SQL injection – co to jest i jak zabezpieczyć się przed atakiem?

SQL injection jest jednym z najbardziej destrukcyjnych i powszechnych zagrożeń dla bezpieczeństwa aplikacji internetowych. Jak dzięki niemu hakerzy manipulują zapytaniami baz danych i jak się przed tym chronić?

Z tego artykułu dowiesz się:

• Czym jest SQL injection?
• Jakie są rodzaje SQL injection?
• Jak działa SQL injection?
• Jaki jest wpływ SQL injection na firmy i użytkowników?
• Jakie są przykłady znanych ataków SQL injection?
• Jak wykrywać SQL injection?
• Jakie są metody zabezpieczeń przed SQL injection?

SQL injection – definicja

SQL injection to rodzaj ataku polegający na wstrzykiwaniu złośliwego kodu SQL do zapytań bazy danych za pośrednictwem formularzy internetowych lub innych wejść dostępnych dla użytkownika. Jest to jedno a największych zagrożeń dla bezpieczeństwa witryny i jedna z najbardziej znanych metod atakowania aplikacji korzystających z baz danych. Na przykład, jeśli aplikacja webowa korzysta z prostego zapytania SQL do sprawdzenia nazwy użytkownika i hasła podczas logowania, atakujący może dodać do pola logowania specjalnie spreparowany tekst, który zmienia logikę zapytania i zmusić system do zwrócenia wartości prawdziwej bez względu na wprowadzone hasło, co skutkuje nieautoryzowanym dostępem^{[1] [2]}.

SQL injection to rodzaj ataku cybernetycznego, który polega na wstrzyknięciu złośliwego kodu SQL do zapytań bazy danych, co umożliwia manipulację danymi i przejęcie kontroli nad systemem.

Definicja SQL injection

SQL injection pojawiło się razem z rosnącą popularnością baz danych w aplikacjach internetowych na przełomie lat 90. i początku 2000. Gdy bezpieczeństwo aplikacji webowych nie było jeszcze dobrze zrozumiane ani szeroko stosowane, ataki te były stosunkowo łatwe do przeprowadzenia i często udane, co wynikało z braku odpowiednich zabezpieczeń i niewystarczającej świadomości ryzyka wśród programistów. Wiele wczesnych systemów internetowych po prostu nie przewidywało, że użytkownicy mogą próbować manipulować zapytaniami SQL poprzez formularze wejściowe^[3].

Na początku XXI wieku, gdy skutki i potencjalne zagrożenia związane z SQL injection stały się bardziej znane, organizacje takie jak OWASP (Open Web Application Security Project) zaczęły przykładać większą wagę do edukowania programistów i firm z zakresu bezpieczeństwa aplikacji webowych. Z czasem narzędzia i techniki programowania ewoluowały, co wraz z lepszą walidacją danych wejściowych i świadomością bezpieczeństwa wśród programistów przyczyniło się do zmniejszenia podatności na ataki SQL injection^[4].

Rodzaje SQL injection

SQL injection może przyjąć kilka różnych form:

• In-band SQL injection to najprostsza i najczęściej stosowana forma, w której atakujący korzysta z tej samej komunikacji do wykonania ataku i do zebrania wyników. Dzieli się na dwa główne typy:
  • W error-based SQL injection atakujący celowo wprowadza błędne zapytania SQL, aby baza danych zwróciła błędy, które mogą ujawnić ważne informacje o jej strukturze. Informacje mogą być wykorzystane do dalszych ataków.
  • Union-based SQL injection wykorzystuje operację SQL `UNION` do połączenia złośliwego zapytania z legalnym zapytaniem aplikacji w celu wydobycia dodatkowych danych z bazy.
• W przypadku inferential SQL injection żadne dane nie są zwracane bezpośrednio przez bazę danych; atakujący musi wywnioskować strukturę lub dane bazy danych poprzez obserwację zachowania aplikacji. Obejmuje to dwa typy ataków:
  • W boolean-based blind SQL injection atakujący wysyła zapytanie SQL, które zmusza aplikację do wykonania logiki `true/false`. Odpowiedzi są analizowane, aby zrozumieć czy zapytanie było prawdziwe lub fałszywe – w ten sposób można zrekonstruować dane.
  • Time-based blind SQL injection opóźnia odpowiedź bazy danych, zwykle za pomocą poleceń takich jak `SLEEP`, aby na podstawie czasu odpowiedzi wywnioskować czy określone zapytanie SQL jest prawdziwe.
• Out-of-band SQL injection stosuje się, gdy bezpośrednia transmisja danych między atakującym a bazą danych jest trudna lub niemożliwa. Atakujący polega na zdolności serwera do wykonywania DNS lub HTTP żądań do zewnętrznego serwera, kontrolowanego przez atakującego. Można to wykorzystywać do bezpośredniego przekazywania atakującemu danych.

