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提交凭证

场景:用户通过PC或者APP进行登录时,需要保护用户凭证避免被泄露。

说明:用户凭证必须经过加密且以POST方式提交,建议用HTTPS协议来加密通道、认证服务器。

HTML示例:用户登录功能。

<html>
    <form action="LoginServlet" method="post" onSubmit="return validate(this)">  
        用户名:<input type="text" name="name">&l;tbr>
        密  码:<input type="password" name="password"><br>  
        <input type="submit" value="登录">  
        <input type="reset" value="重置">
    </form>  
</html>
          
        

■ 错误提示+异常处理

场景:用户通过PC或者APP进行登录时,登录失败提示信息避免泄露过多信息。同时能够防止撞库等发生。

说明:安全地处理失败的身份验证,如使用“用户名或密码错误”来提示失败,防止泄露过多信息。登录入口应具有防止暴力或撞库猜解(利用已泄露的密码字典进行批量登录尝试)的措施,超过1次验证失败自动启用图灵测试,超过多次验证失败自动启用账户锁定机制限制其访问。

Java示例:用户登录失败提示,异常登录锁定等。

public class Login extends HttpServlet {  
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    public boolean localdateLtDate(String date) throws Exception {
            SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd HH:mm:ss");
            Date dates = sdf.parse(date);
            Date now = sdf.parse(sdf.format(new Date()));
            if (now.getTime() - dates.getTime() > 24*60*60*1000) {
                return true;
            } else {
                return false;
            }
    }  
    @Override    
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { 
        request.setCharacterEncoding("utf-8");  
        String username = request.getParameter("username").trim();  
        String password = request.getParameter("password").trim();  
        if (username==null || "".equals(username)) { 
            response.sendRedirect("login.html"); 
        }
        if (password==null || "".equals(password)) {
            response.sendRedirect("login.html");   
        }

        String lockFlag = "";
        String failureNum = "";
        String loginDate = "";
        String nowDate = "";
        if (service.checkLoginRecord(userName)) {
            ResultSet rs = service.getLatestLoginRecord(userName);
            if (rs != null && rs.next()) {
                    lockFlag = rs.getString("LOCK_FLAG");
                    failureNum = rs.getString("FAILURE_NUM");
                    loginDate = rs.getString("LOGIN_DATE");
            }
            if ("1".equals(lockFlag)) {
                    // lock time long than 1 day to unlock.
                    if (service.localdateLtDate(loginDate)) {
                        service.deleteLoginRecord(userName);
                        lockFlag = "";
                        failureNum = "";
                    loginDate = "";
                    }
            }
        }
        User user = new User();  
        user.setName(username); 
        user.setPassword(password);  
        List<String> info = new ArrayList<String>();  
        UserPassPort userPassPort = new UserPassPort();  
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd HH:mm:ss");   
        String nowDate = sdf.format(new Date());
        try {               
            if(UserPassPort.findValidUser(user)){  
                service.insertLoginRecord(userName, "0", "0", nowDate); 
                request.getSession().setAttribute("LoginFlag", "1");  
                info.add("登录成功!"); 
                request.setAttribute("info", info);  
                request.getSession().setMaxInactiveInterval(30*60);
                request.getRequestDispatcher("index.jsp").forward(request, response); 
            } else { 
                if ("".equals(failureNum)) {
                    service.insertLoginRecord(userName, "0", "1", nowDate);
                    info.add("用户名或密码错误!");  
                        } else {
                                if ("1".equals(lockFlag)) {
                                    response.sendRedirect("login.html");  
                        info.add("用户名或密码错误!");
                        request.setAttribute("info", info);  
                        response.sendRedirect("login.html");   
                                }
                                failt = Integer.parseInt(failureNum);
                                if (failt < 5) {
                                service.updateLoginRecord(userName, "0", String.valueOf((failt+1)), nowDate);
                        info.add("用户名或密码错误!");
                        request.setAttribute("info", info);  
                                response.sendRedirect("login.html");   
                        } else {
                            service.insertLoginRecord(userName, "1", "1", nowDate);
                        info.add("超过最大登录失败次数,已被锁定!");
                        request.setAttribute("info", info);  
                        response.sendRedirect("login.html");   
                        }
                    }
            }                         
        } catch (Exception e) {  
            response.sendRedirect("login.html");   
        }   
        }  
    @Override    
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {  
    }  
}  
          
