Apress - Pro PHP Security - Snyder - 2005

529 Pages·2005·13.35 MB·English

SnyderSouthwell_5084Front.fm Page i Thursday, July 28, 2005 4:00 PM
Pro PHP Security
■ ■ ■
Chris Snyder and Michael Southwell
SnyderSouthwell_5084Front.fm Page ii Thursday, July 28, 2005 4:00 PM
Pro PHP Security
Copyright © 2005 by Chris Snyder and Michael Southwell
All rights reserved. No part of this work may be reproduced or transmitted in any form or by any means,
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Contents at a Glance
About the Authors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvii
About the Technical Reviewer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xix
Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xxi
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xxiii
PART 1 The Importance of Security
■ ■ ■
CHAPTER 1 Why Is Secure Programming a Concern? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
PART 2 Maintaining a Secure Environment
■ ■ ■
CHAPTER 2 Dealing with Shared Hosts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
CHAPTER 3 Maintaining Separate Development and Production
Environments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
CHAPTER 4 Keeping Software Up to Date . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
CHAPTER 5 Using Encryption I: Theory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
CHAPTER 6 Using Encryption II: Practice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
CHAPTER 7 Securing Network Connections I: SSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
CHAPTER 8 Securing Network Connections II: SSH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
CHAPTER 9 Controlling Access I: Authentication. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
CHAPTER 10 Controlling Access II: Permissions and Restrictions . . . . . . . . . . . 209
PART 3 Practicing Secure PHP Programming
■ ■ ■
CHAPTER 11 Validating User Input. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
CHAPTER 12 Preventing SQL Injection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
CHAPTER 13 Preventing Cross-Site Scripting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
CHAPTER 14 Preventing Remote Execution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
CHAPTER 15 Enforcing Security for Temporary Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
CHAPTER 16 Preventing Session Hijacking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
iii
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iv ■ CONTENTS AT A GLANCE
PART 4 Practicing Secure Operations
■ ■ ■
CHAPTER 17 Allowing Only Human Users . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
CHAPTER 18 Verifying Your Users’ Identities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
CHAPTER 19 Using Roles to Authorize Actions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
CHAPTER 20 Adding Accountability to TrackYour Users. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
CHAPTER 21 Preventing Data Loss. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
CHAPTER 22 Safely Executing System Commands. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419
CHAPTER 23 Handling Remote Procedure Calls Safely . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
CHAPTER 24 Taking Advantage of PeerReview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467
INDEX. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479
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CCoonntteennttss
About the Authors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvii
About the Technical Reviewer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xix
Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xxi
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xxiii
PART 1 The Importance of Security
■ ■ ■
■ CHAPTER 1 Why Is Secure Programming a Concern? . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
What Is Computer Security? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Why Absolute Computer Security Is Impossible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
What Kinds of Attacks Are Web Applications Vulnerable To? . . . . . . . . . . 4
When Users Provide Information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
When Information Is Provided to Users . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
In Other Cases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
PART 2 Maintaining a Secure Environment
■ ■ ■
■ CHAPTER 2 Dealing with Shared Hosts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
What Are the Dangers of Shared Hosting? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
An Inventory of Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Minimizing System-level Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
A Reasonable Standard of Protection for Multiuser Hosts . . . . . . . . . . . . 18
Allow No Shells. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Set Aggressive Database Permissions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Practice Translucency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Compile Your Configuration Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Keep Local Copies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Back Up Your Databases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Virtual Machines: A Safer Alternative to Traditional Virtual Hosting . . . . 21
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vi ■ CONTENTS
Shared Hosts from a System Administrator’s Point of View . . . . . . . . . . 22
Add a User for Each Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Fill Out the Filesystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Sample Apache Virtual Host Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Create a Secure Database. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Restrict Access to (cid:1)(cid:2)(cid:3) Only . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
■ CHAPTER 3 Maintaining Separate Development and Production
Environments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Why Separate Development and Production Servers? . . . . . . . . . . . . . . . 27
Effective Production Server Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
■ CHAPTER 4 Keeping Software Up to Date . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Installing Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Packages and Ports vs. Building by Hand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Compiling by Hand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Updating Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Keeping Apache and PHP Easily Updatable. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Monitoring Version Revisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Recompiling After Updating Libraries. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Using a Gold Server to Distribute Updates. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
■ CHAPTER 5 Using Encryption I: Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Encryption vs. Hashing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Encryption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Hashing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Algorithm Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
