SQLインジェクション — 入力からDBに不正な命令を送り込む

概要 — まず全体をつかむ

中級では「なぜ入力が命令に混ざるのか」と「どの層で断つか」を見ました。上級では、パラメータ化がプロトコルの中で何をしているか、そしてエラーが返らなくても情報を抜く手口まで踏み込みます。守り全体は Webのセキュリティ(全体像) に、入口の検証は 入力の検証 につながります。

詳細 — 1段階ずつ追う

パラメータ化の内部

「パラメータ化すれば安全」——なぜそう言えるのか。鍵は、DBとのやり取りが2段階に分かれている点です。

  • 準備(prepare) — アプリは SELECT * FROM users WHERE name = ? のような骨組みだけをDBに送る。DBはこの時点で構文を解析し、構文木(命令の形)を確定する。? は「ここに後で値が入る」という穴として記憶される
  • 実行(execute) — 続いて、入力値を別のメッセージとして送る。値は確定済みの穴にバインドされるだけで、構文の再解析は起きない
  • だから入力に ' OR '1'='1 のような命令の切れ端が混じっていても、それは穴に収まる1個の文字列としてしか扱われない。骨組みはもう変えられない ※1
アニメーション『SQLインジェクション(命令とデータの分離)』を開く
⚠ 危険:入力をそのまま連結入力欄(名前など)' OR '1'='1連結組み立てられたSQL(入力が命令の一部に化ける)SELECT * FROM usersWHERE name = '' OR '1'='1'結果:条件が常に真認証回避・全件取得ができてしまう入力(データのはず)が「命令」として解釈されてしまったWHERE の条件が「name='' または 1=1」となり、1=1 は常に成立 → 全行が対象に✓ 安全:パラメータ化(プレースホルダ)入力欄(名前など)' OR '1'='1値として渡す命令の骨組みは先に固定・入力は別枠(?)へSELECT * FROM usersWHERE name = ? ← 入力はここへ“データ”として結果:ただの検索語入力は命令に化けない(該当なしで安全)入力は必ず「値(データ)」として扱われ、命令として動かない入力全体が name の検索語(= "' OR '1'='1" という名前を探す)になるだけ要:命令(SQL)とデータ(入力)を分離する

文字列連結は、この2段階を1段階に潰してしまいます。骨組みと値を先に文字列として合体させ、その完成品をDBに構文解析させるので、値の中の記号が構文として解釈される余地が残る。パラメータ化の本質は「構文の確定を、値が届く前に済ませる」ことです。

登場人物メモ:

  • ※1 バインド — 確定済みの命令の「穴」に、入力値をデータとして流し込む操作。値は命令として再解釈されない
  • ※2 識別子 — 表名・列名・別名など、命令の骨組みを構成する名前。リテラル(値)とは別扱い
アニメーション『パラメータ化の内部(連結 vs プリペアド)』を開く
⚠ 危険:文字列連結(1段階)命令テンプレ(ただの文字列)"... WHERE name = '"入力(外から来た文字列)' OR '1'='1+ 先に文字列として合体完成した1本のSQL(丸ごと構文解析される)SELECT * FROM usersWHERE name = '' OR '1'='1'DBが構文解析入力が「命令」に化ける値のはずの記号が構文として解釈され、条件が常に真=認証回避・全件取得。骨組みが後から書き換わってしまう✓ 安全:プリペアド(2段階)① 準備(prepare)— 骨組みだけ先に送るSELECT * FROM usersWHERE name = ?DBが構文木を確定・? は「値の穴」として記憶② 実行(execute)— 入力を別メッセージで入力(外から来た文字列)' OR '1'='1確定済みの穴にバインド=「値」として収まる構文の再解析は起きない(骨組みは変えられない)入力はただの検索語"' OR '1'='1" という名前を探すだけ。命令には化けない(該当なしで安全)要点:構文の確定を「値が届く前」に済ませる=命令とデータを別々に渡す
やさしく言うと(中級
  1. パラメータ化クエリ(プレースホルダ) — 命令の骨組みを先に固定し、入力は「値(データ)」として別枠で渡す。命令とデータが分離されるので入力は命令として動かない。これが王道
  2. 文字列連結で SQL を組み立てない — これが鉄則。自前のエスケープは抜けやすい
  3. ORMの適切な利用 — ORM も内部でパラメータ化を使うが、生SQLを組み立てる箇所は同じリスクなので油断しない
  4. DBユーザーの最小権限 — アプリ用ユーザーに削除・全件取得などの過剰な権限を与えない。破られても被害を絞る
  5. 識別子は許可リストで — 表名・列名・並び順(ORDER BY)はプレースホルダで「値」として渡せない。動的に変えるなら、固定の許可リストから選ぶ(入力をそのまま使わない)
  6. エラー詳細を返さない — DBのエラーをそのまま画面に出すと、テーブル構造などのヒントを与える
  7. 入力検証 — 補助として型や形式も確かめる

識別子は値として渡せない

パラメータ化には届かない領域があります。プレースホルダでバインドできるのは、文字列や数値といったリテラル(値)だけです。

  • 表名・列名・ORDER BY の並び順・ASCDESC などは、命令の骨組みそのもの ※2。ここに ? を置くことはできない
  • 「並び替える列をユーザーが選べる」画面などでは、入力を識別子として使いたくなる。ここを連結すると、リテラルは守られているのに識別子経由で注入される
  • 正解は固定の許可リスト{"name": "name", "date": "created_at"} のように、入力キーをあらかじめ用意した安全な列名へ写像し、リストにないキーは拒否する。入力の文字列を直接SQLへ入れない

