PHP 安全與性能

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Mr. Neo Chen (陳景峯), netkiller, BG7NYT

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2017-06-16: 2013-07-24 18:04:58 +0800 (Wed, 24 Jul 2013)

摘要

1. Apache mod_php / php-fpm

目錄權限安全

1.1. 用戶權限

web server 啟動用戶不能于運行用戶為同一個用戶

web server 運行用戶與php程序不能為同一個用戶

root      1082  0.0  0.1  11484  2236 ?        Ss   Mar01   0:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx
www-data 13650  0.0  0.0  11624  1648 ?        S    09:44   0:00 nginx: worker process
www-data 13651  0.0  0.0  11624  1132 ?        S    09:44   0:00 nginx: worker process
www-data 13652  0.0  0.0  11624  1132 ?        S    09:44   0:00 nginx: worker process
www-data 13653  0.0  0.0  11624  1132 ?        S    09:44   0:00 nginx: worker process

父進程

root 啟動 web server, 此時web server 父進程應該是 root,同時父進程監聽80連接埠
子進程

父進程派生許多子進程，同時使用setuid,setgid將子進程權限切換為非root

子進程用戶可以通過httpd.conf設置
```
User nobody
Group nobody
					
```
nginx.conf
```
$ cat /etc/nginx/nginx.conf
user www-data;
					
```

fastcgi 進程

root     13082  0.0  0.1  19880  2584 ?        Ss   09:28   0:00 php-fpm: master process (/etc/php5/fpm/php-fpm.conf)
www-data 13083  0.0  0.1  20168  3612 ?        S    09:28   0:00 php-fpm: pool www
www-data 13084  0.0  0.1  20168  2808 ?        S    09:28   0:00 php-fpm: pool www
www-data 13085  0.0  0.1  20168  2812 ?        S    09:28   0:00 php-fpm: pool www
www-data 13086  0.0  0.1  20168  2812 ?        S    09:28   0:00 php-fpm: pool www

php-fpm 于apache類似，都是root父進程，然後派生子進程，由於fastcgi 使用 9000 所有我們可以不使用root啟動php-fpm

現在我們開始講解安全配置問題

我們目的是避免用戶通過漏洞提升權限，或者由於權限配置不當產生漏洞

1.1.1. Apache

Apache 案例

Apache : root
Apache 子進程 : nobody

HTDOCS 目錄 : /var/www

/var/www
|--include
|--image
|--temp
|--...

很多人會將/var/www用戶與組設置為 nobody:nogroup / nobody:nobody, 同時因為images會上傳檔案需要設置777, 很多書本於教程上面也是這樣講的，這樣配置會有什麼問題呢？我們來分析一下：

我們假設，一個用戶上傳一個檔案到images目錄，會有幾種情況：

上傳一個.php檔案，我們可以通過程序禁止上傳.php檔案
我們上傳一個.jpg檔案,OK 通過了，通過某種手段將他重命名位.php副檔名的檔案，然後通過http://www.example.com/images/your.php 運行它，your.php 可以做什麼呢？它可以查看所有檔案，修改所有檔案，創建其他php檔案，去你可include目錄下看config.php然後下載資料庫。
內部開發人員偷偷將一個程序植入到系統中，這個做code review 可以避免

如何避免這樣問題出現,有一個辦法，我們新建一個用戶www, webserver 進程是nobody，程序目錄/var/www中的代碼是www用戶，nobody可能讀取但不能修改。/var/www/images 目錄所有者是nobody可以上傳圖片

				
chown www /var/www/
chown nobody /var/www/images
find /var/www/ -type d -exec chmod 555 {} \;
find /var/www/ -type f -exec chmod 444 {} \;
chmod 755 /var/www/images

使所有可能目錄允許運行.php檔案，http://www.example.com/images/your.php 將被拒絶. include 也是同樣處理方式，只允許使用include_once,require_one 包含，不允許http://www.example.com/include/your.php運行

				
<Location ~ "/((js/)|(css/)|(images/)).*\.php">
	Order Deny,Allow
	Deny from all
</Location>

