今时今日,数据库系统已经成为各个动态网站上 web 应用程序的重要组成部分。由于非常敏感和机密的数据有可能保存在数据库中,所以对数据库实施保护就显得尤为重要了。
要从数据库中提取或者存入数据,就必须经过连接数据库、发送一条合法查询、获取结果、关闭连接等步骤。目前,能完成这一系列动作的最常用的查询语言是结构化查询语言 Structured Query Language (SQL)。可以看看攻击者是如何篡改 SQL 查询语句的。
PHP 本身并不能保护数据库的安全。下面的章节只是讲述怎样用 PHP 脚本对数据库进行基本的访问和操作。
记住一条简单的原则:深入防御。保护数据库的措施越多,攻击者就越难获得和使用数据库内的信息。正确地设计和应用数据库可以减少被攻击的担忧。
设计数据库
第一步一般都是创建数据库,除非是使用第三方的数据库服务。当创建一个数据库的时候,会指定一个所有者来执行和新建语句。通常,只有所有者(或超级用户)才有权对数据库中的对象进行任意操作。如果想让其他用户使用,就必须赋予他们权限。
应用程序永远不要使用数据库所有者或超级用户帐号来连接数据库,因为这些帐号可以执行任意的操作,比如说修改数据库结构(例如删除一个表)或者清空整个数据库的内容。
应该为程序的每个方面创建不同的数据库帐号,并赋予对数据库对象的极有限的权限。仅分配给能完成其功能所需的权限,避免同一个用户可以完成另一个用户的事情。这样即使攻击者利用程序漏洞取得了数据库的访问权限,也最多只能做到和该程序一样的影响范围。
鼓励用户不要把所有的事务逻辑都用 web 应用程序(即用户的脚本)来实现。最好用视图(view)、触发器(trigger)或者规则(rule)在数据库层面完成。当系统升级的时候,需要为数据库开辟新的接口,这时就必须重做所有的数据库客户端。除此之外,触发器还可以透明和自动地处理字段,并在调试程序和跟踪事实时提供有用的信息。
连接数据库
把连接建立在 SSL 加密技术上可以增加客户端和服务器端通信的安全性,或者 SSH 也可以用于加密客户端和数据库之间的连接。如果使用了这些技术的话,攻击者要监视服务器的通信或者得到数据库的信息是很困难的。
加密存储模型
SSL/SSH 能保护客户端和服务器端交换的数据,但 SSL/SSH 并不能保护数据库中已有的数据。SSL 只是一个加密网络数据流的协议。
如果攻击者取得了直接访问数据库的许可(绕过 web 服务器),敏感数据就可能暴露或者被滥用,除非数据库自己保护了这些信息。对数据库内的数据加密是减少这类风险的有效途径,但是只有很少的数据库提供这些加密功能。
对于这个问题,有一个简单的解决办法,就是创建自己的加密机制,然后把它用在 PHP 程序内。PHP 有几个扩展库可以完成这个工作,比如说 Mcrypt 和 Mhash 等,它们包含多种加密运算法则。脚本在插入数据库之前先把数据加密,以后提取出来时再解密。有关加密如何工作的例子请参考相关手册。
对某些真正隐蔽的数据,如果不需要以明文的形式存在(即不用显示),可以考虑用散列算法。使用散列算法最常见的例子就是把密码经过 MD5 加密后的散列存进数据库来代替原来的明文密码。参见 crypt() 和 md5()。
例 28.1. 对密码字段进行散列加密
<?php
// 存储密码散列
$query = sprintf("INSERT INTO users(name,pwd) VALUES('%s','%s');",
pg_escape_string($username), md5($password));
$result = pg_query($connection, $query);
// 发送请求来验证用户密码