        

二次验证

场景:重要操作需要二次校验防止跨站请求伪造攻击。

说明:在执行关键操作(如账户密码修改、资料更新、交易支付等)时,先启动图灵测试,再对用户身份进行二次验证。交易支付过程还应该形成完整的证据链,待交易数据应经过发起方数字签名。

Java示例:验证码的生成和校验实现。

A.验证码生成和确认:

public class drawCode extends HttpServlet {
    public drawCode() {
        super();
    }
    public void destroy() {
        super.destroy(); 
    }
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        this.doPost(request, response);
    }
    public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        response.setHeader("Pragma", "No-cache");    
        response.setHeader("Cache-Control", "no-cache"); 
        response.setDateHeader("Expires", 0);     
        int width = 60, height = 20;
        BufferedImage image = new BufferedImage(width, height,BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
        Graphics g = image.getGraphics();
        g.setColor(new Color(200, 200, 200));
        g.fillRect(0, 0, width, height);
        Random rnd = new Random();
        int randNum = rnd.nextInt(8999) + 1000;
        String randStr = String.valueOf(randNum);
        request.getSession().setAttribute("randStr", randStr);
        g.setColor(Color.black);
        g.setFont(new Font("", Font.PLAIN, 20));
        g.drawString(randStr, 10, 17);
        for (int i = 0; i < 100; i++){
            int x = rnd.nextInt(width);
            int y = rnd.nextInt(height);
            g.drawOval(x, y, 1, 1);
        }  
        ImageIO.write(image, "JPEG", response.getOutputStream());
    }
    public void init() throws ServletException {
        // Put your code here
    }
}
          
        

验证码校验ValidateServlet.java文件:

public class ValidateServlet extends HttpServlet {
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        request.setCharacterEncoding("utf-8");      
        String code = request.getParameter("code");
        String randStr = request.getSession().getAttribute("randStr").toString();
        System.out.println(randStr);
        if (!code.equals(randStr)) {
            response.sendRedirect("/example/login.jsp?codeErro=yes");
            return ;
        } else {
            response.sendRedirect("/example/login.jsp?codeErro=no");
            return ;
        }
    }
    public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        this.doGet(request, response);      
    }
}
          
        

B.登录页面JSP文件:

<%@ page language="java" pageEncoding="utf-8"%>
<%@ taglib uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" prefix="c" %> 
<html>
    <body>
        <script type="text/javascript">     
            function refresh() {                
                url = "/example/servlet/drawCode?" + parseInt(100*Math.random());  
                document.getElementById("imgValidate").src = url;
            }   
        </script>
        <br>
        <form name="loginForm" action="/example/servlet/ValidateServlet">
            旧密码:<input type="password" name="oldpasswd" style="height:25px"/><br/><br/>
            新密码:<input type="password" name="newpasswd" style="height:25px" /><br/><br/>
            确认新密码:<input type="password" name="confirmpasswd" style="height:25px" /><br/><br/>
            验证码:
            <input type="text" name="code" size="10" style="height:25px;vertical-align:middle">
            <img id="imgValidate" src="/example/servlet/drawCode" style="vertical-align:middle">
            <img src="/example/image/refresh.jpg" width="25" onclick="refresh()" style="vertical-align:middle"><br/><br/>
            <input type="submit" value="确定修改">
        </form>
        <c:set var="codeErro" value="${param.codeErro}"/>
        <c:if test="${codeErro=='yes'}"><p><span style="color:red;">验证码错误</span></p></c:if>
         <c:if test="${codeErro=='no'}"><p><span style="color:green;">验证码正确</span></p></c:if>
    </body>
</html>
          
