Perl CGI编程安全点滴
时间：2006-04-08 来源：ylzjl
cgi在现在的互联网应用越来越广泛，cgi编程的安全问题也得到越来越多的重视。perl作为cgi编程的主要语言之一，其安全性也受到很大的关注。在 w3c组织的 "www security faq" 之 "cgi scripts"一章中，perl安全编程就整整占了一节。由此可见 perl cgi 安全编程的重要性。
这里我不会重复 "www security faq" 的内容，而是根据一直以来对 perl 免费/商业程序包的源代码的研究，得出一些较易被忽略的编程漏洞，在此将几个最常见的（主要是变量字符过滤方面）写出来，供广大程序员作为参考。
如果你对本文的内容有不同意见或任何建议，请告诉我。如果你发现了其它perl cgi 编程漏洞，也请告诉我。如果你也发表了关于这方面的文章，当然也请告诉我。:-)
---------------------
1、“有毒”的null字符
---------------------
如果我说："root"=="root"，相信没有什么人反对。但同时我也这样说："root"!="root"！还有多少人会认为我是个“正常人”？:)
但在各种不同的编程语言中，确实存在着这种情况。
对于每一个希望发现cgi漏洞的安全专家或黑客来说，最常用的方法之一是通过传递特殊字符（串），绕过cgi限制以执行系统级调用或程序。如果你仔细留意的话，或许也会发现null字符确实有它的“妙用”。:)
阅读以下例子：
# parse $user_input
$database="$user_input.db";
open(file "＜$database");
这个例子用于打开客户端指定的数据库文件。例如客户端输入"backend"，则系统将打开"backend.db"文件考只读方式）。（注：在这里我们暂且不讨论"../" 的安全问题。）这种处理方式在互联网中是很常见的。
现在，让我们在客户端输入"backend%00"，在该perl程序中$database="backend.db"，然后调用open函数打开该文件。但结果是什么呢？系统会打开"backend"文件（，如果该文件存在）！
出现这种情况的原因是由于perl允许在字符串变量中使用null空字符，而在c语言中字符串则不允许包含空字符。因此，也就有了"root"!= "root"（在perl中）和"root"="root"（在c语言中）。由于系统内核/调用等都是使用c语言编写，因此当perl将 "backend.db"字符串传递到（c语言的）链接库/程序时，空字符以后的字符将被忽略？（或许还有利用价值？我还没发现。:)）
这种编程缺陷的影响可大可小。试想一下，如果利用以上编程原理编写一个给系统其他管理员修改除了root外的其他用户口令的perl程序：
$user=$argv[1] # user the jr admin wants to change
if ($user ne "root"){
# do whatever needs to be done for this user }
那么，聪明的你应该知道如何绕过这个限制修改root用户口令了吧？对了，只要使 $user="root"，则perl会执行上面程序中花括 号内的语句。除非所有处理过程均使用perl，否则一旦该变量传递给系统，则会造成安全问题。如修改root用户口令等。
也许你认为很难遇到这种会造成严重安全问题的情况，那么我们能否将它作为一种寻找网站源程序漏洞的间接手段呢？;-)
不知你有没有经常遇到这种类型的cgi程序，该程序用于打开客户端（提交的表单中）要求的页面？如：
page.cgi?page=1
然后网站是否返回页面"1.html"呢？;-) 好，现在将其改为：
page.cgi?page=page.cgi%00 (%00 == '' escaped)
这样，我们就可以得到我们感兴趣的文件内容了！这种方法连perl的"-e"参数也可绕过：
$file="/etc/passwd.txt.whatever.we.want";
die("hahaha! caught you!) if($file eq "/etc/passwd");
if (-e $file){
open (file, "＞$file");}
绕过这段程序的后果你应该想像得到吧？:)
解决方法？最简单地，过滤null空字符。在perl程序中，
$insecure_data=~s///g;
------------------------
2、漏网之鱼－－反斜杠()
------------------------
