config 的安全设置

web.config文件是一个简单的XML文件，专门用于为应用程序配置系统设定、安全性设定、应用程序设定和会话设定。下面分5个内容介绍安全实践策略。

(1) 数据库连接字符串常量：Web应用程序网页要大量用到数据库连接，为了提高程序安全性、通用性和可移植性，在配置文件中设置数据库连接字符串常量是很好的方法，在应用程序的web.config文件中添加如下语句：

<ａｐｐＳｅｔｔｉｎｇｓ>

<ａｄｄｋｅｙ＝＂ｓｑｌｃｏｎｎｔｉｏｎ＂ｖａｌｕｅ＝＂ｓｅｒｖｅｒ＝ｌｏｃａｌｈｏｓｔ；ｕｉｄ＝ｓａ；ｐｗｄ＝ｓａ；ｄａｔａｂａｓｅ＝ｙｙ；＂／>

<／ａｐｐＳｅｔｔｉｎｇｓ>

网页文件使用时，用下列代码实现数据库连接：

Dim strConn As String

strConn=ConfigurationSettings.AppSettings("sqlconntion ")'获取数据库连接字符串

(2) 认证和授权：HTML表单验证（Forms Authentication），是向开发人员提供确认客户凭证并控制访问权限的技术。在应用程序的web.config文件中添加如下语句：

<ｓｙｓｔｅｍ．ｗｅｂ>

<ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｅ＝＂Ｆｏｒｍｓ＂>

<ｆｏｒｍｓｎａｍｅ＝＂ａｄｍｉｎ＿ａｄ＂ｌｏｇｉｎＵｒｌ＝＂ｐｘｂ＿ｌｏｇｉｎ．ａｓｐｘ＂ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ＝＂Ａｌｌ＂／>

<／ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ>

<／ｓｙｓｔｅｍ．ｗｅｂ>

授权：就是让用户拥有有效凭证，允许或拒绝访问Ｗｅｂ应用程序。在ｗｅｂ．ｃｏｎｆｉｇ中添加如下语句：

<ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ>

<ｄｅｎｙｕｓｅｒｓ＝＂＊＂／>

<ａｌｌｏｗｕｓｅｒｓ＝＂用户列表＂／>

<／ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ>

（３）虚拟路径的设置：不同用户对不同目录访问权限不同，可以设定虚拟目录来实现。

<ｌｏｃａｔｉｏｎｐａｔｈ＝＂ｌｏｇ＂>

<ｓｙｓｔｅｍ．ｗｅｂ>

<ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ>

<ａｌｌｏｗｕｓｅｒｓ＝＂＊＂／>

<ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ>

<ｓｙｓｔｅｍ．ｗｅｂ>

<／ｌｏｃａｔｉｏｎ>

（４）设置调试模式提高安全策略：默认情况下，错误信息保存在栈中。如果开启调试模式，ＡＳＰ．ＮＥＴ在运行中发生错误时，会显示错误行号，方便调试。可以在页面或ｗｅｂ．ｃｏｎｆｉｇ文件中开启调试模式。例如：

<％＠ｐａｇｅｄｅｂｕｇ＝”ｔｒｕｅ”％>＇开启页面级调试模式

<ｃｏｍｐｉｌａｔｉｏｎｄｅｆａｕｌｔＬａｎｇｕａｇｅ＝＂ＶＢ＂ｄｅｂｕｇ＝＂ｔｒｕｅ＂／>

＇开启应用程序级调试模式

但发布程序时，要禁用调试模式，否则出错时，有泄露后台代码的隐患。

（５）页面出错处理策略：出错时转向统一的出错页面，而不必在每个网页中写代码，控制转向出错页面，避免了程序运行期间任何未处理的意外发生时，错误页面代码泄露或使用户不知所云的尴尬发生。页面出错处理可以应用下列策略实现：