        

备注:http://cighao.com/2015/08/21/validateCode-of-java/

PHP示例:验证码的生成和校验实现。

<?php 
header('Content-Type: text/html; charset=utf-8');
session_start();
require dirname(__FILE__).'/includes/global.func.php';

if ($_GET['action'] == 'verification') {
    if (!($_POST['code'] == $_SESSION['code'])) {
        _alert_back('验证码不正确!');
    }else{
        _alert_back('验证码通过!');
    }
}  
?>

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>verification code</title>
    <link rel="stylesheet" type="text/css" href="style/basic.css" />
    <script type="text/javascript" src="js/codeimg.js"></script>
</head>
<body>
    <div id="testcode">
        <form method="post" name="verification" action="verification-code.php?action=verification">
            验证码:<input type="text" name="code" class="code" />
                    <img src="codeimg.php" id="codeimg"  />
                    <input type="submit" class="submit" value="验证" />
               </form>
        </div>
</body>
</html>
          
        

■ 多因子认证

场景:在类似提交交易订单等环节需要防止跨站请求伪造攻击。

说明:高度敏感或核心的业务系统,建议使用多因子身份验证机制,如短信验证码、软硬件Token等。

Java示例:以使用软件Token为例进行说明服务器和客户端交互实现。

A.首先在服务器端Servlet中添加如下代码:

package com.example.util;  
import java.util.ArrayList;  
import javax.servlet.http.HttpSession;  

public class Token {  
    private static final String TOKEN_LIST = "tokenList";  
    public static final String TOKEN_STRING = "token";  
    private static ArrayList getTokenList(HttpSession session) {  
        Object obj = session.getAttribute(TOKEN_LIST);  
        if (obj != null) {  
            return (ArrayList) obj;  
        } else {  
            ArrayList tokenList = new ArrayList();  
            session.setAttribute(TOKEN_LIST, tokenList);  
            return tokenList;
        }
    }  
    public static String getTokenString(HttpSession session) {  
        String tokenStr = (new Long(System.currentTimeMillis()).toString());
        ArrayList tokenList = getTokenList(session);  
        tokenList.add(tokenStr);  
        session.setAttribute(TOKEN_LIST, tokenList);       
        return tokenStr;  
    }
    public static boolean isTokenStringValid(String tokenStr, HttpSession session) {  
        boolean valid = false;  
        if (session != null) {
            ArrayList tokenList = getTokenList(session);  
            if (tokenList.contains(tokenStr)) {  
                valid = true;  
                tokenList.remove(tokenStr);  
            }  
        }  
        return valid;  
    }  
}

if (Token.isTokenStringValid(request.getParameter(Token.TOKEN_STRING_NAME), request.getSession())) {  
//To Do Here.
}
          
        

B. 然后在JSP页面增加以下代码:

<%@ page import="com.example.util.Token" %>  
<form>
    <input type="hidden" name="<%=Token.TOKEN_STRING %>" value="<%=Token.getTokenString(session) %>">  
</form>
          
        

PHP示例:以使用软件Token为例进行说明服务器和客户端交互实现。

<?php
session_start();
if (!isset($_SESSION['csrf_token'])) {
    $_SESSION['csrf_token'] = base64_encode(openssl_random_pseudo_bytes(32));
}

if (isset($_POST['csrf_token']) && $_POST['csrf_token'] === $_SESSION['csrf_token']) {
    exit("POST data is valid.");
}
?>

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="utf-8" /> 
    <title>PHP CSRF Protection</title>

    <script>
    window.csrf = { csrf_token: '<?php echo $_SESSION['csrf_token']; ?>' };

    $.ajaxSetup({
        data: window.csrf
    });

