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SQL注入攻击及在Java Web应用中的防御方法研究

范文

梁天一

【摘要】互联网的高速发展使得网络安全成为各界关注的焦点问题。人们把在电子商务、社交网络等互联网应用中产生的大量重要数据存储于数据库中，而这些数据库便成为网络黑客的攻击目标。目前，SQL注入攻击是网络中最为猖獗的黑客攻击行为之一。本文将详细阐述SQL注入式攻击的原理，并给出在Java Web应用程序中防御SQL注入攻击的有效方法。

【关键词】 SQL注入网络安全数据库 Java Web 防御

如今，互联网已经融入现代社会的方方面面，电子商务、社交网络、在线教育（MOOC）已经成为当下人们生活不可或缺的组成。人们在使用这些互联网应用时，会产生大量与自身相关的数据存储在数据库中。由于这些数据的潜在价值（如个人隐私数据、网银账户等），使得它们成为网络黑客主要的攻击目标之一。目前，最为常见的、破坏性最强的针对互联网应用数据库系统的攻击方式是SQL注入攻击。综合统计资料来看，SQL注入约占据互联网安全威胁性事件总数的1/3，且程逐年递增趋势；DB Networks的统计表明，2014年SQL注入漏洞数量较2013年增长104%[1]。因此，本文将探讨、研究注入技术背后的原理、实施方法和分类，来更好的应对这类攻击；同时结合Java Web开发技术，给出在Java Web应用程序中防御SQL注入攻击的有效方法。

一、SQL注入攻击的原理

SQL注入攻击（SQL Injection Attack， SQLI），是指利用应用程序层与数据库层之间的安全漏洞、通过恶意SQL语句攻击这些漏洞来非法获取目标数据的行为。简单来说，精心设计的恶意SQL语句会从应用程序前端提交至后台数据库执行，执行过程中应用程序开发者编写的原始SQL语句会被恶意语句篡改，从而暴露攻击者想要获取的隐私数据。

图1描述了一个B/S架构应用程序遭受SQL注入攻击的基本流程。假设该系统关系型数据库中存储有某单位全体员工的个人信息，提交URL：

demo.com/liststaff？staff_id=13098

Web应用服务器将获取到参数staff_id=130

98，并在数据库中执行下列SQL查询语句：

SELECT name， gender， age， salary， address

FROM t_staff

WHERE staff_id = ‘13098；

数据库将返回员工ID（staff_id）为13098的员工的详细个人详细，如姓名、收入、家庭住址等。如果攻击者想要窃取全部员工的个人信息，针对上述SQL查询语句，他可以构造这样一条请求URL：

demo.com/liststaff？staff_id=13098 or ‘1=1

那么在数据库中将执行下列查询语句：

SELECT name， gender， age， salary， address

FROM t_staff

WHERE staff_id = ‘13098 or ‘1 = 1；

由于staff_id=‘13098 or ‘1 = 1为永真句，因此该系列语句等效为：

SELECT name， gender， age， salary， address

至此，攻击者成功窃取了全部员工的个人信息。

二、Java Web程序对SQL注入攻击的防御方法

尽管Java Web技术在设计之初就十分重视安全性，Java Web技术也是目前最安全的开发技术之一，但在实际开发和应用中，使用Java Web技术构建的应用仍有可能受到SQL注入攻击的破坏。本文将讨论几种在Java Web应用中防御SQL注入攻击的有效方法。

2.1 使用正则表达式过滤参数

从前文论述我们可以看出，SQL注入攻击的核心在于向数据库服务器提交含有特殊含义的字符，改变原始SQL语句的语义。因此，使用正则表达式过滤掉用户提交参数中的特殊字符（如转义字符），便能大大降低发生注入攻击的概率。

上述代码中的正则表达式”.*（[‘；]+|（--）+）.*”可以检测出用户提交参数中的特殊字符（如转义字符单引号），将其替换为空格符，防止数据库受到注入攻击。

public static String filterSQLInjection（String param） {

return param.replaceAll（".*（[；]+|（--）+）.*"， ""）；

}

String userName = filterSQLInjection（request. getParameter（userName））；

String userPasswd = filterSQLInjection（request. getParameter（userPasswd））；

2.2 使用预编译技术防止SQL注入

SQL注入攻击能够实现的基本前提是程序员使用拼接SQL语句的方式编写数据库操作语句，如：

String sql = “SELECT * FROM t_admin WHERE user_ name = ” + userName + “ AND password = ” + userPasswd；

ResultSet rs = statement.executeQuery（sql）；

因此，防御SQL注入攻击的最有效方法是禁止使用拼接的方法编写SQL语句，转而使用预编译技术进行数据库操纵方面的开发。

所谓预编译，指的是将格式结构固定的SQL语句编译后，存储在数据库缓存中，当调用该语句时，直接执行缓存中编译后的结果。使用预编译机制可以消除注入攻击的隐患，因为SQL语句已经通过编译，传入的参数不会跟其发生任何匹配关系。在Java中，通过PreparedStatement类实现了预编译相关功能，使用方法如下：

String sql= "SELECT * FROM t_admin WHERE user_ name=？ AND password=？"；

PreparedStatement psmt=conn.prepareSattement（sql）；

psmt.setString（1， userName）；

psmt.setString（2， userPasswd）；

ResultSet rs = preState.executeQuery（）；

三、结束语

本文结合实例，论述了SQL注入攻击的原理和实施过程，讨论了SQL注入攻击的分类和最新发展；最后，提出了Java Web应用程序防御SQL注入的几种有效方法，具有一定借鉴意义。

参考文献

[1] 王丽丽，彭一楠，王轶骏. 浅析SQL盲注攻击的实现[J]. 信息安全与通信保密， 2008， 05期（05）：71-73.

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