对于每一个关心cgi安全的人，也许都看过 w3c 的 www.security faq 中关于cgi安全编程一节。其中列出了建议过滤的字符：
&;`'"|*?~＜＞^()[]{}$nr
但我在很多时候发现反斜杠()往往被遗忘了。以下是正确的过滤表达式：
s/([&;`'\|"*?~＜＞^()[]{}$nr])/\$1/g;
但在很多商业的cgi程序中反斜杠却没有被包含进去，这可能是程序员们写程序时被这些过滤用的匹配表达式搞迷糊了？
那么，没有过滤反斜杠会造成安全问题吗？试想一下，如果向你的程序中发送如下一行内容：
user data `rm -rf /`
大多数情况下，程序员编写的程序会将以上内容过滤为：
user data `rm -rf /`
从而保护了系统。但如果perl程序中忘记过滤了反斜杠，当客户端向该程序提交如下内容时：
user data `rm -rf / `
经过匹配表达式后为：
user data \`rm -rf / \`
怎么样，看出危险了吗？由于两个反斜杠经系统解释后为一个字符""，但`字符却因此没有被过滤掉，`rm -rf / ` 将被系统执行！不过，由于其中还含有一个反斜杠字符，执行时系统会出错。你自己想办法绕过这个限制吧？;-)
利用反斜杠的另一个应用－－绕过系统目录进入限制。请看以下表达式：
s/..//g;
这个匹配表达式的作用非常简单，就是过滤字符串中的".."。当输入为：
/usr/tmp/../../etc/passwd
将被过滤为：
/usr/tmp///etc/passwd
这样，你将无法访问/etc/passwd文件。（注：*nix系统允许///，试一下'ls -l/etc////passwd'命令就知道了。）
现在，让我们的“好伙伴”反斜杠来帮忙。将输入改为：
/usr/tmp/../../etc/passwd
则由于反斜杠的存在而不符合过滤表达式。当perl中存在如下程序段时，
$file="/usr/tmp/.\./.\./etc/passwd";
$file=s/..//g;
system("ls -l $file");
当运行到执行系统调用时，执行的命令会是"ls -l /usr/tmp/../../etc/passwd"。想知道会得到什么输出吗？自己在机器上试试吧。;-)
然而，以上方法只适用于系统调用或``命令中。无法绕过perl中的'-e'命令和open函数（非管道）。如下程序：
$file="/usr/tmp/.\./.\./etc/passwd";
open(file, "＜$file") or die("no such file");
执行时将显示"no such file"并退出。我还没有找出绕过这个限制的方法。:(
解决方法：只要别忘了过滤反斜杠字符()，就已足够了。
--------------------------------
3、畅通无阻的“管道”－－字符"|"
--------------------------------
在perl的open函数中，如果在文件名后加上"|"，则perl将会执行这个文件，而不是打开它。即：
open(file, "/bin/ls")
将打开并得到/bin/ls的二进制代码，但
open(file, "/bin/ls|")
将执行/bin/ls命令！
以下过滤表达式
s/(|)/\$1/g
可以限制这个方法。perl会提示"unexpected end of file"。如果你找到绕过这个限制的方法，请告诉我。:-)
综合应用
现在让我们综合以上几种编程安全漏洞加以利用。先举个例子，$form是客户端需要提交给cgi程序的变量。而在cgi程序中有如下语句：
open(file, "$form")
那我们可以将"ls|"传递给$form变量来获得当前目录列表。现在让我们考虑如下程序段：
$filename="/safe/dir/to/read/$form"
open(file, $filename)
如何再执行"ls"命令呢？只要能使$form="../../../../bin/ls|"即可。如果系统对目录操作加入了".."过滤，则可利用反斜杠的漏洞绕过它。
在这段程序中，我们还可以在命令中加入参数。如"touch /backend|"，将建立/backend文件。（但我不会使用这个文件名，因为它是我的名字。:-)）
现在，让我们在程序段中加入更多的安全限制：
$filename="safe/dir/to/read/$form"
if(!(-e $filename)) die("i don't think so!")
