SQL注入式攻击下的数据库安全

史旭宁 姜楠 蒋青山

摘要：随着数据库技术和网络技术的迅速成长，数据库已经应用到各行各业，同时，数据的安全问题也随之推上浪尖。本文将从应用的角度出发，论述了SQL Server安全措施;同时，本文对SQL注入式攻击的原理、步骤、危害进行必要讲解，并着重阐述对SQL注入式攻击的防范措施。

关键词：数据库安全;SQL注入;身份认证;数据加密;字符规范

中图分类号：TP311      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）09-0025-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 绪论

随着数据库和网络技术的迅速成长，数据库已经应用到各行各业，所谓的“模式”也随之发生变化，就当下而言，最为主流的模式便是Web前台加后台服务器的模式。后台服务器最核心的部分当属后台数据库，故一个服务器的Web服务器是否安全，很大程度上取决于Web端的安全控制，以及数据库的安全检测与防护。尽管开发者早已认识到这一点，但数据库攻击的案例却屡见不鲜：从互联网刚兴起时雅虎的数据泄漏，到2011年CSDN的用户信息被盗，再到“12306”的数据泄漏等等。这一切都在告诉我们：web服务器的安全还是要不断提升。

2 数据库的安全机制

数据库的安全机制一般需要满足三方面要求：首先，需要满足数据库、数据语义、操作等方面的完整性;其次，数据库授权了用户才能获得数据、并且对用户的行为进行记录，审计;再次， 数据库授权用户对数据获取和各种操作[1]。此安全机制包含以下6项内容：

2.1身份认证

身份认证是数据库管理系统提供的第一道保护屏障，这个证明形式不是唯一的，有着多样性，比如动态口令鉴别，静态口令鉴别，数字证书鉴别， 生物特征鉴别，智能卡识别等。

2.2访问控制

访问控制是数据库安全中的核心技术，主要指访问主体对访问客体权限的定义，并将其登记到数据字典中进行合法权限的检查，主要有登录权限、确定访问权限以及操作权限3个部分[2]。

2.3系统文件

作为数据库系统的运行平台，操作系统（OS）为数据库系统提供着安全保护，相反，因为数据库以文件的形式存在于操作系统中，而且操作系统自身的安全配置和漏洞也会引发不安全事件，入侵者也会因为OS的原因窃取或篡改数据库文件和数据，所以，使用安全性高一些的系统，对OS进行安全配置和系统修补，加强OS的安全管理，对其用户管理和权限进行合理分配，也是数据库管理系统安全机制管理手段之一[3]。

2.4数据库加密

数据库的加密包含加密保护存储的敏感数据，以及加密保护传输过程来控制非法访问，从而数据库的加密包含加密保护存储的敏感数据，以及加密保护传输过程来控制非法访问[4]，加密过程首先是将明文数据通过使用加密技术加密成密文数据，查询时，进行逆向操作，又将密文数据去掉解密，还原成明文数据，这样即便硬盘丢失也不会担心泄密，当然成本也随之提高。

2.5数据库审计

数据库审计包括实时监控数据库，记录各类操作行为的机制，数据库审计能够跟踪、定位， 及时发现数据库系统的异常使用，阻断各类违规操作，总之，管理人员可以通过数据库审计得到有效的预警机制和行为记录。

2.6.备份和恢复

任何一个数据库系统总是避免不了会发生故障，所以，定期对数据库进行备份是非常必要的，为了提高数据恢复的概率，可以将数据保存在多个存储设备中，并将最初的数据文件进行备份。

3 SQL注入式攻击

SQL注入式攻击，简单地说就是利用程序漏洞，绕过程序的权限，将SQL命令插入到页面请求的查询字符串或者输入域进行攻击，结果是轻则获得敏感信息和数据，重则控制服务器。

图1是典型的SQL注入式攻击图：

3.1攻击原理

SQL注入式攻击有直接攻击法和间接攻击法两种，前者是直接将代码插入到用户输入变量，该变量与SQL命令串联在一起，故称之为直接攻击法;后者是将恶意代码注入字符串中，该字符串存于表中并连接动态SQL命令来执行恶意SQL代码[5]。

下面将再现一个最简单的登录页面 login.asp ，源代码如图2所示：

登录验證脚本checkuser.asp如图3所示：

此 Web 网站用户栏若输入sysop'and 1=1--，则在 checkuser.asp 中， “--”为注释语句。SQL 语句中已经正确放入输入的 SQL 条件并执行，最终获取到自己想要的各种信息。

3.2 攻击步骤

3.2.1 SQL注入漏洞的判断

首先，定期查看IIS日志中的文件信息，如果IIS中的日志数量持续增加，就有SQL注入攻击的可能;其次，如果数据库出现一些含有大量外来信息的临时的表格，而且这些表格与我们平时的表格有不同的结构，这也是受到SQL注入攻击的一种现象;最后，可以依据检验用户输入的数据等信息进行判断。