二次注入(stored / second-order)

「入口で検証したから安全」とは限りません。一度DBに保存された値が、あとで別のSQLに使われるときに牙をむくのが二次注入です。

  • 登録時:ユーザー名として admin'-- を保存する。保存処理自体はパラメータ化されていて、値は無害な文字列としてそのまま格納される
  • 利用時:別の機能がその保存値を読み出して、文字列連結でSQLを組み立てると、そこで初めて命令として解釈される
  • 教訓:危険は入力の瞬間ではなく、SQLを組み立てる瞬間に生まれる。DBから読んだ値も「外から来た値」と同じく信頼せず、使う箇所を必ずパラメータ化する

ブラインドSQLi

エラーメッセージを画面に出さないだけでは、根本対策になりません。攻撃者は応答の差を手がかりに、1ビットずつ情報を引き出せます。

  • 真偽ベース(boolean-based)AND 1=1(真)と AND 1=2(偽)を注入し、ページの表示が変わるか否かで条件の真偽を読む。「パスワードの1文字目はaより大きいか」を繰り返して1文字ずつ確定する
  • 時間ベース(time-based) — 表示に差が出ないときは、条件が真のときだけ SLEEP(5) のようにわざと遅延させる。応答時間の長短で真偽を読む
  • どちらも二分探索で効率化でき、自動化ツールにかかれば表全体が抜かれうる
  • だからエラー非表示は補助にすぎない。根本はパラメータ化で、そもそも命令を書き換えさせないこと

ORMの落とし穴

ORMやクエリビルダは内部でパラメータ化を使うので、普通に使う限り安全です。危険は「便利さの隙間」に潜みます。

  • 生SQLの断片find_by_sql("... WHERE name = '#{input}'") のように、生SQLに文字列補間すると素のインジェクション。ORMの内側でも連結は連結
  • クエリビルダへの補間where("age > #{input}") のように、ビルダのメソッドへ文字列を差し込む書き方は危険。値はプレースホルダ引数として渡す(where("age > ?", input)
  • ソート・列指定オプション — ORMの並び替え引数にユーザー入力をそのまま渡すと、識別子の注入になりうる。ここも許可リスト
  • 要は、ORMが守ってくれるのは値の部分だけ。骨組みに文字列を差し込む書き方をした瞬間、保護は外れる

スタッククエリと最小権限

  • スタッククエリ(積み重ね); DROP TABLE users のように、;複数の命令をまとめて実行させる手口。ドライバやDBの設定によっては1回の呼び出しで複数文が通ってしまう。多くのAPIは既定で単文しか許さないが、依存してはいけない
  • 最小権限 — アプリ用のDBユーザーに、必要以上の権限(DROP・全表参照・管理者権限)を与えない。注入が成立してもできることを絞れば被害を封じ込められる。参照専用の画面なら参照権限だけ、というように機能ごとに権限を分けるのが理想
  • 詳しくは データベースサーバ も参照

WAFの限界

  • WAFは万能ではない — WAF(Web Application Firewall)は既知の攻撃パターンを弾くが、パターンマッチングが土台なので、コメント挿入・大文字小文字・エンコード違い・等価な別表現で回避されうる。入口の網であって、根治ではない
  • 多層防御の一枚として — WAFは「時間稼ぎと検知」に価値がある。ただしアプリ側のパラメータ化が本丸で、WAFに寄りかかって連結を放置するのは順序が逆
  • エラーの露出 — 詳細エラーを隠してもブラインドで抜かれる。非表示は補助と心得る
  • 入力検証との役割分担入力の検証 は「形」を入口で確かめる担当。SQLインジェクションの根治は出口(DBへ渡す所)のパラメータ化で、両者は別concernとして両方やる
やさしく言うと(中級
  • エスケープ自作に頼る — 自前の文字置換は抜け穴が残りやすい。パラメータ化が正解
  • エラーメッセージの露出 — 詳細を隠しても、応答の真偽や時間差から探るブラインドな手口がある。だからエラー非表示は補助
  • ORMでも油断しない — 生SQLや動的な条件組み立ての箇所は同じリスク
  • 種類を知る — 結果に差が出るエラーベース、差が見えにくいブラインド(真偽・時間差)など手口は複数あるが、対策の根本は同じ

理解度チェック

そのまま解けます(成績は保存されません)。無料アカウントを作ると、学習の記録と進捗の山登りが始まります。

1. プリペアドステートメント(パラメータ化)が構造的に安全なのはなぜか?

2. 表名・列名や並び順(ORDER BY)を入力に応じて動的に切り替えたい。安全な設計は?

3. 二次注入(second-order)が教えている本質はどれ?

4. 真偽ベースのブラインドSQLインジェクションの説明として正しいのは?

5. WAF(Web Application Firewall)の限界として正しいのは?

6. アプリ用DBユーザーに最小権限を与えることが効く理由は?

7. セミコロンで複数の命令をまとめて実行させる手口を「○○クエリ」と呼ぶ。○○に入るカタカナは?

8. 時間ベースのブラインドSQLiで 条件が真のときだけわざと応答を遅らせるために使う代表的なSQL関数は?