Perl的安全性监测

cnangel

作者：icewater
日期：2000-11-22 16:27:55
Perl的安全性监测
作者: Nathan Torkington
日期: 2000年04月26日
fromwww.zdnet.com.cn)
<编者按：不要让 CGI 担上“世界上最流行的安全漏洞”的名声。 Nathan将教给你如何使用Perl的内部安全机制。>
本月的专栏将介绍Perl的称为“tainting”的内部安全机制，它可以让Perl捕捉到任何可能导致安全性问题的系统调用。我强烈推荐在你的所有CGI程序中打开“tainting”机制。
CGI使得互联网上的任何人都可以在你的计算机上运行程序，这就使得CGI成为世界上最流行的安全漏洞。作为程序员，我们的责任是不让坏人侵入我们的系统，对于我们所编制的程序来说，要做到没有漏洞可钻。
例如，下面这个CGI程序，就是个坏程序：

1. &#35;!/usr/bin/perl -w
2.   &#35; cgi-bad – 一个不好的cgi 脚本的例子
3.   ...
4.   &#36;file = param("FILE")
5.     or die "Must fill out the FILE field\n";
6.   unlink("/usr/local/public/data/&#36;file")
7.     or die "Can';t delete &#36;file : &#36;!\n";

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该脚本所做的是读出在表单中所输入的文件名，并从目录/usr/local/public/data/中删除该名称的文件。错了！该脚本所做的实际上是让任何用户对在网络服务器上usercode可以删除的任何文件作删除操作。请看：
% setuid-bad ../../etc/apache/var/userdb

天哪！那里是用户数据库！
我们本来要做的是检查程序的参数，以确定其是否为文件名。问题是你的程序外部所产生的数据用到了系统调用上，如nlink()， open()，和system()。而你并不打算让在你的程序之外产生的数据影响到外部世界。
Perl有个选项，打开后，可以强迫你检查常数，环境，输入，或其它有可能被不怀好意的人利用的漏洞。该选项称为“tainting”
打开Taint检查选项
要打开taint检查选项，让Perl带一个 -T 选项：
   &#35;!/usr/bin/perl -wT
如果我们在上述程序运行时，带有 –T选项，我们会看到如下信息：
Insecure dependency in unlink while running with
       -T switch at setuid-bad line 5.

Perl跟踪&#36;file中的值，它是在你的程序外部生成的，(它被称为“tainted”)。 unlink() 被认为是个不安全的操作，因为它对外部世界有影响：文件。在不安全的操作下，企图使用没有信任度的(tainted)数据是危险的。正如我们已经看到的，数据可能有诈。
这些漏洞可以由Perl的taint检查选项在运行时捕捉到，并且使得程序停下来。
Tainted数据
Tainted 数据来源很多，包括：来源于你的环境散列表 (the %ENV) ，参数 (&#64;ARGV)，读入的文件和目录，来源于运行的程序中，以及一些系统调用的结果(用getpw读出口令数据库中的GECOS域)。任何对tainted值的操作(添加，合并，插入)，其结果值也是tainted。这就好像是数据一旦被粘上了污点，那么无论数据传播到哪里，污点就会被带到哪里。
仅有三种方式，可以得到“untainted”值：数据直接在程序中指明；数据来自于安全的函数(如localtime)；或者使用正则表达式提取来自不安全函数的tainted 串的一部分。
&#36;a = 4;       &#35; untainted
  &#36;file = &#36;ARGV[0];    &#35; tainted
  &#36;file =~ m{^([^/]+)&#36;}
    or die "&#36;file is not a good filename.\n";
  &#36;untainted = &#36;1;  &#35; untainted

通过正则表达式用括号括起来，创建了&#36;1， &#36;2， ... 变量。这些都是untainted数据。通过正则表达式，你可以确信它就是你所期望的值。如果匹配失败，你会得到失败信息。如果匹配成功，&#36;1 ...变量包含了你可以使用的untainted 数据。
如果我们已经打开tainting 选项，当我们试图做unlink()操作时，Perl 解释器会停下来，告诉你&#36;file 中包含了tainted 数据。文件名是 tainted的，因为它来自于不信任源：使用你的程序的人。
坏动作
如果你所使用的数据是tainted的，你想要Perl程序所做的大多数事情会产生出错信息。如果文件名或程序名是tainted的，那么运行程序，打开文件来写入，以及删除文件，这些操作都将被禁止进行。
这一节将演示如何在这种场合下，解除tainted状态。
考虑：
    system("ls *.h");
Perl 在你的串中看到了 *，并决定调用shell，这样：
    sh -c "ls *.h"
但是，的确有人可能用假的路径环境变量来运行你的程序，从而导致调用了错误的sh或ls。所以，对于PATH变量以及SHELL中可以用来修改其行为的其他变量，应该进行 untaint操作。
一般，运行其它程序时，你应采取三项步骤：
明确你的环境变量，使得运行的是实际程序。
关闭shell
对程序的参数进行untaint操作。
用如下的等简单方式清除你的环境变量：
delete @ENV{"IFS"， "CDPATH"， "ENV"， "BASH_ENV"};
  &#36;ENV{PATH} = "/bin:/usr/bin";