检测注入漏洞最简单的方法是在用户输入变量的时候，输用一个单引号" ' "，比如在登录时，用户名填为：1'，因为这个额外的单引号，有缺陷的代码就会结束当前的语句，并返回一个提示报错的页面或是数据库错误的提示，即说明存在SQL注入漏洞。

SQL注入漏洞通常存在于：

（1） Web表单输入域;

（2） UOL的一部分SQL查询中;

（3） 存储在缓存中的参数，并且这些参数要回传给服务器;

（4） 页面的隐藏字段。

3.2.2收集信息

在SQL进一步的攻击之前，会收集提示的数据库报错信息、了解目标系统的输出机制，判断数据库类型、了解SQL语句、表名、字段名以及查询方式，用户的权限以及数据库和操作系统的交互程度是非常有必要的，然后根据SQL注入漏洞与数据表名、字段名等对数据库进行攻击[6]。

3.2.3提取数据

使用“having 1=1”语句枚举一个表的所有列来获得数据库的结构，获取了数据库结构便容易读出表中数据，如图4所示：

3.2.4与OS交互的两种方式

（1）执行系统命令;

（2）攻击者可以通过读取、配置系统文件来执行命令;

3.2.5扩大影响

以攻破的主机作为主阵地，为了扩大攻击范围，使用“select * from sysservers” 在 MS SQL Server 中可查询网络中的其他主机，然后使用 OPENROWSET 命令入侵其他主机事轻而易举的事情。

4 数据库安全防范措施

4.1服务器安全配置

服务器的安全设置可以参见第一章的内容。主要从身份认证、访问控制、数据库加密、数据库审计和备份、恢复等方面考虑。

4.2数据加密

对数据的加密主要是防止物理性攻击。在登录服务器时可以使用Windows和SQL身份认证混合模式，且将登录名称、密码等数据加密保存。鉴于有些存储过程很容易被利用，将不必要的存储过程删除， 也是一个防范的措施。

4.3数据过滤和字符规范

4.3.1对于动态构造SQL查询的场合，可用以下方法

（1）限制查询数据库账户权限。使用不同账户执行Query、INSERT、UPDATE或DELETE命令等操作。

（2）替换单引号，为了防止攻击者修改 SQL 命令的含义，也就是说，把所有单独出现的一个单引号换成两个单引号。

（3）避免输入或者直接删除连字符，原因是此类查询的后面已被注释，攻擊者只需要取得合法用户名，就可以轻松获得访问权限。

4.3.2 使用存储过程来执行所有的查询，数据库的权限只容许在一定的存储过程中执行

限制用户可以输入的字符长度。那么大于这个长度就不被认可，这将极大增加数据库安全系数。

保障合法数据。在服务器端和客户端分别进行数据检查，保障输入内容只包含合法数据。

使用参数化语句并尽可能使用SQL Server数据库自带的安全参数，数据库工程师在开发产品时要尽量采用参数化语句，通过参数来传递这个变量，因为输入的变量不是直接嵌入到SQL语句，这种方法可以提升设定执行计划能够使用的固定次数，降低了数据库的工作压力，提高了运行效率，对防范SQL注入攻击起到了重要作用，同时也保护了用户的隐私和安全[7]。

5结束语

在互联网高速发展的背景下， SQL注入已显然成为B/S系统一个很严重的安全问题。本文对数据库的安全机制，SQL注入式攻击原理、攻击方式、类型做了详细阐述，同时重点分析了如何有效防范SQL注入式攻击，关于如何防范还有待进一步研究探索。

参考文献：

[1] 袁玫，林志英，刘劲松.网络数据库应用教程[M].北京：人民邮电出版社，2003：13.

[2] 薛玉芳，李洁琼，李亚军.数据库安全与防护性的技术研究[J].中国新技术新产品，2011（3）：20.

[3] 刘雪梅.基于SQL Server数据库的安全性对策探究[J].电脑编程技巧与维护，2019（9）：96-98.

[4] 刘博.数据库加密技术在WEB平台的研究与应用[D].西安：西安电子科技大学，2007.

[5] 牛方华，杨大哲，刘瑞芳.电力信息系统结构化查询语言注入攻击原理及安全防护[J].山西电力，2014（4）：38-40.

[6] 徐嘉铭.SQL注入攻击原理及在数据库安全中的应用[J].电脑编程技巧与维护，2009（18）：104-106.

[7] 于雷.SQL数据库注入攻击的Java Web防御对策[J].电脑迷，2017（22）：27.

【通联编辑：光文玲】