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打造Linux安全堡垒Perl的安全性监测

2008-05-19 06:25:44 编辑來源:互联网 国际版 评论
 
 
  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 ? 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 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

  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 ?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$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 fork: $!" unless defined $pid;

  if ($pid) {

  @lines = ;

  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 ,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 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:

  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

  
 
 
  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 ? 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 delete $file : $!\n";   该脚本所做的是读出在表单中所输入的文件名,并从目录/usr/local/public/data/中删除该名称的文件。错了!该脚本所做的实际上是让任何用户对在网络服务器上usercode可以删除的任何文件作删除操作。请看:   % setuid-bad ../../etc/apache/var/userdb   我们本来要做的是检查程序的参数,以确定其是否为文件名。问题是你的程序外部所产生的数据用到了系统调用上,如nlink(), open(),和system()。而你并不打算让在你的程序之外产生的数据影响到外部世界。   Perl有个选项,打开后,可以强迫你检查常数,环境,输入,或其它有可能被不怀好意的人利用的漏洞。该选项称为“tainting”   打开Taint检查选项   要打开taint检查选项,让Perl带一个 -T 选项:   #!/usr/bin/perl -wT   如果我们在上述程序运行时,带有 ?T选项,我们会看到如下信息:   Insecure dependency in unlink while running with   -T switch at setuid-bad line 5.   Perl跟踪$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 fork: $!" unless defined $pid;   if ($pid) {   @lines = ;   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 ,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 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:   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   
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