    $(document).ready(function() {
        $.post('/awesome/ajax/url', { foo: 'bar' }, function(data) {
            console.log(data);
        });
    });
    </script>
</head>
<body>
    <form action="index.php" method="post" accept-charset="utf-8">
        <input type="text" name="foo" />
        <input type="hidden" name="csrf_token" value="<?php echo $_SESSION['csrf_token']; ?>" />
        <input type="submit" value="Submit" />
    </form>
</body>
</html>
          
        

编码场景

场景:不可信数据输出到前后端页面时,需要考虑可能的代码注入情况。

说明:不可信数据输出到前后端页面时,根据输出场景对其进行相关编码,如HTML实体编码、URL编码。

<html>
    <body>
        <?php
            $str = $_POST['feed'];
            echo htmlspecialchars($str, ENT_QUOTES);
        ?>
    </body>
</html>

净化场景

场景:输出到前后端页面时,如果包含敏感信息需要做脱敏等处理再输出。

说明:针对操作系统命令、SQL和LDAP查询,净化所有输出的敏感信息,如银行卡、手机号、系统信息等。

<?php
    class DesensitizedUtils {
        //【中文姓名】只显示第一个汉字,其他隐藏为2个星号,比如:李**
        function chineseName($str) {
            $resstr = substr_replace($str, '*', 1);
            return $resstr;
        }

        // 【身份证号】显示最后四位,其他隐藏。共计18位或者15位,比如:*************1234    
        function idCardNum($str) {
            $resstr = substr_replace($str, '**************', 0);
            return $resstr;
        }
    
        //【固定电话】 显示后四位,其他隐藏,比如:*******3241
        function fixedPhone($str) {
            $resstr = substr_replace($str, '****', 3, 4);
            return $resstr;
        }
    
        // 【手机号码】前三位,后四位,其他隐藏,比如:135****6810
        function mobilePhone($str) {
            $resstr = substr_replace($str, '****', 3, 4);
            return $resstr;
        }    
    
        // 【地址】只显示到地区,不显示详细地址,比如:上海徐汇区漕河泾开发区***
        function address($str) {
            $resstr = substr_replace($str, '****', -4);
            return $resstr;
        }
    
        // 【电子邮箱】 邮箱前缀仅显示第一个字母,前缀其他隐藏,用星号代替,@及后面的地址显示,比如:d**@126.com
        function email($str) {
            $resstr = substr_replace($str, '****' , 1);
            return $resstr;
        }
    
        // 【银行卡号】前六位,后四位,其他用星号隐藏每位1个星号,比如:622261******1234
        function bankCard($str) {
            $resstr = substr_replace($str, '******', 6);
            return $resstr;
        }
    
        // 【密码】密码的全部字符都用*代替,比如:******
        function password($str) {
            $resstr = substr_replace($str, '*', 0);
            return $resstr;
        }
    }

在我们日常的编码过程中,输入校验可以说是我们业务安全的第一道防线,我们需要对每一次的用户输入做一定的校验,也就是我们常说的,不要信任任何用户的输入。

对于用户的输入,我们需要做到如下的校验:

  • 白名单
  • 黑名单
  • 规范化
  • 合法性校验
  • 防范 SQL 注入文件校验
  • 访问控制

白名单

场景: 当可能输入的集合比较小的,可以选择使用列表选择来确保不能绕过验证。

说明: 不可信数据可设定白名单校验的,应接受所有和白名单匹配的数据,并阻止其他数据。

function isValidateCommandRoutine($command) {
    $WhiteList = array('cmd','ls','sh','env');
    if (false === empty($command)) {  
        foreach ($WhiteList as $key=>$value) {
            if ($value === $command) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    } else {
        return false;
    }
}
function validateCommandArray($cmds) {
    if (isValidateCommandRoutine($cmds)) {
        //Process valid input and return here.
        system(EscapeShellCmd($cmds));
    }
    return;
}
       

