Java使用过滤器防止SQL注入XSS脚本注入

前几天有个客户在系统上写了一段html语句，打开页面就显示一张炒鸡大的图片，影响美观。后来仔细想想，幸亏注入的仅仅是html语句，知道严重性后，马上开始一番系统安全配置。

一. 定义过滤器

package com.cn.unit.filter;

import java.io.IOException;

import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.FilterConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

import org.apache.commons.lang.StringUtils;
import org.springframework.web.multipart.MultipartHttpServletRequest;
import org.springframework.web.multipart.commons.CommonsMultipartResolver;

/**
 * 过滤器
 * Created by adonis on 2020/12/12
 */
public class SafeFilter implements Filter{
    
    
	
	// 配置信息对象
	public FilterConfig filterConfig;
	
	/**
	 * 初始化
	 * 与我们编写的Servlet程序一样，Filter的创建和销毁由WEB服务器负责。 
	 * Web应用程序启动时，Web服务器将创建Filter的实例对象，并调用其init方法，读取web.xml配置，
	 * 完成对象的初始化功能，从而为后续的用户请求作好拦截的准备工作。
	 * Filter对象只会创建一次，init方法也只会执行一次。
	 * 开发人员通过init方法的参数，可获得代表当前Filter配置信息的FilterConfig对象。
	 */
    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
    
    
    	filterConfig = config;
	}
 	
 	/**
     * 拦截请求
     * 这个方法完成实际的过滤操作。当客户请求访问与过滤器关联的URL的时候，Servlet过滤器将先执行doFilter方法。
     * FilterChain参数用于访问后续过滤器。
     */
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
                         FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
    
    
        HttpServletRequest httpRequest = (HttpServletRequest) request;
        String enctype = httpRequest.getContentType();
        if(StringUtils.isNotBlank(enctype) && enctype.contains("multipart/form-data")){
    
    
        	// 上传文件
        	CommonsMultipartResolver commonsMultipartResolver = new CommonsMultipartResolver(
    			   httpRequest.getSession().getServletContext());
    		MultipartHttpServletRequest multipartRequest = commonsMultipartResolver.resolveMultipart(httpRequest);
    		XssHttpServletRequestWrapper xssRequest = new XssHttpServletRequestWrapper(multipartRequest);
    		chain.doFilter(xssRequest, response);
        }else{
    
    
        	// 普通表单和Ajax
        	XssHttpServletRequestWrapper xssRequest = new XssHttpServletRequestWrapper((HttpServletRequest) request);
        	chain.doFilter(xssRequest, response);
        }
    }
    
    /**
     * 销毁
     * Filter对象创建后会驻留在内存，当Web应用移除或服务器停止时才销毁。在Web容器卸载Filter对象之前被调用。
     * 该方法在Filter的生命周期中仅执行一次。在这个方法中，可以释放过滤器使用的资源。
     */
    @Override
    public void destroy() {
    
    
    	this.filterConfig = null;
	}
	
}

二. 过滤包装器，实现参数值过滤

package com.cn.unit.filter;

import java.util.Map;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletRequestWrapper;

/**
 * 用户请求包装类
 * Created by adonis on 2020/12/12
 */
public class SafeHttpServletRequestWrapper extends HttpServletRequestWrapper{
    
    

    public SafeHttpServletRequestWrapper(HttpServletRequest request) {
    
      
        super(request);
    }
    
    @Override  
    public String getParameter(String name) {
    
      
        String value = super.getParameter(name);  
        if (value != null) {
    
      
            value = xssEncode(value);  
        }  
        return value;  
    }
    @Override
    public String[] getParameterValues(String name) {
    
    
        String[] value = super.getParameterValues(name);
        if(value != null){
    
    
            for (int i = 0; i < value.length; i++) {
    
    
                value[i] = xssEncode(value[i]);
            }
        }
        return value;
    }
	@Override
    public Map getParameterMap() {
    
    
        return super.getParameterMap();
    }
    
	/**
	 * 请求头不过滤
	 */
    @Override  
    public String getHeader(String name) {
    
      
    	return super.getHeader(name);
    }  
    
    /** 
     * 将容易引起注入的关键字的半角字符直接替换成全角字符
     * @param value 过滤前的值
     * @return 过滤后的值
     */  
    private static String xssEncode(String value) {
    
      
        if (value == null || value.isEmpty()) {
    
    
            return value;
        }
        // 防SQL注入转义
		value = StringEscapeUtils.escapeSql(value);
		
