淺談Java開發(fā)中的安全編碼問題
編碼原則:針對(duì)各種語(yǔ)言本身的保留字符,做到數(shù)據(jù)與代碼相分離。
1.1 SQL 注入防范
嚴(yán)重性高,可能性低。
(1) 參數(shù)校驗(yàn),攔截非法參數(shù)(推薦白名單):
public String sanitizeUser(String username) { return Pattern.matches('[A-Za-z0-9_]+', username) ? username : 'unauthorized user';}
(2) 使用預(yù)編譯:
String sql = 'UPDATE EMPLOYEES SET SALARY = ? WHERE ID = ?';PreparedStatement statement = conn.prepareStatement(sql);statement.setBigDecimal(1, 285500.00);statement.setInt(2, 30015800);
1.2 XSS防范
嚴(yán)重性中,可能性高。防范方法有:
(1) 輸入輸出校驗(yàn)(推薦白名單);
(2) org.apache.commons.lang 工具包處理;
(3) 富文本可用 owasp antisamp 或 java html sanitizer 處理;
(4) ESAPI 處理:
// HTML 實(shí)體ESAPI.encoder().encodeForHTML(data);// HTML 屬性ESAPI.encoder().encodeForHTMLAttribute(data);// JavaScriptESAPI.encoder().encodeForJavaSceipt(data);// CSS ESAPI.encoder().encodeForCSS(data);// URLESAPI.encoder().encodeForURL(data);
1.3 代碼注入/命令執(zhí)行防范
嚴(yán)重性高,可能性低。
(1) 參數(shù)校驗(yàn),攔截非法參數(shù)(推薦白名單);
(2) 不直接執(zhí)行用戶傳入?yún)?shù):
if('open'.equals(request.getParameter('choice'))) { Runtime.getRuntime().exec('your command...');}
(3) 及時(shí)更新升級(jí)第三方組件:
比如Struts、Spring、ImageMagick等。
1.4 日志偽造防范
嚴(yán)重性低,可能性高。
(1) 不要log用戶可控的信息;
(2) 輸入?yún)?shù)校驗(yàn)(推薦白名單):
// 處理回車、換行符Pattern p = Pattern.compile('%0a|%0d0a|n|rn');Matcher m = p.matcher(data);dest = m.replaceAll('');
(3) 使用 Log4j2。
1.5 XML 外部實(shí)體攻擊
嚴(yán)重性中,可能性中。
(1) 關(guān)閉內(nèi)聯(lián) DTD 解析,使用白名單來(lái)控制允許使用的協(xié)議;
(2) 禁用外部實(shí)體:
DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
factory.setExpandEntityReferences(false);
(3) 過濾用戶提交的 XML 數(shù)據(jù):
比如 !DOCTYPE、<!ENTITY、SYSTEM、PUBLIC 等。
1.6 XML 注入防范
嚴(yán)重性中,可能性低。
(1) 教研用戶輸入(推薦白名單):
OutputFormat format = OutputFormat.createPrettyPrint();
(2) 使用安全的 XML 庫(kù)(比如 dom4j)。
1.7 URL 重定向防范
嚴(yán)重性中,可能性低。
(1) 設(shè)置嚴(yán)格白名單幾網(wǎng)絡(luò)邊界:
String url = request.getParameter('url');String host = getHostFromUrl(url);if(!validateHost(host)) { return;}
(2) 加入有效性驗(yàn)證的 Token;
(3) referer 適用于檢測(cè)監(jiān)控 URL 重定向、CSRF 等,多數(shù)場(chǎng)景下也可用作防范措施。
2 - 異常處理編碼原則:不要泄露詳細(xì)異常信息。
2.1 敏感信息泄露防范
嚴(yán)重性低,可能性中。
屏蔽敏感信息示例:
catch(IOException e) { System.out.println('Invalid file'); // System.out.println('Error code: 0001'); return;}
2.2 保持對(duì)象一致性
嚴(yán)重性中,可能性低。
(1) 重排邏輯,使得產(chǎn)生異常的代碼在改變對(duì)象狀態(tài)的代碼之前執(zhí)行;