（Ａ）定制出错网页

<ｃｕｓｔｏｍＥｒｒｏｒｓｄｅｆａｕｌｔ－Ｒｅｄｉｒｅｃｔ＝＂ｅｒｒｏｒ．ｈｔｍ＂ｍｏｄｅ＝＂ｒｅｍｏｔｅｏｎｌｙ＂／>

这个设置可以保证当错误出现时，本地用户访问默认出错页，远程用户访问自定义的ｅｒｒｏｒ．ｈｔｍ网页。

（Ｂ）处理特别的ＨＴＴＰ请求

对于ＨＴＴＰ错误状态代码，例如：４０３禁止，４０４无法找到，５００服务器错误等，可以自定义各自的出错处理页面。如下所示：

<ｅｒｒｏｒｓｔａｔｕｓｃｏｄｅ＝”４０３”ｒｅｄｉｒｅｃｔ＝”／ｅｒｒｏｒ／ｅｒｒ＿ｓｕｐｐｏｒｔ．ｈｔｍ”／>

<ｅｒｒｏｒｓｔａｔｕｓｃｏｄｅ＝”４０４”ｒｅｄｉｒｅｃｔ＝”／ｅｒｒｏｒ／ｅｒｒ＿ｎｏｆｏｕｎｄ．ｈｔｍ”／>

<ｅｒｒｏｒｓｔａｔｕｓｃｏｄｅ＝”４０３”ｒｅｄｉｒｅｃｔ＝”／ｅｒｒｏｒ／ｅｒｒ＿ｎｏａｃｃｅｓｓ．ｈｔｍ”／>

２．２．３界面设计：代码分离和自定义控件

（１）代码分离：将程序代码和ＨＴＭＬ内容分离，不仅能增强页面的条理性、易读性和团队开发的容易程度，更重要提高网页安全性。如：

前台ａｓｐｘ网页：ｐｅｉｘｕｎ＿ｂａｓｅ＿

ｘｉａｎｇｍｕ．ａｓｐｘ．ａｓｐｘ

<％＠ＲｅｇｉｓｔｅｒＴａｇＰｒｅｆｉｘ＝＂ｉｅｗｃ＂Ｎａｍｅｓｐａｃｅ＝＂Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ．Ｗｅｂ．ＵＩ．ＷｅｂＣｏｎｔｒｏｌｓ＂

Ａｓｓｅｍｂｌｙ＝＂ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ．ｗｅｂ．ｕｉ．ｗｅｂｃｏｎｔｒｏｌｓ＂％>

<％＠ＰａｇｅＬａｎｇｕａｇｅ＝＂ｖｂ＂ＡｕｔｏＥｖｅｎｔＷｉｒｅｕｐ＝＂ｆａｌｓｅ＂Ｃｏｄｅｂｅｈｉｎｄ＝

＂ｐｅｉｘｕｎ＿ｂａｓｅ＿ｘｉａｎｇｍｕ．ａｓｐｘ．ｖｂ＂Ｉｎｈｅｒｉｔｓ＝＂ｐｘｂ．ＭＵＴＩ＂％>

而后台的ｐｅｉｘｕｎ＿ｂａｓｅ＿ｘｉａｎｇｍｕ．ａｓｐｘ．ｖｂ文件，专门编写代码，实现代码和ＨＴＭＬ内容分离。

（２）自定义控件：可以根据需要编写自定义控件，更好地提供可重用的封装逻辑，在使用自定义控件前，需要将定义它们的类文件编译成动态库，即：

ｖｂｃ／ｔ：ｌｉｂｒａｒｙ／ｒ：ｓｙｓｔｅｍ．ｄｌｌ／ｒ：ｓｙｓｔｅｍ．ｗｅｂ．ｄｌｌ／ｏｕｔ：ｐｘｂｃｏｎｔｒｏｌｓ．ｄｌｌｃｏｎｔｒｏｌ．ｖｂ

将编写好的类文件（．ｖｂ）编译成动态库（．ｄｌｌ），可以供以后多次使用，由于封装了逻辑，且生成库，所以安全性得到保障。

除上述外，必须要重视记录日志。日志文件分系统日志和用户自定义日志。系统日志，如建立数据库日志文件；自定义日志文件：可以利用ｇｌｏｂａｌ．ａｓａｘ文件的ｓｅｓｓｉｏｎ＿ｏｎＳｔａｒｔ（）事件与ｓｅｓｓｉｏｎ＿ｏｎＥｎｄ（）事件实现自定义日志文件维护，例如：记录访问用户的登录名，访问时间，ＩＰ地址等信息，在应用程序根目录的ｇｌｏｂａｌ．ａｓａｘ文件内添加如下代码：

<％＠ＩｍｐｏｒｔＮａｍｅｓｐａｃｅ＝＂Ｓｙｓｔｅｍ．ＩＯ＂％>

ＳｕｂＳｅｓｓｉｏｎ＿ｏｎＳｔａｒｔ（ＳｅｎｄｅｒＡｓＯｂｊｅｃｔ，ＥＡｓＥｖｅｎｔＡｒｇｓ）

＇每一位客户登录时触发该事件

ｓｗ＝ＮｅｗＳｔｒｅａｍＷｒｉｔｅｒ（ｓｅｒｖｅｒ．ｍａｐｐａｔｈ（＂ｌｏｇ／ｌｏｇ．ｔｘｔ＂），Ｔｒｕｅ，Ｅｎｃｏｄｉｎｇ．Ｄｅｆａｕｌｔ）

＇将客户ＩＰ保存到Ｓｅｓｓｉｏｎ中

Ｓｅｓｓｉｏｎ（＂ＩＰ＂）＝Ｒｅｑｕｅｓｔ．ＳｅｒｖｅｒＶａｒｉａｂｌｅｓ（＂ＲＥＭＯＴＥ＿ＡＤＤＲ＂）ｓｗ．Ｗｒｉｔｅｌｉｎｅ（Ｎｏｗ（）＆＂－用户＂＆Ｓｅｓｓｉｏｎ（＂ＩＰ＂）＆＂进入＂）

ｓｗ．Ｃｌｏｓｅ

ＥｎｄＳｕｂ

ＳｕｂＳｅｓｓｉｏｎ＿ＯｎＥｎｄ（ＳｅｎｄｅｒＡｓＯｂｊｅｃｔ，ＥＡｓＥｖｅｎｔＡｒｇｓ）

＇当每一位客户超过会话时间没有和服务器交互，或关闭浏览器后触发该事件

ｓｗ．Ｗｒｉｔｅｌｉｎｅ（Ｎｏｗ（）＆＂－用户＂＆Ｓｅｓｓｉｏｎ（＂ＩＰ＂）＆＂退出＂）

ｓｗ．Ｃｌｏｓｅ