Java - Java开发中的安全编码问题
1 - 输入校验
编码原则：针对各种语言本身的保留字符，做到数据与代码相分离。
1.1 sql 注入防范
严重性高，可能性低。
(1) 参数校验，拦截非法参数（推荐白名单）：
public string sanitizeuser(string username) {
return pattern.matches("[a-za-z0-9_]+", username)
? username : "unauthorized user";
}
(2) 使用预编译：
string sql = "update employees set salary = ? where id = ?"; preparedstatement statement = conn.preparestatement(sql); statement.setbigdecimal(1, 285500.00); statement.setint(2, 30015800);
1.2 xss防范
严重性中，可能性高。防范方法有：
(1) 输入输出校验（推荐白名单）；
(2) org.apache.commons.lang 工具包处理；
(3) 富文本可用 owasp antisamp 或 java html sanitizer 处理；
(4) esapi 处理：
// html 实体 esapi.encoder().encodeforhtml(data); // html 属性 esapi.encoder().encodeforhtmlattribute(data); // javascript esapi.encoder().encodeforjavasceipt(data); // css esapi.encoder().encodeforcss(data); // url esapi.encoder().encodeforurl(data);
1.3 代码注入/命令执行防范
严重性高，可能性低。
(1) 参数校验，拦截非法参数（推荐白名单）；
(2) 不直接执行用户传入参数：
if("open".equals(request.getparameter("choice"))) {
runtime.getruntime().exec("your command...");
}
(3) 及时更新升级第三方组件：
比如struts、spring、imagemagick等。
1.4 日志伪造防范
严重性低，可能性高。
(1) 不要log用户可控的信息；
(2) 输入参数校验（推荐白名单）：
// 处理回车、换行符
pattern p = pattern.compile("%0a|%0d0a|\n|\r\n");
matcher m = p.matcher(data);
dest = m.replaceall("");
(3) 使用 log4j2。
1.5 xml 外部实体攻击
严重性中，可能性中。
(1) 关闭内联 dtd 解析，使用白名单来控制允许使用的协议；
(2) 禁用外部实体：
documentbuilderfactory factory = documentbuilderfactory.newinstance(); factory.setexpandentityreferences(false);
(3) 过滤用户提交的 xml 数据：
比如 !doctype、<!entity、system、public 等。
1.6 xml 注入防范
严重性中，可能性低。
(1) 教研用户输入（推荐白名单）：
outputformat format = outputformat.createprettyprint();
(2) 使用安全的 xml 库（比如 dom4j）。
1.7 url 重定向防范
严重性中，可能性低。
(1) 设置严格白名单几网络边界：
string url = request.getparameter("url");
string host = gethostfromurl(url);
if(!validatehost(host)) {
return;
}
(2) 加入有效性验证的 token；
(3) referer 适用于检测监控 url 重定向、csrf 等，多数场景下也可用作防范措施。
2 - 异常处理
编码原则：不要泄露详细异常信息。
2.1 敏感信息泄露防范
严重性低，可能性中。
屏蔽敏感信息示例：
catch(ioexception e) {
system.out.println("invalid file");
// system.out.println("error code: 0001");
return;
}
2.2 保持对象一致性
严重性中，可能性低。
(1) 重排逻辑，使得产生异常的代码在改变对象状态的代码之前执行；
catch(exception e) {
// revert
money -= padding;
return -1;
}
(2) 在出现异常导致操作失败的情况下，使用事务回滚机制；
(3) 在对象的临时拷贝上执行操作，成功后再提交给正式的对象；
(4) 回避修改对象的需求，尽量不去修改对象。
3 - i/o 操作
编码规则：可写的文件不可执行，可执行的文件不可写。
3.1 资源释放
严重性低，可能性高。
java 垃圾回收器回自动释放内存资源，非内存资源需要开发人员手动释放，比如 database，files，sockets，streams，synchronization 等资源的释放。
try {
connection conn = getconnection();
statement statement = conn.createstatement();
resultset resultset = statement.executequery(sqlquery);
processresults(resultset);
} catch(sqlexception e) {
// forward to handler
} finally {
if (null != conn) {
conn.close();
}
}
3.2 清除临时文件
严重性中，可能性中。
(1) 自动清除：
file tempfile = files.createtempfile("tempname", ".tmp");
try {
bufferedwriter writer = files.newbufferedwriter(tempfile.topath(),
standardcharsets.utf_8, standardopenoption.delete_on_close)
// operate the file
writer.newline();
} catch (ioexception e) {
e.printstacktrace();
}
(2) 手动清除。
3.3 避免将 bufer 暴露给不可信代码
严重性中，可能性中。
wrap、duplicate 创建的 buffer 应该以只读或拷贝的方式返回：
charbuffer buffer；
public duplicator() {
buffer = charbuffer.allocate(10);
}
/** 获取只读的 buffer */
public charbuffer getbuffercopy() {
return buffer.asreadonlybuffer();
}
3.4 任意文件下载/路径遍历防范
严重性中，可能性高。
(1) 校验用户可控的参数（推荐白名单）；
(2) 文件路径保存到数据库，让用户提交文件对应的 id 去下载文件：
<%
string filepath = getfilepath(request.getparameter("id"));
download(filepath);
%>
(3) 判断目录和文件名：
if(!"/somedir/".equals(filepath) || !"jpg".equals(filetype)) {
...