黑名单

场景:部分可控输入数据集合时,拒绝已知恶意的输入数据。

说明:不可信数据中包含不良输入字符时,如空字节(%00)、换行符(%0d,%0a,\r,\n)、路径字符(../,..\)等,建议直接阻止该数据,若需要接受该数据,则应做不同方式的净化处理。

function isValidateString($s) { 
    $keywords = "[<>]"; 
    if (preg_match("$keywords", $s)) { 
        return false; 
    } else { 
        return true; 
    } 
}
       

规范化

场景:部分可控输入数据集合时,拒绝已知恶意的输入数据。

说明:不可信数据的净化和校验前需进行规范化,如将目录遍历(../或..\)等相对路径转化成绝对路径,URL解码等。

function fileCheck() {
    $basepath = './site/img/';
    $realBase = realpath($basepath);
    $realUserPath = realpath($basepath . $_GET['path']);
    if ($realUserPath === false || strpos($realUserPath, $realBase) !== 0) {
        return false;
    } else {
        return true;
    }
}

合法性校验

场景:当合法值的范围太广泛时,不能明确确定时,根据业务场景进行类似正则匹配。

说明:不可信数据的合法性校验包括:数据类型如字符、数字、日期等特征;数据范围;数据长度等。

function isValidateString() { 
    $patternname = "^[A-Za-z0-9_-]{4,}$"; 
    if ($_POST['name'] && preg_match("$patternname", $_POST['name'])) { 
        return true; 
    } else { 
        return false; 
    } 
}

防范SQL注入

场景:当用户数据进入后端SQL操作时,使用参数化查询来处理避免出现SQL注入。

说明:不可信数据的合法性校验包括:数据类型如字符、数字、日期等特征;数据范围;数据长度等。

<?php
    $dbns = 'mysql:dbname=testdb;host=127.0.0.1';
    $username = 'dbuser';
    $password = 'dbpasswd'
    try {
        $pdo = new PDO($dbns, $username, $password);
        $pdo->setAttribute(PDO::ATTR_ERRMODE, PDO::ERRMODE_EXCEPTION);
        $pdo->exec('set names utf8'); 
    } catch (PDOException $e) {
        echo 'Connection failed: ' . $e->getMessage();
        exit;
    }
    $str = $pdo->prepare('select * from content where id=? and name=?');
    $str->execute(array('id'));
    $str->execute(array('name'));
    print_r($str->fetchAll());
?>

文件校验

场景:用户提交压缩文件,服务器需要进行解压缩存储时。

说明:不可信数据为解压缩的文件时,如果文件位于服务目录外或文件大小超过限制,应拒绝处理。

class Unzip{
    public function __construct() {
       header("content-type:text/html;charset=utf8");
    }
 
    public function unzip($src_file, $dest_dir) {
        $zip = zip_open($src_file)
        if ($zip) {
            $this->create_dirs($dest_dir);
            while ($zip_entry = zip_read($zip)) {
                if (zip_entry_filesize($zip_entry) > 0x640000) {
                    return false;
                }
                $pos_last_slash = strrpos(zip_entry_name($zip_entry), "/");
                if ($pos_last_slash !== false) {
                    $this->create_dirs($dest_dir.substr(zip_entry_name($zip_entry), 0, $pos_last_slash+1));
                }
                if (zip_entry_open($zip, $zip_entry, "r")) {
                    $file_name = $dest_dir.zip_entry_name($zip_entry);              
                    if (!is_file($file_name)) {
                        $fstream = zip_entry_read($zip_entry, zip_entry_filesize($zip_entry));
                        @file_put_contents($file_name, $fstream);
                        chmod($file_name, 0666);
                    }
                    zip_entry_close($zip_entry);
                }
            }
            zip_close($zip);
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }
 
    public function create_dirs($path) {
        if (!is_dir($path)) {
            $directory_path = "";
            $directories = explode("/", $path);
            array_pop($directories);
            foreach($directories as $directory) {
                $directory_path .= $directory . "/";
                if (!is_dir($directory_path)) {
                    mkdir($directory_path);
                    chmod($directory_path, 0755);
                }
            }
        }
    }
}