catch(Exception e) { // revert money -= PADDING; return -1;}
(2) 在出現(xiàn)異常導(dǎo)致操作失敗的情況下,使用事務(wù)回滾機(jī)制;
(3) 在對(duì)象的臨時(shí)拷貝上執(zhí)行操作,成功后再提交給正式的對(duì)象;
(4) 回避修改對(duì)象的需求,盡量不去修改對(duì)象。
3 - I/O 操作編碼規(guī)則:可寫的文件不可執(zhí)行,可執(zhí)行的文件不可寫。
3.1 資源釋放
嚴(yán)重性低,可能性高。
Java 垃圾回收器回自動(dòng)釋放內(nèi)存資源,非內(nèi)存資源需要開發(fā)人員手動(dòng)釋放,比如 DataBase,F(xiàn)iles,Sockets,Streams,Synchronization 等資源的釋放。
try { Connection conn = getConnection(); Statement statement = conn.createStatement(); ResultSet resultSet = statement.executeQuery(sqlQuery); processResults(resultSet);} catch(SQLException e) { // forward to handler} finally { if (null != conn) { conn.close(); }}
3.2 清除臨時(shí)文件
嚴(yán)重性中,可能性中。
(1) 自動(dòng)清除:
File tempFile = Files.createTempFile('tempname', '.tmp');try { BufferedWriter writer = Files.newBufferedWriter(tempFile.toPath(), StandardCharsets.UTF_8, StandardOpenOption.DELETE_ON_CLOSE) // operate the file writer.newLine();} catch (IOException e) { e.printStackTrace();}
(2) 手動(dòng)清除。
3.3 避免將 bufer 暴露給不可信代碼
嚴(yán)重性中,可能性中。
wrap、duplicate 創(chuàng)建的 buffer 應(yīng)該以只讀或拷貝的方式返回:
Charbuffer buffer;public Duplicator() { buffer = CharBuffer.allocate(10);}/** 獲取只讀的 Buffer */public CharBuffer getBufferCopy() { return buffer.asReadOnlyBuffer();}
3.4 任意文件下載/路徑遍歷防范
嚴(yán)重性中,可能性高。
(1) 校驗(yàn)用戶可控的參數(shù)(推薦白名單);
(2) 文件路徑保存到數(shù)據(jù)庫(kù),讓用戶提交文件對(duì)應(yīng)的 ID 去下載文件:
<%String filePath = getFilePath(request.getParameter('id'));download(filePath);%>
(3) 判斷目錄和文件名:
if(!'/somedir/'.equals(filePath) || !'jpg'.equals(fileType)) { ... return -1;}
(4) 下載文件前做權(quán)限判斷。
補(bǔ)充:禁止將敏感文件(如日志文件、配置文件、數(shù)據(jù)庫(kù)文件等)存放在 web 內(nèi)容目錄下。
3.5 非法文件上傳防范
嚴(yán)重性高,可能性中。
在服務(wù)器端用白名單方式過濾文件類型,使用隨機(jī)數(shù)改寫文件名和文件路徑。
if(!ESAPI.validator().isValidFileName( 'upload', filename, allowedExtensions, false)) { throw new ValidationUploadException('upload error');}
補(bǔ)充:如果使用第三方編輯器,請(qǐng)及時(shí)更新版本。
4 - 序列化/反序列化操作編碼原則:不信任原則。
4.1 敏感數(shù)據(jù)禁止序列化
嚴(yán)重性高,可能性低。
使用 transient、serialPersistentFields 標(biāo)注敏感數(shù)據(jù):
private static final ObjectStreamField[] serialPersistentFields = { new ObjectStreamField('name', String.class), new ObjectStreamField('age', Integer.TYPE)}
當(dāng)然,正確加密的敏感數(shù)據(jù)可以序列化。
4.2 正確使用安全管理器
嚴(yán)重性高,可能性低。