Działanie SQL injection

SQL injection działa poprzez wykorzystanie luk w walidacji danych wejściowych przez aplikację, co pozwala atakującym manipulować zapytaniami SQL. Dzięki temu można też modyfikować istniejące zapytania lub wstrzykiwać nowe, co może prowadzić do nieautoryzowanego dostępu do danych, ich modyfikacji, a nawet zniszczenia.

Przykładem działania SQL injection może być sytuacja, w której aplikacja webowa pyta użytkownika o nazwę użytkownika i hasło, a następnie przekazuje te dane bezpośrednio do zapytania SQL, które sprawdza ich zgodność z bazą danych. Gdy użytkownik wpisuje swoją nazwę użytkownika i hasło, aplikacja generuje zapytanie, na przykład:

SELECT * FROM users WHERE username = 'wpisana_nazwa' AND password = 'wpisane_hasło';

Jeśli atakujący wpisze w pole nazwy użytkownika np. `admin’ –`, reszta zapytania staje się komentarzem, co eliminuje potrzebę dopasowania hasła. Całe zapytanie przekształci się w:

SELECT * FROM users WHERE username = 'admin' --' AND password = 'wpisane_hasło';

Inny przykład dotyczy wstrzykiwania złośliwego kodu, który może służyć do wydobycia danych z bazy. Atakujący może próbować dodać do zapytania SQL polecenie `UNION` pozwalające dołączyć dodatkowe wyniki do pierwotnego zapytania. Jeśli chce on uzyskać dostęp do listy użytkowników, może użyć czegoś takiego:

UNION SELECT username, password FROM users

W ten sposób, jeśli oryginalne zapytanie zwróci jakiekolwiek wyniki, dołączą do nich również nazwy użytkowników i hasła, dzięki czemu będzie można je przejąć.

Wpływ SQL injection na firmy i użytkowników

Dla firm skutki ataku SQL injection mogą obejmować wiele płaszczyzn. Naruszenie bezpieczeństwa danych może prowadzić do utraty poufnych informacji (np. danych klientów czy szczegółów transakcji), co może skutkować poważnymi stratami finansowymi. Może to też grozić utratą zaufania klientów i partnerów biznesowych.

Nie można również ignorować kosztów związanych z naprawą szkód po ataku SQL injection, takich jak wydatki na zabezpieczenie systemów, audyty bezpieczeństwa, aktualizację oprogramowania i szkolenie personelu. W skrajnych przypadkach, jeśli dojdzie do naruszenia przepisów o ochronie danych, organy regulacyjne mogą nałożyć na firmę surową karę finansową.

SQL injection może mieć też poważne konsekwencje dla indywidualnych użytkowników. Jest to najczęstsza forma kradzieży tożsamości czy danych karty kredytowej lub konta bankowego, a poza tym może zakłócić normalne działanie aplikacji online.

Przykłady znanych ataków SQL injection

Ataki SQL injection były przyczyną wielu znaczących naruszeń bezpieczeństwa na przestrzeni lat:

• Jedno z najbardziej znaczących naruszeń bezpieczeństwa miało miejsce w 2011 roku. Grupa hakerów LulzSec przeprowadziła wtedy serię ataków SQL injection na różne firmy, w tym Sony Pictures. Atakujący uzyskali dostęp do haseł, adresów e-mail, adresów domowych, dat urodzenia ponad miliona użytkowników, co miało dla Sony poważne konsekwencje zarówno pod względem finansowym, jak i reputacyjnym^[5].
• W 2008 roku doszło do ataku SQL injection, który do dziś jest jednym z największych przypadków kradzieży danych kart kredytowych w historii. Hakerzy uzyskali dostęp do systemów Heartland – firmy zajmującej się przetwarzaniem płatności i wykradli informacje z około 130 milionów kart kredytowych i debetowych^[6].
• W 2012 roku miał miejsce atak na Yahoo i chociaż nie był tak szeroko omawiany jak inne, był związany z wykorzystaniem SQL injection. Hakerzy zdołali wykraść hasła i dane osobowe z około 450 tysięcy kont użytkowników, co pokazało, że nawet największe firmy technologiczne są podatne na stosunkowo proste techniki ataków^[7].
• W 2016 roku, w czasie wyborów prezydenckich w USA, hakerzy wykorzystali SQL injection do uzyskania dostępu do danych osobowych około 200 tysięcy wyborców^[8].

Wykrywanie SQL injection

Wykrywanie SQL injection wymaga przede wszystkim implementacji solidnych procedur walidacji danych wejściowych, które mogą wychwycić próby wstrzyknięcia złośliwego kodu SQL na wczesnym etapie. Obejmuje to sprawdzanie wszystkich danych wprowadzanych przez użytkowników pod kątem nieprawidłowych znaków czy prób manipulacji zapytaniami SQL.

Jednym z efektywnych sposobów na wykrywanie potencjalnych prób ataków SQL injection jest użycie specjalistycznego oprogramowania do skanowania bezpieczeństwa, które analizuje aplikacje webowe w poszukiwaniu słabości. Przykładem jest OWASP ZAP (Zed Attack Proxy), jedno z najlepszych narzędzi open-source, które nie tylko wykrywa luki w bezpieczeństwie w aplikacjach webowych, ale także daje możliwość przeprowadzenia pasywnego i aktywnego skanowania.

Ważne jest także monitorowanie i analizowanie dzienników aplikacji oraz bazy danych – pozwala to zidentyfikować niezwykłych wzorców zapytań, które mogą wskazywać na próby SQL injection. Mogą w tym pomóc narzędzia do zarządzania logami (np. Middleware czy Better Stack), szczególnie te umożliwiające ustawienie alarmów na określone typy zapytań lub nieoczekiwane wzorce dostępu.

Metody zabezpieczeń przed SQL injection

Zabezpieczenie przed SQL injection wykorzystuje kilka metod i technik:

• Parametryzacja zapytań to najskuteczniejsza metoda obrony przed SQL injection. Polega ona na użyciu parametrów zamiast konkatenacji stringów przy tworzeniu zapytań SQL. W ten sposób wartości wprowadzane przez użytkownika traktuje się jako dane, a nie jako część kodu SQL, co uniemożliwia ich interpretację przez interpreter SQL jako polecenia.
• Escapowanie danych wejściowych nie jest tak skuteczne jak parametryzacja, ale może pomóc w ograniczeniu ryzyka. Polega to na dodaniu specjalnych znaków przed znakami, które mogłyby zostać zinterpretowane jako część polecenia SQL (np. pojedyncze czy podwójne cudzysłowy).
• Ograniczenie tego, co użytkownicy mogą wprowadzać poprzez stosowanie silnej walidacji formularzy i innych punktów wejścia jest ważnym środkiem bezpieczeństwa. Walidacja powinna sprawdzać, czy dane wejściowe są tego typu oczekiwanego przez aplikację (np. liczby, tekst bez specjalnych znaków) oraz czy mieszczą się w oczekiwanych limitach długości.
• Zasada najmniejszych uprawnień, czyli ograniczanie uprawnień użytkowników i procesów do minimum niezbędnego do wykonania ich funkcji, zmniejsza ryzyko. Jeśli aplikacja internetowa wymaga tylko dostępu do odczytu z określonych tabel, nie powinna mieć uprawnień do ich modyfikacji czy usuwania.
• Narzędzia do zarządzania bezpieczeństwem aplikacji webowych (WAF) analizują ruch sieciowy między użytkownikiem a aplikacją i może identyfikować i blokować żądania zawierające złośliwy kod SQL