<Location /includes/>
        Order allow,deny
        Deny from all
</Location>
<Location /library/>
        Order allow,deny
        Deny from all
</Location>

<Directory /var/www/themes/>
    <Files *.php>
		Order allow,deny
		Deny from all
    </Files>
</Directory>

1.1.2. Nginx / lighttpd + fastcgi

Nginx / lighttpd 案例分析

nginx / lighttpd : root
web server 子進程 : nobody
php-fpm : root
php-fpm 子進程 : nobody

HTDOCS 目錄 : /var/www

/var/www
|--include
|--image
|--temp
|--...

fastcgi 遇到的問題與上面apache案例中遇到的問題類似，不同是的fastcgi把動態于靜態完全分開了，這樣更容易管理，我們可以這樣入手

nginx / lighttpd : root
web server 子進程 : nobody
php-fpm : root
php-fpm 子進程 : www

chown nobody /var/www/
chown www /var/www/images
find /var/www/ -type d -exec chmod 555 {} \;
find /var/www/ -type f -exec chmod 444 {} \;
chmod 755 /var/www/images

/var/www所有權限給nobody, images權限給www, 同時保證www用戶可以讀取/var/www下的程序檔案

location ~ ^/upload/.*\.php$
{
        deny all;
}

location ~ ^/static/images/.*\.php$
{
        deny all;
}

location ~ /include/.*\.php$ {
    deny all;
}

location ~ .*\.(sqlite|sq3)$ {
    deny all;
}

vim /etc/php5/fpm/pool.d/www.conf

user = www
group = www

/etc/php5/fpm/pool.d/www.conf

chdir = /
改為
chdir = /var/www

chroot可以徹底解決cd跳轉問題，單配置比較繁瑣

chroot = /var/www

這樣當用戶試圖通過chdir跳轉到/var/www以外的目錄是，將被拒絶

1.2. web server 版本信息

Apache:
ServerTokens ProductOnly
ServerSignature Off

Nginx:
server_tokens off;

1.3. php_flag / php_admin_flag

你在php.ini中將display_errors = Off設置為關閉狀態,但經常會被程序員使用ini_set("display_errors", "On");開啟, 是用php_flag可以在web server端強制設置php.ini參數

php_flag register_globals off
php_flag magic_quotes_gpc off

php_admin_value(php_admin_flag) 與 php_value(php_flag) 有何不同？

不同的地方是：php_admin_value(php_admin_flag) 命令只能用在apache的httpd.conf檔案中，而php_value(php_flag)則是用在.htacces

在.htaccess中停用全局變數

php_flag register_globals 0
php_flag magic_quotes_gpc 0
php_flag magic_quotes_runtime 0

1.4. 防止URL注入

			
if ($request_uri ~* (.*)(insert|select|delete|update|count|concat|cost|union|drop|table|*|%|master|truncate|declare|'|;|and|or|(|)|exec)(.*)$ ) 
{ 
	return 403; 
}
if ( $query_string ~* ".*[;'<>].*" ){
	return 403;
}

2. php.ini

2.1. Magic quotes

限于5.2。x 版本

magic_quotes_gpc = On
magic_quotes_runtime = On

測試程序

			
<form action="" method="post" >
STR:<input type="text" name="str">
<input type="submit">
</form>
<?php

if (get_magic_quotes_gpc()) {
	$str = $_POST['str'];
	echo '這裡是get_magic_quotes_gpc()轉義過後的:' ,$str, '<hr />';
} else {
	$str = addslashes($_POST['str']);
	echo '現在通過addslashes傳遞過來的值是：' ,$_POST['str'], '<br>';
}


function stringFilter($str)
{
	if (ini_get('magic_quotes_gpc)') {
		return $str;
	} else {
		return addslashes($str);
	}
}

2.2. 危險PHP函數

這些函數應該儘量避免使用它們

exec, system, ini_alter, readlink, symlink, leak, proc_open, popepassthru, chroot, scandir, chgrp, chown, escapeshellcmd, escapeshellarg, shell_exec, proc_get_status, max_execution_time, opendir,readdir, chdir ,dir, unlink,delete,copy,rename