访问控制

场景:用户提交的数据,在处理前需要进行身份确认。

说明:不可信数据通过上述校验后,还应确认所提交的内容是否与用户的身份匹配,避免越权访问。

<?php
namespace App\Http\Controllers;
use App\User;
use App\Http\Controllers\Controller;

class UserController extends Controller
{
    public function __construct() {
        $this->middleware('auth');
    }

    public function show($id) {
        return view('user.profile', ['user' => User::findOrFail($id)]);
    }
}
?>

你好,我是一笑(Maksim),接下来我们要来聊一聊如何在业务中如何开发出“安全”的代码。

首先来讲一讲为什么会写关于安全的文章,最近真的是被安全团队搞的晕头转向,在老代码中存在大量的安全问题,不断的修修补补,起初感觉有些烦躁,感觉有些接口没有必要这么严格,直到我被“安利”了一款应用,由于涉敏就不在文章中详细说明了。

我来简单说一下那个应用的功能,通过输入手机号或者邮箱,可以将个人信息完整的查询出来,很恐怖,网络之上的确没有秘密,当我自己的信息被查出来之后,我是真的慌了,其中包括了我的身份证号、曾经的住址,用过的邮箱,甚至我怀疑,我开过几次房都能查到。

那这些信息都是怎么被泄露出去的呢?

让我们来看看曾经的新闻:

  • 2013年的时候,腾讯爆出被黑客盗取了大量的用户资料,其中包括7000多万个QQ群,12亿多个部分重复的QQ号码。
  • 2015年10月19日下午消息,乌云今日宣布发现新漏洞,此漏洞将导致 网易 163/126邮箱过亿数据泄漏,泄露信息包括用户名、密码、密码保护信息、登录IP以及用户生日等多个原始信息,影响数量总共近5亿条!
  • 酒店数据库被“黑” 3.27亿人次信息泄露

这些都是我们熟知的互联网公司或者产品,与此同时网上的开源产品,ecshop,discuzz, dedecms 曾经都存在大量的漏洞,如果站长不具备安全意识,没有及时的修复漏洞,那么我们的信息将会更容易被获取。

同时这样的问题还会影响品牌的声誉,会给品牌带来不可估量的损失,我很认同何为舟老师在极客时间《安全攻防技能 30 讲》中的一句话:我们在追求开发效率的同时,一定要把“安全”这俩字放在心上

就在2021 年,北京组织各大公司进行攻防演练,APP 等系统必须进行等保测试,这都意味着未来国家对信息安全将会越来越重视,而变成安全将是每一位程序员的必修课。

在公司内部,基本上所有上规模的公司都会有自己的安全审计部门,而我这段时间也正在被审计部门折磨着,历史遗留的系统有大量的系统,在扫描到我们事业部的时候,让我真的是苦不堪言,一天最多能给出八九个工单。

下面,我通过自己的亲身经历,以及对我司安全规范、《安全攻防技能 30 讲》,《PHP 安全之道》进行整理,剥丝抽茧,将各种安全手段和需要注意的地方,进行逐一讲解,下面是大纲:

接下里,说一下这个系列文章的整体结构其中涉及如下:

  • 输入验证
  • 输出编码
  • 身份验证
  • 短信验证码
  • 图灵验证码
  • 密码管理
  • 回话安全
  • 访问控制
  • 注入攻击
  • 敏感信息
  • CSRF 攻击
  • 文件上传安全
  • 接口安全
  • I/O 操作
  • 运行环境
  • 异常处理
  • 日志规范

做到上面这些,代码就已经算是相对安全了,但是只要代码是在不断产出,就会出现新的漏洞,我也会通过自己的学习和实践,不断去补充这个系列的文章。

参考资料

[1] 何为舟 《安全攻防技能 30 讲》安全攻防技能30讲_安全_漏洞_黑客-极客时间 (geekbang.org)

[2] 王昊天 Web安全攻防实战 https://time.geekbang.org/course/intro/100055001

[3] 栾涛 《PHP 安全之道》人民邮电出版社