如果一個(gè)類的構(gòu)造方法中含有各種安全管理器的檢查,在反序列化時(shí)也要進(jìn)行檢查:
private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException { performSecurityManagerChek(); out.writeObject(xxx);}
補(bǔ)充:第三方組件造成的反序列化漏洞可通過更新升級(jí)組件解決;
禁止 JVM 執(zhí)行外部命令,可減小序列化漏洞造成的危害。
5 - 運(yùn)行環(huán)境編碼原則:攻擊面最小化原則。
5.1 不要禁用字節(jié)碼驗(yàn)證
嚴(yán)重性中,可能性低。
啟用 Java 字節(jié)碼驗(yàn)證:Java -Xverify:all ApplicationName
5.2 不要遠(yuǎn)程調(diào)試/監(jiān)控生產(chǎn)環(huán)境的應(yīng)用
嚴(yán)重性高,可能性低。
(1) 生產(chǎn)環(huán)境中安裝默認(rèn)的安全管理器,并且不要使用 -agentlib,-Xrunjdwp 和 -Xdebug 命令行參數(shù):
${JAVA_HOME}/bin/java -Djava.security.manager ApplicationName
(2) iptables 中關(guān)閉相應(yīng) jdwp 對(duì)外訪問的端口。
5.3 生產(chǎn)應(yīng)用只能有一個(gè)入口
嚴(yán)重性中,可能性中。
移除項(xiàng)目中多余的 main 方法。
6 - 業(yè)務(wù)邏輯編碼原則:安全設(shè)計(jì) API。
6.1 用戶體系
過程如下:
(1) identification <-- 宣稱用戶身份(鑒定提供唯一性)||--> (2) authentication <-- 驗(yàn)證用戶身份(驗(yàn)證提供有效性)||--> (3) authorization <-- 授權(quán)訪問相關(guān)資源(授權(quán)提供訪問控制)||--> RESOURCE||--> (4) accountability <-- 日志追溯
(1) 身份驗(yàn)證:
嚴(yán)重性高,可能性中。
多因素認(rèn)證;
暴力破解防范:驗(yàn)證碼、短信驗(yàn)證碼、密碼復(fù)雜度校驗(yàn)、鎖定賬號(hào)、鎖定終端等;
敏感數(shù)據(jù)保護(hù):存儲(chǔ)、傳輸、展示(API 接口、HTML 頁(yè)面掩碼);
禁止本地驗(yàn)證:重要操作均在服務(wù)器端進(jìn)行驗(yàn)證。
(2) 訪問控制:
嚴(yán)重性高,可能性中。
從 Session 中獲取身份信息;
禁用默認(rèn)賬號(hào)、匿名賬號(hào),限制超級(jí)賬號(hào)的使用;
重要操作做到職責(zé)分離;
用戶、角色、資源、權(quán)限做好相互校驗(yàn);
權(quán)限驗(yàn)證要在服務(wù)器端進(jìn)行;
數(shù)據(jù)傳輸階段做好加密防篡改。
補(bǔ)充:oauth 授權(quán)時(shí)授權(quán)方和應(yīng)用方都要做好安全控制。
(3) 會(huì)話管理:
嚴(yán)重性高,可能性中。
漏洞名稱 防御方法 會(huì)話 ID 中嵌入 URL 會(huì)話 ID 保存在 Cookie 中 無(wú) Session 驗(yàn)證 所有的訪問操作都應(yīng)基于 Session Session 未清除 注銷、超時(shí)、關(guān)閉瀏覽器時(shí),都要清除 Session Session 固定攻擊 認(rèn)證通過后更改 Session ID Session ID 可猜測(cè) 使用開發(fā)工具中提供的會(huì)話管理機(jī)制 重放攻擊 設(shè)置一次失效的隨機(jī)數(shù),或設(shè)置合理的時(shí)間窗補(bǔ)充:設(shè)置認(rèn)證 Cookie 時(shí),需加入 secure 和 httponly 屬性。
(3) 日志追溯:
嚴(yán)重性中,可能性中。
記錄每一個(gè)訪問敏感數(shù)據(jù)的請(qǐng)求,或執(zhí)行敏感操作的事件;
防范日志偽造攻擊(輸入校驗(yàn));
任何對(duì)日志文件的訪問(讀、寫、下載、刪除)嘗試都必須被記錄。
6.2 在線支付
嚴(yán)重性高,可能性中。
支付數(shù)據(jù)做簽名,并確保簽名算法的可靠;
重要參數(shù)進(jìn)行校驗(yàn),并做有效性驗(yàn)證;
驗(yàn)證訂單的唯一性,防止重放攻擊。
6.3 順序執(zhí)行
嚴(yán)重性高,可能性中。
對(duì)每一步的請(qǐng)求都要嚴(yán)格驗(yàn)證,并且要以上一步的執(zhí)行結(jié)果為依據(jù);
給請(qǐng)求參數(shù)加入隨機(jī) key,貫穿驗(yàn)證的始終。
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