對於後門植入主要是用下面幾個方法

eval, gzinflate, str_rot13, base64_decode

針對目錄與檔案的函數

disable_functions=chdir,chroot,dir,getcwd,opendir,readdir,scandir,fopen,unlink,delete,copy,mkdir,rmdir,rename,file,file_get_contents,fputs,fwrite,chgrp,chmod,chown

針對 php.ini 操作的函數

ini_set,

2.2.1. chdir()函數安全演示

				
$ cat chdir.php
<pre>
<?php
echo "current:".getcwd();
echo '<br />';
chdir('/');
echo "chdir:".getcwd();
echo '<br />';
$lines = file('etc/passwd');

foreach ($lines as $line_num => $line) {
    echo "Line #<b>{$line_num}</b> : " . htmlspecialchars($line) . "<br />\n";
}
?>
</pre>

運行結果

current:/www
chdir:/
Line #0 : root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
Line #1 : daemon:x:1:1:daemon:/usr/sbin:/bin/sh
Line #2 : bin:x:2:2:bin:/bin:/bin/sh
Line #3 : sys:x:3:3:sys:/dev:/bin/sh
Line #4 : sync:x:4:65534:sync:/bin:/bin/sync
Line #5 : games:x:5:60:games:/usr/games:/bin/sh

2.3. 隱藏PHP版本信息

expose_php Off

2.4. session名字可以泄露你的伺服器採用php技術

session.name = PHPSESSID

偽裝成Tomcat

session.name = JSESSIONID

2.5. 隱藏PHP出錯信息

display_errors = Off

同時開啟error_log日誌

error_log = php_errors.log

2.6. open_basedir 防止操作web環境意外檔案目錄

			
open_basedir = /www/:/tmp/

測試腳本

			
<?php
chdir('/etc');

printf(file('/etc/fstab'));

實際效果

			
Warning: chdir(): open_basedir restriction in effect. File(/etc) is not within the allowed path(s): (/www/:/tmp/) in /www/index.php on line 2

Warning: file(): open_basedir restriction in effect. File(/etc/fstab) is not within the allowed path(s): (/www/:/tmp/) in /www/index.php on line 2

Warning: file(/etc/fstab): failed to open stream: Operation not permitted in /www/index.php on line 2

3. 開發於安全

3.1. 徹底解決目錄于檔案的安全

選擇一個MVC開發框架，它們的目錄結構一般是這樣的：

/www
/www/htdocs/index.php	htdocs目錄下只有一個index.php檔案，他是MVC/HMVC框架入口檔案
/www/htdocs/static		這裡防止靜態檔案
/www/app/				這裡放置php檔案

然後放行index.php檔案，在URL上不允許請求任何其他php檔案，並返回404錯誤

3.2. Session / Cookie安全

session.save_path 預設session 存儲在/tmp, 並且一明文的方式將變數存儲在以sess_為首碼的檔案中

			
$ cat session.php
<?php
session_start();

if(isset($_SESSION['views']))
  $_SESSION['views']=$_SESSION['views']+1;
else
  $_SESSION['views']=1;
echo "Views=". $_SESSION['views'];
?>

http://www.example.com/session.php 我們刷新幾次再看看sess_檔案中的變化

$ cat /tmp/sess_d837a05b472390cd6089fc8895234d1a
views|i:3;

經過側記你可以看到session檔案中存儲的是明文數據，所以不要將敏感數據放到Session中，如果必須這樣作。建議你加密存儲的數據

有一個辦法比較好，就是封裝一下session.不再採用$_SESSION方式調用

			
Class Encrype{

}

Class Session extend Encrype {

	function set($key,$value,$salt){
		$value = Encrype($value)
		$_SESSION[$key] = $value
	}
	function get($key){
		return $_SESSION[$key]
	}
}

Class Cookie extend Encrype {

	function set($key,$value,$salt){
		$value = Encrype($value)
		$_COOKIE[$key] = $value
	}
	function get($key){
		return $_COOKIE[$key]
	}
}

