كيفية تأمين الخوادم السحابية ضد هجمات حقن SQL

تستغل هجمات حقن SQL البرمجة السيئة للشفرة الخاصّة بالبرمجيات. إنّها هجمات حيث يقوم المهاجمون بإرسال شفرة عبر واحدٍ من مربّعات الإدخال الموجودة على موقعك (أيّ مربّع)، عوضًا عن أن يرسل بياناتٍ عادية كنتَ تنوي استقبالها عبر مربّعات الإدخال تلك. تقوم تلك الشفرة المُدخلة بتنفيذ عمليات الاستعلام على قاعدة البيانات الخاصّة بموقعك بطريقةٍ لم تكن تتوقعها، أو تقوم بتحطيم تطبيق الويب الخاصّ بك وتقوم بتخريب خادومك السحابي. م السهل جدًا عمل هجمات حقن SQL ضدّ المواقع الغير مؤمّنة. وحراسة موقعك ضدّ هذه الهجمات قد يكون من أهمّ ما تقوم به منذ اليوم الأوّل.

الخطوة الأولى: تعلم تمييز الشفرة المحتوية على ثغرات

تأخذ هجمات SQL دومًا شكل سلسلة نصّية يتم إرسالها من طرف مستخدمٍ تتكون من قسمين. القسم الأول هو عبارة عن تخمين لكيفية تعطيل أمرٍ تحاول شفرتك المصدرية أن تقوم بتنفيذه بأمان; القسم الثاني هو الشفرة الخبيثة التي يريد المهاجم تنفيذها على خادومك. إليك مثالًا على سلسلة نصّية مصممة لاستغلال ثغرة ممكنة في الشفرة المصدرية لديك:

x' AND user.email IS NULL; --

يبدو هذا كشيء قمتَ بكتابته بنفسك، وتلك هي النقطة. يأمل المستخدم المُخترِق أن تقوم بأخذ هذا السطر، وتقوم بتنفيذه بعملية استعلام SQL تبدو كالتالي:

SELECT email, passwd FROM user
WHERE email = 'x' AND user.email IS NULL; --';

لا يبدو أنّ هذا يقوم بالكثير حقًا، ولكن اعتمادًا على الطريقة التي سيستجيب بها تطبيقك إلى ما سبق، يمكن أن يوفّر هذا بعض المعلومات المهمّة للمُخترِق مثل اسم جدول قاعدة البيانات الذي تستعمله. بعد هذا، هناك المزيد من الهجمات التي يمكن للمهاجم أن يستخدمها لجلب المزيد من المعلومات، مثل أسماء المستخدمين وكلمات المرور.

الفكرة الرئيسية التي يجب عليك فهمها هي أنّ الشفرة الخبيثة تحاول البحث عن ثغرة بعملية استعلام SQL التي يقوم بها تطبيقك لمحاولة استغلالها لجلب المعلومات أو إدراجها وتعديلها.

لا تتطلب جميع هجمات حقن SQL إشارة الاقتباس المغلقة ('). إذا كانت شفرتك المصدرية تنفّذ عملية استعلامٍ متعلّقة برقم، فإنّك لن تقوم بالطبع بوضع تلك البيانات داخل إشارة اقتباس. وهذا يتركك عرضةً لهذا النوع من الهجمات:

2097 OR 1=1

يأمل المهاجم أن يقوم تطبيقك بعملية استعلام مشابهة للتالي:

SELECT somedata FROM yourtable
WHERE userid = 2097 OR 1=1;

غالبًا ما تكون شفرتك البرمجية مصممة لتقوم بعملية الاستعلام السابقة لتعيد البيانات فقط في حال تطابق الـ userid مع المستخدم الصحيح. ولكنّ حقنة الـSQL تجعل عملية الاستعلام تقوم دومًا بإرجاع البيانات.

النقطة ليست في سلوكٍ معيّن لأيّ حقنة SQL. الشيء الأكثر أهمّية من هذا كلّه هو القاعدة العامّة لجميع حقن SQL: محاولة لتخمين كيفية حذف جزء معيّن من عملية استعلام، وإضافة جزءٍ آخر إليها لم تكن تتوقعه. هذا هو توقيع جميع هجمات حقن SQL. وهذه هي طريقة محاربتها.

