【上传专题】服务器端过滤及其绕过方式

上一篇文章，讲述了如何绕过前端文件类型。

详情见：http://793404905.blog.51cto.com/6179428/1566743

1、引言

这一篇讲述一些常见的服务端过滤方式，以及各种过滤方式存在的隐患。并给出怎样处理服务端和前端过滤，以达到更加安全的上传机制。

2、本文大纲

1）Content-Type（Mime Type）检测过滤，以及如何绕过；

2）文件扩展名检测；

3）文件头检测；

4）文件加载检测。

3、Content-Type 检测过滤

按照正常的上传方式，会根据上传的文件类型，指定Content-Type类型，例如:jpg文件对应的Content-Type是image/jpeg;

见下例：

package com.fileupload.servlets;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.List;

import javax.servlet.ServletContext;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

import org.apache.commons.fileupload.FileItem;
import org.apache.commons.fileupload.FileUploadException;
import org.apache.commons.fileupload.disk.DiskFileItemFactory;
import org.apache.commons.fileupload.servlet.ServletFileUpload;

public class UploadFilterExtServlet extends HttpServlet {

	public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
			throws ServletException, IOException {

		if (!ServletFileUpload.isMultipartContent(request)) {
			response.getWriter().print("NOT MultiPart Request");
			return;
		}

		String webPath = this.getServletContext().getRealPath("");

		DiskFileItemFactory factory = new DiskFileItemFactory();
		factory.setSizeThreshold(1024 * 1024);
		factory.setRepository(new File(webPath + File.separator + "tmp")); // 临时仓库

		ServletFileUpload fileUpload = new ServletFileUpload(factory);
		fileUpload.setFileSizeMax(1024 * 1024 * 5);
		fileUpload.setSizeMax(1024 * 1024 * 6);
		fileUpload.setHeaderEncoding("utf-8");

		try {
			List<FileItem> fileItems = fileUpload.parseRequest(request);
			for (FileItem fileItem : fileItems) {
				String fieldName = fileItem.getFieldName();  // 字段名称
				String name = fileItem.getName();                      // 如果是表单字段，那么为空；否则为文件名
				String contentType = fileItem.getContentType(); // 获取上传文件的Content-Type类型
				if (!fileItem.isFormField()) { // 非表单字段，即上传文件
					File file = new File(webPath + File.separator + "upImage" + File.separator + name);
					if (!file.getParentFile().exists()) {
						file.mkdir();
					}
					if (contentType.equalsIgnoreCase("image/jpeg")) {
						fileItem.write(file);
					}else {
						if (file.exists() &&  file.isFile()) {
							fileItem.delete();
							response.getWriter().print("Invalid File.");
						}
					}
				}

			}

		} catch (FileUploadException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

	}

}

在修改Content-Type之后，服务端将认为此次上传是合法，因此也就绕过了Content-Type的限制。

4、文件扩展名检测

如果在java中使用文件扩展名，并不存在0x00截断的问题，但是如果是asp那么会出现0x00文件截断问题，例如：上传test.txt.jpg 将.修改为0x00，那么系统会认为test.txt才是其文件名称，具体这里不做介绍，但是作为一种相对简单还是有一定效果的检测方式，文件扩展名检测一般是必须的。但是并不代表其是种安全的依靠。

简单而言，我们可以修改文件名以jpg后缀即可，也就可以上传非法文件了。

if (contentType.endsWith("jpg")) { // 将3中代码，判断content-type修改为判断jpg后缀
    fileItem.write(file);
}

如下图：

那么同样可以上传非图片的文件，可能你会认为上传在服务器上的该文件，已经命名为jpg文件，顶多无法显示，如果你这样想就大错特错，因为可以将非法的脚本嵌入到文件中。并且文件名扩展的检测一般使用白名单比较好，因为黑名单难免会有遗漏，一旦遗漏了，也可能会有致命的问题。

5、文件头检测

通常一个文件会有一种标识，即表明该文件的类型。因此采用4中的方式上传一个txt文件，虽然其绕过了后缀名的检测，但是此时我们可以对该文件进行检测，初步判定该文件是否是jpg文件，也就是通过文件头来判定。

文件头一般是一个文件的开头字节内容，如下代码，展示java获取文件头的方式：

package com.fileupload.types;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

import org.apache.commons.codec.binary.Hex;

/**
 *  判断文件头类型是否合法
 * @author wangzp
 *
 */
public class FileType {

		public final static String JPG = "FFD8FF";

		public final static String PNG = "89504E47";

		public final static String GIF = "47494638";

		public final static String BMP = "424D";

		public final static Map<String, String> fileTypes = new HashMap<String, String>();

		static {
			fileTypes.put("jpg", JPG);
			fileTypes.put("png", PNG);
			fileTypes.put("gif", GIF);
			fileTypes.put("bmp", BMP);
		}

		/**
		 * 获取文件头
		 * @param filepath
		 * @return
		 * @throws IOException 
		 */
		public static String getFileHeader(File file) throws IOException {

			FileInputStream input = new FileInputStream(file);

			byte[] buffer = new byte[4];
			input.read(buffer, 0, buffer.length);
			input.close();

			return new String(Hex.encodeHex(buffer));
		}

		/**
		 * 验证文件头类型是否合法
		 * @param fileType
		 * @param file
		 * @return
		 * @throws IOException
		 */
		public static boolean isValidFile(String fileType, File file) throws IOException {
			String fileHeader = getFileHeader(file);
			String fileTypeHeader = fileTypes.get(fileType);

			if (fileHeader == null || fileTypeHeader == null) {
				return false;
			}

			if (fileHeader.startsWith(fileTypeHeader)) {
				return true;
			}
			return false;
		}

}

由此，我们可以在上传之后判断该文件是否是合法文件，如下代码展示：

if (name.endsWith("jpg")) {
						fileItem.write(file);
						if (!FileType.isValidFile("jpg", file)) {
//							fileItem.delete();
							file.delete();
							return;
						}else {
							response.getWriter().print("Invalid File Header.");
							return;
						}

					}

代码有点粗糙，但基本可以展示出使用test.txt伪装的jpg文件，是无法上传成功的；但是这不是绝对的，因此可以在图片中加入虚假的文件头。那么面对这种情况，该如何解决呢？接下来将使用文件加载检测。

6、文件加载检测

文件加载实际上是对文件的预览方式，可以分为一次渲染和二次渲染；一般而言二次渲染后的图片很难攻入，很难在图片中嵌入代码，因此个人建议使用二次渲染，至少应该一次渲染，如果渲染失败，可以认为该文件是非法文件。不让其上传。

在本文中，不介绍文件加载检测过程，将在后续文章中介绍图片渲染的方法。