Perl的安全性监测

/ns/wz/comp/data/20020311142523.htm

作者:Nathan Torkington

本文将介绍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：

#!/usr/bin/perl -w

# cgi-bad �C 一个不好的cgi 脚本的例子

...

$file = param("FILE")

or die "Must fill out the FILE field\n";

unlink("/usr/local/public/data/$file")

or die "Can't delete $file : $!\n";


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：

#!/usr/bin/perl -wT

如果我们在上述程序运行时，带有 �CT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$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 (@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。

$a = 4; # untainted

$file = $ARGV[0]; # tainted

$file =~ m{^([^/]+)$}

or die "$file is not a good filename.\n";

$untainted = $1; # untainted


通过正则表达式用括号括起来，创建了$1， $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，$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$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"};

$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：

$pid = open(COMMAND， "-|");

die "Couldn't fork: $!" unless defined $pid;

if ($pid) {

@lines = <COMMAND>;

close(COMMAND);

} else {

exec("some"， "program"， "with"， "args") or die "execing: $!";

}


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：

$file = $ARGV[0];

($file =~ m{^([^/]+)$} && $file ne "." && $file ne "..")

or die "Bad filename $file\n";

$file = $1;


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，
$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 (File::KGlob 和File::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：

opendir(DH， "/path/to/directory") or die "opening directory: $!\n";

while (defined ($thing = readdir(DH))) {

next unless /^(.*\.h)$/;

push(@files， $1);

}

closedir(DH);

# @files is the list of untainted *.h filenames


检查 Taintedness

如果你需要检查 taintedness，你可以使用如下技巧：

sub is_tainted {

return ! eval {

join(''，@_)， kill 0;

1;

};

}


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：

$var =~ /(.*)/s; # 愚蠢

$var = $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$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$1， $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