الخطوة الثانية: اعثر على مدخلاتك

أفضل طريقة لتعقّب جميع نقط إدخال حقن SQL الممكنة في شفرتك البرمجية ليس عبر النظر إلى حقول إدخال HTML. بالطبع يمكنك العثور على العديد من الثغرات الممكنة هناك، ولكن هناك طرقٌ أخرى يمكن من خلالها للمستخدم أن يقوم بإدخال البيانات، مثل عنوان الويب (URL)، أو عبر واحدةٍ من واجهات AJAX الخاصّة بك.

أفضل مكان للبحث فيه عن الثغرات هو الشيء الذي يريد المخترقون اختراقه بنفسه; جملة استعلام SQL بنفسها. على الأغلب، فإنّك تقوم بتنفيذ جميع عمليات الاستعلام عن طريق الأمر الأساسي نفسه، وربّما أمران آخران أو أكثر قليلًا. فقط ابحث عن هذه الأوامر في شفرتك البرمجية وستجد جميع الثغرات الممكنة بشكلٍ سريع. كمثال، إذا كانت شفرتك البرمجية مكتوبة بـPerl، فإنّ جميع عمليات استعلام SQL الخاصّة بك ستبدو هكذا:

$result = mysql_query($sql)

في تلك الحالة، يمكنك العثور بسرعة على جميع الثغرات الممكنة بواسطة سطر الأوامر، عبر استخدام أمر شبيه بالتالي:

$ grep -R mysql_query *

الخطوة الثالثة: نظف مدخلاتك

هناك العديد من التقنيات التي يستخدمها الناس لمنع هجمات حقن SQL، ولكن خطّ دفاعك الأمامي يجب أن يكون تنظيف جميع مُدخلات المستخدم من أيّ شفرة خبيثة مشبوهة. يجب ألّا تعتقد بتاتًا أنّ المستخدم سيقوم بإدخال البيانات بالطريقة التي تريدها. في الواقع، يجب عليك أن تفترض العكس - أنّهم سيقومون بإدخال الشفرات الخبيثة في كلّ مكانٍ ممكن في موقعك.

تنظيف المُدخلات يعني أنّه يجب اختبار جميع مُدخلات المستخدم للتأكّد من أنّها تحتوي فقط مُدخلات آمنة، مُدخلات لا يمكن استخدامها بتاتًا في شنّ هجوم.

المُدخلات التي سيتم إدخالها من طرف المستخدم إلى خادوم SQL الخاصّ بك ستكون على شكلَين:

1. كرقم، مثل 2097.
2. كسلسلة (string)، مثل اسم المستخدم، كلمة المرور أو البريد الإلكتروني.

تتوقّع شفرتك البرمجية دومًا مُدخَلًا واحدًا من هذين الشكلين. في الأمثلة التي ذكرناها ببداية هذا المقال، كان المثال الأوّل عبارة عن سلسلة نصّية، وكان المثال الثاني عبارةً عن رقم.

هناك أيضًا طريقتان لتنظيف البيانات: طريقة جيدة وطريقة سيئة. الطريقة السيئة هي التحقق من وجود حقن SQL الممكنة. السبب في كونها سيئة هو لأنّ عدد حقن SQL الممكن كبير جدًا، و"إبداع" المهاجمين واسع كذلك. الطريقة الجيّدة هي تنظيف البيانات للتعرّف على ما يبدو شكل الإدخال الصحيح عليه، وتجاهل كلّ شيء لا يتوافق مع شكل ذلك الإدخال الصحيح.

البيانات الرقمية هي الأسهل للتنظيف، لذا سنقوم بتغطية هذا أوّلًا. يمكن للرقم أن يحتوي على إشارة سالبة على يساره، أو أن يكون متبوعا بأرقام أخرى، وربّما يحتوي على فاصلة عشرية. هذا كلّ ما يمكن للبيانات الرقمية أن تبدو عليه، في Perl، ستبدو الشفرة التي تتحقق من البيانات الرقمية كالتالي:

if($numericaluserinput !~ /^-?[0-9.]+$/) {
  # البيانات المُدخلة ليست رقمًا
}

من الصعب تخيّل أيّ حقنة خبيثة يمكنها أن تتخطى ما سبق.