open(file, $filename)
这 样我们还需要绕过"-e"的限制。由于我们在$form变量中使用了"|"字符，当"-e"运算符检查"ls|"文件时，因为不存在此文件而退出程序。如 何当"-e"检查时去掉管道符，而调用open函数时又含有管道符呢？回忆一下在前面谈到的null字符的利用，我们就知道应该如何做了。只要使$ form="ls|"（注：在客户端提交的表单中为"ls%00|"）即可。其中的原理复习一下前面提到的内容就会明白了。
需要说明的是，以上程序段中，我们无法象再上一段程序那样执行带参数的命令，这是因为"-e"运算符的限制所致。举例如下：
$filename="/bin/ls /etc|"
open(file, $filename)
将显示/etc目录下文件列表。
$filename="/bin/ls /etc|"
if(!(-e $filename)) exit;
open(file, $filename)
将导致因不存在文件而退出。
$filename="/bin/ls /etc|"
if(!(-e $filename)) exit;
open(file, $filename)
将只显示当前目录下文件列表。
这里我不会重复 "www security faq" 的内容，而是根据一直以来对 perl 免费/商业程序包的源代码的研究，得出一些较易被忽略的编程漏洞，在此将几个最常见的（主要是变量字符过滤方面）写出来，供广大程序员作为参考。
如果你对本文的内容有不同意见或任何建议，请告诉我。如果你发现了其它perl cgi 编程漏洞，也请告诉我。如果你也发表了关于这方面的文章，当然也请告诉我。:-)
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1、“有毒”的null字符
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如果我说："root"=="root"，相信没有什么人反对。但同时我也这样说："root"!="root"！还有多少人会认为我是个“正常人”？:)
但在各种不同的编程语言中，确实存在着这种情况。
对于每一个希望发现cgi漏洞的安全专家或黑客来说，最常用的方法之一是通过传递特殊字符（串），绕过cgi限制以执行系统级调用或程序。如果你仔细留意的话，或许也会发现null字符确实有它的“妙用”。:)
阅读以下例子：
# parse $user_input
$database="$user_input.db";
open(file "＜$database");
这个例子用于打开客户端指定的数据库文件。例如客户端输入"backend"，则系统将打开"backend.db"文件考只读方式）。（注：在这里我们暂且不讨论"../" 的安全问题。）这种处理方式在互联网中是很常见的。
现在，让我们在客户端输入"backend%00"，在该perl程序中$database="backend.db"，然后调用open函数打开该文件。但结果是什么呢？系统会打开"backend"文件（，如果该文件存在）！
出现这种情况的原因是由于perl允许在字符串变量中使用null空字符，而在c语言中字符串则不允许包含空字符。因此，也就有了"root"!= "root"（在perl中）和"root"="root"（在c语言中）。由于系统内核/调用等都是使用c语言编写，因此当perl将 "backend.db"字符串传递到（c语言的）链接库/程序时，空字符以后的字符将被忽略？（或许还有利用价值？我还没发现。:)）
这种编程缺陷的影响可大可小。试想一下，如果利用以上编程原理编写一个给系统其他管理员修改除了root外的其他用户口令的perl程序：
$user=$argv[1] # user the jr admin wants to change
if ($user ne "root"){
# do whatever needs to be done for this user }
那么，聪明的你应该知道如何绕过这个限制修改root用户口令了吧？对了，只要使 $user="root"，则perl会执行上面程序中花括 号内的语句。除非所有处理过程均使用perl，否则一旦该变量传递给系统，则会造成安全问题。如修改root用户口令等。
也许你认为很难遇到这种会造成严重安全问题的情况，那么我们能否将它作为一种寻找网站源程序漏洞的间接手段呢？;-)
不知你有没有经常遇到这种类型的cgi程序，该程序用于打开客户端（提交的表单中）要求的页面？如：
page.cgi?page=1
然后网站是否返回页面"1.html"呢？;-) 好，现在将其改为：
page.cgi?page=page.cgi%00 (%00 == '' escaped)
这样，我们就可以得到我们感兴趣的文件内容了！这种方法连perl的"-e"参数也可绕过：
$file="/etc/passwd.txt.whatever.we.want";
die("hahaha! caught you!) if($file eq "/etc/passwd");
if (-e $file){
open (file, "＞$file");}
绕过这段程序的后果你应该想像得到吧？:)
解决方法？最简单地，过滤null空字符。在perl程序中，
$insecure_data=~s///g;
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2、漏网之鱼－－反斜杠()
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对于每一个关心cgi安全的人，也许都看过 w3c 的 www.security faq 中关于cgi安全编程一节。其中列出了建议过滤的字符：
