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在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，數(shù)據(jù)安全至關(guān)重要。而在使用 Python 進(jìn)行數(shù)據(jù)庫操作時(shí)，SQL 注入是一個(gè)不容忽視的安全隱患。SQL 注入是一種常見的網(wǎng)絡(luò)攻擊手段，攻擊者通過在應(yīng)用程序的輸入字段中添加惡意的 SQL 代碼，從而繞過應(yīng)用程序的安全機(jī)制，非法獲取、修改或刪除數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。本文將深入淺出地剖析 Python 如何防止 SQL 注入，幫助開發(fā)者編寫更加安全的代碼。

什么是 SQL 注入

SQL 注入是指攻擊者通過向應(yīng)用程序的輸入字段中添加惡意的 SQL 代碼，來改變?cè)镜?SQL 查詢語句的語義，從而達(dá)到非法操作數(shù)據(jù)庫的目的。例如，在一個(gè)簡(jiǎn)單的登錄表單中，用戶輸入用戶名和密碼，應(yīng)用程序會(huì)根據(jù)用戶輸入的信息構(gòu)建一個(gè) SQL 查詢語句來驗(yàn)證用戶的身份。如果應(yīng)用程序沒有對(duì)用戶輸入進(jìn)行有效的過濾和驗(yàn)證，攻擊者就可以通過輸入惡意的 SQL 代碼來繞過身份驗(yàn)證。

假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的登錄驗(yàn)證 SQL 語句如下：

SELECT * FROM users WHERE username = '輸入的用戶名' AND password = '輸入的密碼';

如果攻擊者在用戶名輸入框中輸入 ' OR '1'='1，密碼輸入框中隨意輸入，那么最終的 SQL 語句就會(huì)變成：

SELECT * FROM users WHERE username = '' OR '1'='1' AND password = '隨意輸入的密碼';

由于 '1'='1' 始終為真，所以這個(gè)查詢語句會(huì)返回所有的用戶記錄，攻擊者就可以繞過登錄驗(yàn)證。

Python 中 SQL 注入的常見場(chǎng)景

在 Python 中，使用不同的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫操作時(shí)，都可能存在 SQL 注入的風(fēng)險(xiǎn)。以下是幾種常見的場(chǎng)景：

使用字符串拼接構(gòu)建 SQL 語句

這是最容易導(dǎo)致 SQL 注入的方式。例如，使用 MySQLdb 驅(qū)動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫操作：

import MySQLdb

username = input("請(qǐng)輸入用戶名: ")
password = input("請(qǐng)輸入密碼: ")

conn = MySQLdb.connect(host='localhost', user='root', password='password', database='test')
cursor = conn.cursor()

sql = "SELECT * FROM users WHERE username = '" + username + "' AND password = '" + password + "';"
cursor.execute(sql)
results = cursor.fetchall()

if results:
    print("登錄成功")
else:
    print("登錄失敗")

conn.close()

在這個(gè)例子中，用戶輸入的內(nèi)容直接拼接到 SQL 語句中，沒有進(jìn)行任何過濾和驗(yàn)證，攻擊者可以通過輸入惡意的 SQL 代碼來繞過登錄驗(yàn)證。

使用格式化字符串構(gòu)建 SQL 語句

使用格式化字符串構(gòu)建 SQL 語句也存在同樣的風(fēng)險(xiǎn)。例如：

import sqlite3

username = input("請(qǐng)輸入用戶名: ")
password = input("請(qǐng)輸入密碼: ")

conn = sqlite3.connect('test.db')
cursor = conn.cursor()

sql = f"SELECT * FROM users WHERE username = '{username}' AND password = '{password}';"
cursor.execute(sql)
results = cursor.fetchall()

if results:
    print("登錄成功")
else:
    print("登錄失敗")

conn.close()