تنظيف المُدخلات النصّية أكثر صعوبة، لأنّه هناك العديد من الطرق لمحاولة إدخالها. يمكن للمهاجم أن يستخدم إشارات الاقتباس وغيرها بطرق "إبداعية" للقيام بالهجمات. في الواقع، محاولة إنشاء قائمة سوداء للحروف المُدخلة هو أمرٌ سيّء، لأنّه من السهل نسيان شيء مهم مثلًا.

هناك طريقة أفضل، كما قمنا مع البيانات الرقمية، وهي تقييد مُدخلات المستخدم إلى قائمة بيضاء من الحروف فقط. كمثال، عناوين البريد الإلكتروني لا يجب أن تحتوي على شيء سوى الأرقام والحروف العادية وبعض الإشارات مثل @ و _ وعدا ذلك، يجب منع كلّ الحروف الأخرى. في لغة Perl، ستبدو الشفرة كالتالي:

if($useremail ~= /^[0-9a-zA-Z\-_+.\@]$/) {
    # the user's email address is unacceptable
}

يمكن العثور على قوائم بيضاء للأنواع الأخرى من المُدخلات كذلك مثل اسم المستخدم وكلمة المرور.. إلخ.

قد تكون القوائم البيضاء مصدر إزعاج لبعض المستخدمين. فربّما يكون هناك رموز معيّنة في بعض مربّعات الإدخال تكون غير مقبولة من طرفها مثلًا، ولكنّك بالطبع حرّ لتقوم بتعديل القوائم البيضاء حسب حاجتك، ولكن لا تنسى أن تقوم ببحث عن الرموز والمحارف التي تريد تمكينها للتأكّد من أنّه لا يمكن استخدامها في حقن SQL، فعندما تختار بين حماية الموقع وراحة المستخدم، حماية الموقع تأتي أوّلًا.

تنظيف المُدخلات بواسطة القوائم البيضاء جيّد لأنّه سهل. إذا كنتَ مُدركًا بشكل صحيح للرموز والمحارف التي تقوم بتمكينها، فحينها سيكون هذا الحلّ كافيًا للتخليص من هجمات حقن SQL.

الخطوة الرابعة: قبول المدخلات الخطيرة

لا تنخدع بالعنوان! سنتحدّث فقط عن أهمّية عدم قبول المُدخلات الخطيرة.

صحيحٌ أنّ القوائم البيضاء شديدة التقييد جيّدة من أجل الحماية في حال ما إذا كان تطبيقك يستطيع أن يتوافق مع تلك التقييدات على المستخدمين. ولكن في بعض الحالات، قد يكون من المهمّ لنموذجك الربحي الخاصّ بالتطبيق ألّا تقوم بفرض أيّ تقييدات على مُدخلات المستخدمين.

في هذه الحالة، غالبًا ما تكون لغة البرمجة التي تستعملها في تطبيقك تحوي على مكتباتٍ تساعدك في تنظيف مُدخلات المستخدمين من الشفرات الخبيثة. كمثال، مكتبة Perl DBI تحوي طُرقًا متعددة لمنع مُدخلات المستخدمين من التعامل مع استعلام SQL بخارج المنطقة المخصصة لها:

my $sql = "INSERT INTO user (username, email) VALUES (?, ?)";
my $handle = $dbh->prepare( $sql );
$handle->execute( $untrustedusername, $untrustedemail);

في المثال السابق، تمّ استخدام إشارة ؟ كعناصر نائبة (placeholders). تقوم مكتبة Perl DBI باستبدال هذه الإشارات بالمتغيّرات الغير موثوقة والتي تمّ إدخالها من طرف المستخدم. ولكن أثناء القيام بهذا، تقوم مكتبة DBI بتقييد هذه المتغيرات وتجعلها تتعامل فقط مع الحقول المخصصة لها بجدول قاعدة البيانات.