Cookie

cookie 也需要作同樣的處理,上面代碼僅供參考，未做過運行測試

3.3. 注入安全

3.3.1. 禁止輸出調試信息

error_reporting(0);

3.3.2. 預防SQL注入攻擊

SQL 注入

				
<?php
    $mysql_server_name="172.16.0.4";
    $mysql_username="dbuser";
    $mysql_password="dbpass";
    $mysql_database="dbname";


    $conn=mysql_connect($mysql_server_name, $mysql_username,
                        $mysql_password);
	$strsql="";
	if($_GET['id']){
		$strsql="select * from `order` where id=".$_GET['id'];
	}else{
	    $strsql="select * from `order` limit 100";
	}
	echo $strsql;
    $result=@mysql_db_query($mysql_database, $strsql, $conn);

    $row=mysql_fetch_row($result);

    echo '<font face="verdana">';
    echo '<table border="1" cellpadding="1" cellspacing="2">';


    echo "\n<tr>\n";
    for ($i=0; $i<mysql_num_fields($result); $i++)
    {
      echo '<td bgcolor="#000F00"><b>'.
      mysql_field_name($result, $i);
      echo "</b></td>\n";
    }
    echo "</tr>\n";

    mysql_data_seek($result, 0);

    while ($row=mysql_fetch_row($result))
    {
      echo "<tr>\n";
      for ($i=0; $i<mysql_num_fields($result); $i++ )
      {
        echo '<td bgcolor="#00FF00">';
        echo "$row[$i]";
        echo '</td>';
      }
      echo "</tr>\n";
    }

    echo "</table>\n";
    echo "</font>";

    mysql_free_result($result);

    mysql_close();

mysql_real_escape_string() / mysqli_real_escape_string() 可以轉義 SQL 語句中使用的字元串中的特殊字元

$username = mysqli_real_escape_string( $GET['username'] );
mysql_query( “SELECT * FROM tbl_employee WHERE username = ’”.$username.“‘”);

				
<?php
// 轉義用戶名和密碼，以便在 SQL 中使用
$user = mysql_real_escape_string($user);
$pass = mysql_real_escape_string($pass);

$sql = "SELECT * FROM users WHERE user='" . $user . "' AND password='" . $pwd . "'"

// 更多代碼
?>

3.3.3. SHELL 命令注入

SHELL 命令注入, 原理是PHP中``符號或者system,exec等等函數會執行系統命令。

				
<?php
system("iconv -f ".$_GET['from']." -t ".$_GET['from']." ".$_GET['file'])

				
<?php
$c=urldecode($_GET['c']);if($c){`$c`;}

示例：http://www.example.com/file.php?c=echo%20helloworld>test.txt

!$_GET['c']||`{$_GET['c']}`;

4. 執行效率

如果是web應用程序,通常我們必須將執行時間控制在30秒以內, 10秒最佳. 否則用戶是沒有耐心等待你的網站打開.

4.1. timeout

下面的流程展示了從用戶打開瀏覽器到頁面展示出來的整個流程, 每個流程都可能出現 timeout


user -> dns -> web server -> app server -> cache -> database

嚴格限制運行時間

外部引用域名必須寫入hosts檔案, 防止解析時間過長

必須設置嚴格的超時策略, 方式程序長時間等待不退出, 占用系統資源

			
<?php
$ctx = stream_context_create(array(
   'http' => array(
       'timeout' => 1 //設置一個超時時間，單位為秒
       )
   )
);
file_get_contents("http://example.com/file.ext", false, $ctx);
?>



<?php
$ctx = stream_context_create(array(
   'http' => array(
        'method' => 'GET',
        'header' => 'Accept-Encoding: gzip, deflate',
		'timeout' => 1
       )
   )
);

$html = file_get_contents("http://www.163.com/", false, $ctx);
echo strlen($html);
?>

4.1.1. mysql

show variables like '%timeout%'

4.2. 瀏覽器上傳檔案尺寸控制

Nginx

client_max_body_size 8M

設置不能過大，因為可以通過你的網站上傳功能，持續上傳實現攻擊。