同樣，用戶輸入的內(nèi)容直接嵌入到 SQL 語句中，容易受到 SQL 注入攻擊。

Python 防止 SQL 注入的方法

使用參數(shù)化查詢

參數(shù)化查詢是防止 SQL 注入的最有效方法。不同的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)都支持參數(shù)化查詢，它會(huì)將用戶輸入的內(nèi)容作為參數(shù)傳遞給 SQL 語句，而不是直接拼接到 SQL 語句中。這樣，數(shù)據(jù)庫會(huì)自動(dòng)對(duì)用戶輸入進(jìn)行處理，防止惡意的 SQL 代碼注入。

使用 MySQLdb 進(jìn)行參數(shù)化查詢

import MySQLdb

username = input("請(qǐng)輸入用戶名: ")
password = input("請(qǐng)輸入密碼: ")

conn = MySQLdb.connect(host='localhost', user='root', password='password', database='test')
cursor = conn.cursor()

sql = "SELECT * FROM users WHERE username = %s AND password = %s;"
cursor.execute(sql, (username, password))
results = cursor.fetchall()

if results:
    print("登錄成功")
else:
    print("登錄失敗")

conn.close()

在這個(gè)例子中，使用 %s 作為占位符，將用戶輸入的內(nèi)容作為元組傳遞給 execute 方法。MySQLdb 會(huì)自動(dòng)對(duì)用戶輸入進(jìn)行處理，防止 SQL 注入。

使用 sqlite3 進(jìn)行參數(shù)化查詢

import sqlite3

username = input("請(qǐng)輸入用戶名: ")
password = input("請(qǐng)輸入密碼: ")

conn = sqlite3.connect('test.db')
cursor = conn.cursor()

sql = "SELECT * FROM users WHERE username =? AND password =?;"
cursor.execute(sql, (username, password))
results = cursor.fetchall()

if results:
    print("登錄成功")
else:
    print("登錄失敗")

conn.close()

在 sqlite3 中，使用 ? 作為占位符，同樣將用戶輸入的內(nèi)容作為元組傳遞給 execute 方法，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化查詢。

使用 SQLAlchemy 進(jìn)行參數(shù)化查詢

SQLAlchemy 是一個(gè)強(qiáng)大的 Python SQL 工具包，它也支持參數(shù)化查詢。例如：

from sqlalchemy import create_engine, text

engine = create_engine('sqlite:///test.db')
username = input("請(qǐng)輸入用戶名: ")
password = input("請(qǐng)輸入密碼: ")

with engine.connect() as conn:
    sql = text("SELECT * FROM users WHERE username = :username AND password = :password;")
    result = conn.execute(sql, {"username": username, "password": password})
    rows = result.fetchall()

if rows:
    print("登錄成功")
else:
    print("登錄失敗")

在 SQLAlchemy 中，使用 :參數(shù)名 作為占位符，將用戶輸入的內(nèi)容作為字典傳遞給 execute 方法。

輸入驗(yàn)證和過濾

除了使用參數(shù)化查詢，還可以對(duì)用戶輸入進(jìn)行驗(yàn)證和過濾。例如，只允許用戶輸入合法的字符，如字母、數(shù)字等?？梢允褂谜齽t表達(dá)式來實(shí)現(xiàn)輸入驗(yàn)證。

import re

username = input("請(qǐng)輸入用戶名: ")
password = input("請(qǐng)輸入密碼: ")

if not re.match(r'^[a-zA-Z0-9]+$', username):
    print("用戶名包含非法字符")
else:
    # 進(jìn)行數(shù)據(jù)庫操作
    pass

在這個(gè)例子中，使用正則表達(dá)式 ^[a-zA-Z0-9]+$ 來驗(yàn)證用戶名是否只包含字母和數(shù)字。如果包含非法字符，則提示用戶輸入不合法。

總結(jié)

SQL 注入是一個(gè)嚴(yán)重的安全隱患，在使用 Python 進(jìn)行數(shù)據(jù)庫操作時(shí)，必須采取有效的措施來防止 SQL 注入。使用參數(shù)化查詢是最有效的方法，不同的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)都支持參數(shù)化查詢。同時(shí)，對(duì)用戶輸入進(jìn)行驗(yàn)證和過濾也是一種重要的安全措施。通過這些方法，可以大大提高應(yīng)用程序的安全性，保護(hù)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不被非法獲取和修改。