هناك مكتبات مشابهة باللغات البرمجية الأخرى، إمّا لتقييد مُدخلات المستخدم، أو لتجاهل البيانات في حال حاولت التعامل مع خارج الحقل المخصص لها.

ميّزة هذه التقنية هي أنّك قادرٌ على إعطاء ثقتك بالأشخاص المطورين لتلك المكتبات، حيث أنّهم سيقومون بتطويرها، والحفاظ عليها بعيدة عن الثغرات الأمنية والمشاكل الخطيرة. ولكن عيب هذه التقنية هي أنّها أقل قابلية للقراءة البشرية، وهكذا ربّما تنسى استخدام المكتبة الصحيحة لحماية بعض من عمليات استعلام SQL الخاصّة بك.

الخطوة الخامسة: خفف ضرر الهجمات الناجحة

اعتمادًا على ماهيّة نموذج الأعمال الذي تقوم به بموقعك، فربّما تودّ القيام بإنشاء خطٍّ أخير للدفاع، شيء مستقل تمامًا عن مطوري تطبيقك. فبعد كلّ شيء، ربّما يستخدم واحدٌ منهم القوائم البيضاء الخاطئة في مكان ما، أو فشل باستخدام المكتبة الصحيحة لتنظيف المُدخلات. ثغرة واحدة فقط من هذا النوع قد تسبب في تحويل موقعك بأكمله إلى موقع قابل للاختراق عبر هجمات SQL.

أولًا، يجب عليك أن تفترض أنّ المهاجمين نجحوا باختراق دفاعاتك ضدّ حقن SQL، وأنّهم حصلوا على الصلاحيات الكاملة لإدارة خادومك. إنهم يملكون الآلة الآن بالكامل، على الرغم من أنّك من يهتم بصيانتها وتطويرها.

لتجنّب ذلك السقوط المروع، يجب على الخادوم نفسه أن يكون مضبوطًا داخل بيئة معزولة عن الشبكة، حيث يكون مستخدم الجذر على النظام غير قادر على الرؤية أو الوصول إلى أيّ أجزاء أخرى موجودة على خادومك. هذا النوع من الدفاع يدعى DMZ، وهو رائع للغاية، وهو كذلك خارج نطاق هذا الدرس.

مهما كانت الطريقة التي تستخدمها لتأمين خادومك ضدّ مستخدم مهاجم نجح بالدخول بالفعل، فإنّه يجب عليك أن تقوم بإعداد نظام تنبيهات يقوم بإخطار مدراء النظام في حال حصول نشاط معيّن على الخادوم. هذه التنبيهات ستخبرك ما إذا تمّ اختراق التطبيق، وأنّه عليك عمل مراجعة سريع للشفرة البرمجية وللخادوم نفسه. دون هذه التنبيهات، سيكون المهاجم قادرًا على قضاء وقتٍ ممتع في محاولة اختراق الـDMZ الخاصّ بك دون أن تشعر، وربّما لا تشعر بتاتًا بما يفعله إلى حين أن يسرق جميع البطاقات الائتمانية التي ظننت أنّها كانت معزولة تمامًا عن الخادوم، في بيئةً كنت تظن أنّها منفصلة عن خادومك الرئيسي.

الخطوة السادسة: وظف محترف حماية

إذا كنتَ تقوم بإدارة تطبيق ويب دون الاستعانة بخبير حماية، فحينها أنت تسبح بالمياه الخطيرة. وإذا كنت ولسبب ما غير قادر على توظيف خبير حماية وأمان، فإنّه يجب عليك الاستعانة بالقوائم البيضاء لتنظيف مُدخلات المستخدمين إلى حين. من السهل تضمين واستخدام القوائم البيضاء. لا بأس من تقييد تجرية المستخدمين قليلًا في سبيل حماية خادومك والبيانات الثمينة الموجودة عليه. وبمجرّد أن تقوم بتوظيف شخص يفهم في مجال الحماية والأمان، فستكون بعدها قادرًا بشكل أفضل على حماية موقعك من هجمات حقن SQL و XSS وغيرها من الهجمات الخطيرة التي قد تصيب موقعك.

ترجمة -وبتصرف- للمقال: How To Secure a Cloud Server Against SQL Injection.