A Note on Password Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Recommended Encryption Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Symmetric Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Diffie-Hellman-Merkle Key Exchange. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Asymmetric Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Email Encryption Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
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■ CONTENTS vii
Recommended Hash Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
CRC32 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
MD5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
SHA-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
DSA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
New Hashing Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Related Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
base64. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
XOR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Random Numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Blocks, Modes, and Initialization Vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Streams and Blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Initialization Vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
US Government Restrictions on Exporting Encryption Algorithms . . . . . . 73
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
■ CHAPTER 6 Using Encryption II: Practice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Protecting Passwords . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Protecting Sensitive Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Symmetric Encryption in PHP: The (cid:4)(cid:2)(cid:5)(cid:6)(cid:3)(cid:7) Functions . . . . . . . . . . 80
Asymmetric Encryption in PHP: RSA and the
OpenSSL Functions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Verifying Important or At-risk Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Verification Using Digests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Verification Using Signatures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
■ CHAPTER 7 Securing Network Connections I: SSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Secure Sockets Layer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Transport Layer Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Certificates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
The SSL Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Providing SSL on Your Servers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
HTTP Over SSL: Apache’s (cid:4)(cid:8)(cid:9)(cid:10)(cid:1)(cid:1)(cid:11) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Obtaining a Server Certificate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Application-level SSL Support. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
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viii ■ CONTENTS
Connecting to SSL Servers Using PHP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
PHP’s Streams, Wrappers, and Transports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
The SSL and TLS Transports. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
The HTTPS Wrapper. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
The FTP and FTPS Wrappers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Secure IMAP and POP Support Using TLS Transport . . . . . . . . . . . 137
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
■ CHAPTER 8 Securing Network Connections II: SSH . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
The Original Secure Shell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Secure Shell Protocol Versions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Secure Shell Authentication with Pluggable
Authentication Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Using OpenSSH for Secure Shell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Installation and Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
SSH Port Forwarding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Using SSH with Your PHP Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
The Value of Secure Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
Should I Use SSL or SSH? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
■ CHAPTER 9 Controlling Access I: Authentication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
Authentication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
HTTP Authentication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
HTTP Basic Authentication. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
HTTP Digest Authentication. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
Two-factor Authentication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
Certificate-based Authentication Using HTTPS. . . . . . . . . . . . . . . . 187
Using One-Time Keys for Authentication. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
Single Sign-On Authentication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
Kerberos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
Building Your Own Single Sign-On System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
SnyderSouthwell_5084Front.fm Page ix Thursday, July 28, 2005 4:00 PM
■ CONTENTS ix
■ CHAPTER 10 Controlling Access II: Permissions and Restrictions . . . 209
Unix Filesystem Permissions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
An Introduction to Unix Permissions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
Manipulating Permissions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
Shared Group Directories. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
PHP Tools for Working with File Access Controls. . . . . . . . . . . . . . 215
Keeping Developers (and Daemons) in Their Home Directories . . 215
Protecting the System from Itself . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
Resource Limits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
Disk Quotas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
PHP’s Own Resource Limits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
Protecting Databases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
Database Filesystem Permissions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Controlling Database Access: Grant Tables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Hardening a Default MySQL Installation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
Grant Privileges Conservatively. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Avoid Unsafe Networking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
REALLY Adding Undo with Regular Backups. . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
PHP Safe Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
How Safe Mode Works. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
Other Safe Mode Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
Safe Mode Alternatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
PART 3 Practicing Secure
■ ■ ■
PHP Programming
■ CHAPTER 11 Validating User Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
What to Look For . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
Input Containing Metacharacters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
Wrong Type of Input. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
Too Much Input. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
Abuse of Hidden Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
Input Bearing Unexpected Commands. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232