&;`'"|*?~＜＞^()[]{}$nr
但我在很多时候发现反斜杠()往往被遗忘了。以下是正确的过滤表达式：
s/([&;`'\|"*?~＜＞^()[]{}$nr])/\$1/g;
但在很多商业的cgi程序中反斜杠却没有被包含进去，这可能是程序员们写程序时被这些过滤用的匹配表达式搞迷糊了？
那么，没有过滤反斜杠会造成安全问题吗？试想一下，如果向你的程序中发送如下一行内容：
user data `rm -rf /`
大多数情况下，程序员编写的程序会将以上内容过滤为：
user data `rm -rf /`
从而保护了系统。但如果perl程序中忘记过滤了反斜杠，当客户端向该程序提交如下内容时：
user data `rm -rf / `
经过匹配表达式后为：
user data \`rm -rf / \`
怎么样，看出危险了吗？由于两个反斜杠经系统解释后为一个字符""，但`字符却因此没有被过滤掉，`rm -rf / ` 将被系统执行！不过，由于其中还含有一个反斜杠字符，执行时系统会出错。你自己想办法绕过这个限制吧？;-)
利用反斜杠的另一个应用－－绕过系统目录进入限制。请看以下表达式：
s/..//g;
这个匹配表达式的作用非常简单，就是过滤字符串中的".."。当输入为：
/usr/tmp/../../etc/passwd
将被过滤为：
/usr/tmp///etc/passwd
这样，你将无法访问/etc/passwd文件。（注：*nix系统允许///，试一下'ls -l/etc////passwd'命令就知道了。）
现在，让我们的“好伙伴”反斜杠来帮忙。将输入改为：
/usr/tmp/../../etc/passwd
则由于反斜杠的存在而不符合过滤表达式。当perl中存在如下程序段时，
$file="/usr/tmp/.\./.\./etc/passwd";
$file=s/..//g;
system("ls -l $file");
当运行到执行系统调用时，执行的命令会是"ls -l /usr/tmp/../../etc/passwd"。想知道会得到什么输出吗？自己在机器上试试吧。;-)
然而，以上方法只适用于系统调用或``命令中。无法绕过perl中的'-e'命令和open函数（非管道）。如下程序：
$file="/usr/tmp/.\./.\./etc/passwd";
open(file, "＜$file") or die("no such file");
执行时将显示"no such file"并退出。我还没有找出绕过这个限制的方法。:(
解决方法：只要别忘了过滤反斜杠字符()，就已足够了。
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3、畅通无阻的“管道”－－字符"|"
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在perl的open函数中，如果在文件名后加上"|"，则perl将会执行这个文件，而不是打开它。即：
open(file, "/bin/ls")
将打开并得到/bin/ls的二进制代码，但
open(file, "/bin/ls|")
将执行/bin/ls命令！
以下过滤表达式
s/(|)/\$1/g
可以限制这个方法。perl会提示"unexpected end of file"。如果你找到绕过这个限制的方法，请告诉我。:-)
综合应用
现在让我们综合以上几种编程安全漏洞加以利用。先举个例子，$form是客户端需要提交给cgi程序的变量。而在cgi程序中有如下语句：
open(file, "$form")
那我们可以将"ls|"传递给$form变量来获得当前目录列表。现在让我们考虑如下程序段：
$filename="/safe/dir/to/read/$form"
open(file, $filename)
如何再执行"ls"命令呢？只要能使$form="../../../../bin/ls|"即可。如果系统对目录操作加入了".."过滤，则可利用反斜杠的漏洞绕过它。
在这段程序中，我们还可以在命令中加入参数。如"touch /backend|"，将建立/backend文件。（但我不会使用这个文件名，因为它是我的名字。:-)）
现在，让我们在程序段中加入更多的安全限制：
$filename="safe/dir/to/read/$form"
if(!(-e $filename)) die("i don't think so!")
open(file, $filename)
这 样我们还需要绕过"-e"的限制。由于我们在$form变量中使用了"|"字符，当"-e"运算符检查"ls|"文件时，因为不存在此文件而退出程序。如 何当"-e"检查时去掉管道符，而调用open函数时又含有管道符呢？回忆一下在前面谈到的null字符的利用，我们就知道应该如何做了。只要使$ form="ls|"（注：在客户端提交的表单中为"ls%00|"）即可。其中的原理复习一下前面提到的内容就会明白了。
需要说明的是，以上程序段中，我们无法象再上一段程序那样执行带参数的命令，这是因为"-e"运算符的限制所致。举例如下：
$filename="/bin/ls /etc|"
open(file, $filename)
将显示/etc目录下文件列表。
$filename="/bin/ls /etc|"
if(!(-e $filename)) exit;
open(file, $filename)
将导致因不存在文件而退出。
$filename="/bin/ls /etc|"
if(!(-e $filename)) exit;
open(file, $filename)
将只显示当前目录下文件列表。
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