第一行删除掉可能会引起问题的环境变量，第二行给出一个确保安全的PATH。你可以添加其他的目录到PATH中，但务必确保它们同该处一样，是有确定值的。
关闭shell也要把握好分寸。Perl 在涉及到有关shell的操作，如 open()， system()， backticks，和exec() 调用时，有自己的规则，这些规则不太容易掌握。最好的规则是：避免使用backticks 和pipe open() 调用，而是使用system() 和exec() ，并传给它们参数表。
大多数人习惯于看到如下的写法：
    system("someprogram arg1 arg2 arg3");
他们不知道还可这样写：
    system("someprogram"， "arg1"， "arg2"， "arg3");
这样的写法，可以精确地告诉Perl的各个参数是什么，Perl将不会调用shell。 exec() 也具有读参数表和不调用shell的特点。而如果要使用piped open() 和backticks，就无法保证不会用到shell。
如果你打算使用piped open 或 backticks，你得用如下的方法重新实现：

1. &#36;pid = open(COMMAND， "-|");
2.   die "Couldn';t fork: &#36;!" unless defined &#36;pid;
3.   if (&#36;pid) {
4.     @lines = <COMMAND>;
5.     close(COMMAND);
6.   } else {
7.     exec("some"， "program"， "with"， "args") or die "execing: &#36;!";
8.   }

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一般来说，即使你的PATH已经作了安全处理，给出所运行的程序的完整路径是个好主意。这就会避免了错误地调用了/usr/bin/boom 而不是/home/user/bin/boom这种情况的发生，因为在PATH中 /usr/bin 位于/home/usr/bin/boom.之前。
文件名
对文件名进行操作时，使用unlink() 或 <*.h> ，或者用open()时，是有危险的。
从目录中读入的文件名是tainted的。你可以打开一个tainted 文件名来读入，但你不能打开它来写入。从文件中读数据，不管文件名是否 tainted，已经是tainted的。因为用到了shell，你不能用<*.h> 来得到文件清单。
为了检查文件名是否是好的，你得写出一个正则表达式，并同合法的文件名进行匹配。在一些场合，可以用如下的简单方法来检查你的数据：

1. &#36;file = &#36;ARGV[0];
2.   (&#36;file =~ m{^([^/]+)&#36;} && &#36;file ne "." && &#36;file ne "..")
3.     or die "Bad filename &#36;file\n";
4.   &#36;file = &#36;1;

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根据任何不包含斜杠的串的正则表达式来检查文件名，这就把子目录排除在外，然后排除掉“.”(当前目录)和“..”(当前目录的父目录)。如果这些测试都通过了，&#36;1变量中存放的就是我们可以使用的文件名。
为了得到匹配某种模式的文件名清单，你既可以从CPAN (文件::KGlob 和文件::BSD 是两个有用的模块)安装有关模块，也可以使用读目录操作和正则表达式：

1. opendir(DH， "/path/to/directory") or die "opening directory: &#36;!\n";
2.   while (defined (&#36;thing = readdir(DH))) {
3.     next unless /^(.*\.h)&#36;/;
4.     push(@files， &#36;1);
5.   }
6.   closedir(DH);
7.   &#35; @files is the list of untainted *.h filenames

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检查 Taintedness
如果你需要检查 taintedness，你可以使用如下技巧：

1. sub is_tainted {
2.     return ! ev&#97;l {
3.       join(';';，@_)， kill 0;
4.       1;
5.     };
6.   }

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你需要了解两件事情：kill 0 除了返回“true”之外，什么也不做；如果表达式的部分使用了tainted数据，那么，该表达式是tainted。所以，如果is_tainted调用时使用了tainted数据，对@_ 进行kill，就足以使得Perl 程序die。


  
  

Untainting过了头也会有问题
在不多的场合，盲目地untaint你的数据也产生安全漏洞。所以也此时需要Tainting的存在。如果象下面一样，盲目地对任何数据都untaint：
&#36;var =~ /(.*)/s;      &#35; 愚蠢
  &#36;var = &#36;1;

正则表达式中的 /s 符号使得句点可以匹配串中的任何换行符。
通过用 .* 我们匹配了串中的一切符号，并用&#36;1存放该数据的untainted的副本。
正如注释所说的，这样做是愚蠢的。
总结
-T 打开tainting选项。来自你程序之外的数据是tainted，不能使用这些数据，以免影响外部世界。
用正则表达式和&#36;1， &#36;2， ... 变量进行untaint。要运行其他程序，设置好path，不要使用shell，并对参数进行untaint。
进一步的阅读
在perlsec manpage 中详细阐述了tainting的机制，并给出了较多的例子。Chapter  Perl Cookbook的第十六章谈了进程管理，演示了non-shell 版的 piped opens和其他有趣的用法