return -1;
}
(4) 下载文件前做权限判断。
补充：禁止将敏感文件（如日志文件、配置文件、数据库文件等）存放在 web 内容目录下。
3.5 非法文件上传防范
严重性高，可能性中。
在服务器端用白名单方式过滤文件类型，使用随机数改写文件名和文件路径。
if(!esapi.validator().isvalidfilename(
"upload", filename, allowedextensions, false)) {
throw new validationuploadexception("upload error");
}
补充：如果使用第三方编辑器，请及时更新版本。
4 - 序列化/反序列化操作
编码原则：不信任原则。
4.1 敏感数据禁止序列化
严重性高，可能性低。
使用 transient、serialpersistentfields 标注敏感数据：
private static final objectstreamfield[] serialpersistentfields = {
new objectstreamfield("name", string.class),
new objectstreamfield("age", integer.type)
}
当然，正确加密的敏感数据可以序列化。
4.2 正确使用安全管理器
严重性高，可能性低。
如果一个类的构造方法中含有各种安全管理器的检查，在反序列化时也要进行检查：
private void writeobject(objectoutputstream out) throws ioexception {
performsecuritymanagerchek();
out.writeobject(xxx);
}
补充：第三方组件造成的反序列化漏洞可通过更新升级组件解决；
禁止 jvm 执行外部命令，可减小序列化漏洞造成的危害。
5 - 运行环境
编码原则：攻击面最小化原则。
5.1 不要禁用字节码验证
严重性中，可能性低。
启用 java 字节码验证：java -xverify:all applicationname
5.2 不要远程调试/监控生产环境的应用
严重性高，可能性低。
(1) 生产环境中安装默认的安全管理器，并且不要使用 -agentlib，-xrunjdwp 和 -xdebug 命令行参数：
${java_home}/bin/java -djava.security.manager applicationname
(2) iptables 中关闭相应 jdwp 对外访问的端口。
5.3 生产应用只能有一个入口
严重性中，可能性中。
移除项目中多余的 main 方法。
6 - 业务逻辑
编码原则：安全设计 api。
6.1 用户体系
过程如下：
(1) identification <-- 宣称用户身份（鉴定提供唯一性）
|
|--> (2) authentication <-- 验证用户身份（验证提供有效性）
|
|--> (3) authorization <-- 授权访问相关资源（授权提供访问控制）
|
|--> resource
|
|--> (4) accountability <-- 日志追溯
(1) 身份验证：
严重性高，可能性中。
多因素认证；
暴力破解防范：验证码、短信验证码、密码复杂度校验、锁定账号、锁定终端等；
敏感数据保护：存储、传输、展示（api 接口、html 页面掩码）；
禁止本地验证：重要操作均在服务器端进行验证。
(2) 访问控制：
严重性高，可能性中。
从 session 中获取身份信息；
禁用默认账号、匿名账号，限制超级账号的使用；
重要操作做到职责分离；
用户、角色、资源、权限做好相互校验；
权限验证要在服务器端进行；
数据传输阶段做好加密防篡改。
补充：oauth 授权时授权方和应用方都要做好安全控制。
(3) 会话管理：
严重性高，可能性中。
| 漏洞名称 | 防御方法 |
|---|---|
| 会话 id 中嵌入 url | 会话 id 保存在 cookie 中 |
| 无 session 验证 | 所有的访问操作都应基于 session |
| session 未清除 | 注销、超时、关闭浏览器时，都要清除 session |
| session 固定攻击 | 认证通过后更改 session id |
| session id 可猜测 | 使用开发工具中提供的会话管理机制 |
| 重放攻击 | 设置一次失效的随机数，或设置合理的时间窗 |
补充：设置认证 cookie 时，需加入 secure 和 httponly 属性。
(3) 日志追溯：
严重性中，可能性中。
- 记录每一个访问敏感数据的请求，或执行敏感操作的事件；
- 防范日志伪造攻击（输入校验）；
- 任何对日志文件的访问（读、写、下载、删除）尝试都必须被记录。
6.2 在线支付
严重性高，可能性中。
支付数据做签名，并确保签名算法的可靠；
重要参数进行校验，并做有效性验证；
验证订单的唯一性，防止重放攻击。
6.3 顺序执行
严重性高，可能性中。
对每一步的请求都要严格验证，并且要以上一步的执行结果为依据；
给请求参数加入随机 key，贯穿验证的始终。
参考资料
安全编码指南secure coding guidelines for java se
安全编码示例sei cert oracle coding standard for java
版权声明
作者:
出处: 博客园
感谢阅读, 右侧导航栏有「瘦风的南墙」公众号二维码，输出更及时、更体系，欢迎扫码关注