		// HTML防注入，个人建议使用第三种
        // 1.防HTML注入转义(HtmlUtils工具类，汉字不转义，双引号转义，存在JSON封装需要反转义)
        value = HtmlUtils.htmlEscape(value);
        /*
        // 2.防HTML注入转义(StringEscapeUtils工具类，汉字也转义，取出时需要反转义)
        // value = StringEscapeUtils.escapeHtml(value);
        // 3.字符串替换法（通过各种循环替换字符串测试，最终还是replace替换效果最佳）
        value = value.replaceAll("<", "＜");
        value = value.replaceAll(">", "＞");
        value = value.replaceAll("'", "＇");
        value = value.replaceAll(";", "﹔");
        value = value.replaceAll("&", "＆");
        value = value.replaceAll("%", "﹪");
        value = value.replaceAll("#", "＃");
        value = value.replaceAll("select", "seleᴄt");// "c"→"ᴄ"
        value = value.replaceAll("truncate", "trunᴄate");// "c"→"ᴄ"
        value = value.replaceAll("exec", "exeᴄ");// "c"→"ᴄ"
        value = value.replaceAll("join", "jᴏin");// "o"→"ᴏ"
        value = value.replaceAll("union", "uniᴏn");// "o"→"ᴏ"
        value = value.replaceAll("drop", "drᴏp");// "o"→"ᴏ"
        value = value.replaceAll("count", "cᴏunt");// "o"→"ᴏ"
        value = value.replaceAll("insert", "ins℮rt");// "e"→"℮"
        value = value.replaceAll("update", "updat℮");// "e"→"℮"
        value = value.replaceAll("delete", "delet℮");// "e"→"℮"
        
        value = value.replaceAll("script", "sᴄript");// "c"→"ᴄ"
        value = value.replaceAll("cookie", "cᴏᴏkie");// "o"→"ᴏ"
        value = value.replaceAll("iframe", "ifram℮");// "e"→"℮"
        value = value.replaceAll("onmouseover", "onmouseov℮r");// "e"→"℮"
        value = value.replaceAll("onmousemove", "onmousemov℮");// "e"→"℮"*/
        return value;
    }  
}

三. 配置web.xml添加过滤器

<!-- 配置过滤器防止SQL注入XSS注入 -->
<filter>
    <filter-name>XssSqlFilter</filter-name>
    <filter-class>com.cn.unit.filter.SafeFilter</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>XssSqlFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

配置各节点简单介绍：

节点名	介绍
<filter>	指定一个过滤器
<filter-name>	用于为过滤器指定一个名字，该元素的内容不能为空
<filter-class>	指定过滤器的完整的限定类名
<init-param>	为过滤器指定初始化参数。在过滤器中，可以使用FilterConfig接口对象来访问初始化参数
<param-name>	<init-param>的子元素，指定参数的名字
<param-value>	<init-param>的子元素，指定参数的值
<filter-mapping>	设置一个Filter所负责拦截的资源。可通过Servlet名称或资源访问的请求路径指定
<filter-name>	子元素用于设置filter的注册名称。该值必须是在<filter>元素中声明过的过滤器的名字
<url-pattern>	设置 filter 所拦截的请求路径(过滤器关联的URL样式)
<servlet-name>	指定过滤器所拦截的Servlet名称
<dispatcher>	指定过滤器所拦截的资源被 Servlet 容器调用的方式，默认REQUEST

四. 静态资源跳过过滤

在实际开发的过程中，js、css等静态资源也进行过滤，消耗服务器性能，因此把一些不必要过滤的直接跳过过滤器，实现如下：

4.1 在web.xml配置文件中添加参数，保存静态资源所在的路径

<init-param>
	<param-name>excludeFilter</param-name><!-- 静态资源不进行过滤，如js、css文件 -->
	<param-value>/document/;/ligentres/</param-value>
</init-param>

如图：

4.2 过滤器初始化方法，读取静态资源所在的路径

public FilterConfig filterConfig;
public String[] excludeFilterArray;
@Override
public void init(FilterConfig config) throws ServletException {
    
    
	filterConfig = config;
    // 读取web配置文件中的静态资源所在路径
	String excludeFilter = filterConfig.getInitParameter("excludeFilter");
	excludeFilterArray = excludeFilter.split(";");
}

4.3 过滤器拦截请求，若是静态资源所在的路径直接跳过过滤器

@Override
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
    
    
    HttpServletRequest httpRequest = (HttpServletRequest) request;
    String uri = httpRequest.getRequestURI();
    // 静态资源直接跳过,不进行过滤
    if(uri==null||this.isContains(uri, excludeFilterArray)) {
    
    
    	chain.doFilter(request, response);
    	return;
    }
    ......
}

// 判断数组是否包含某一元素
public boolean isContains(String uri, String[] regx) {
    
    
   	boolean result = false;
   	for (int i = 0; i < regx.length; i++) {
    
    
    	if (uri.indexOf(regx[i]) != -1) {
    
    
    		return true;
    	}
   	}
   	return result;
}

五. 大功告成

借鉴前人的经验，一开始测试的时候发现，普通的表单提交和ajax提交可以过滤其参数，但上传文件时就无法进入过滤了。

后来经过研究，用于处理文件上传的 MultipartResolver ，当收到请求时，DispatcherServlet 的 checkMultipart() 方法会调用 MultipartResolver 的 isMultipart() 方法判断请求中是否包含文件。如果请求数据中包含文件，则调用 MultipartResolver 的 resolveMultipart() 方法对请求的数据进行解析，然后将文件数据解析成 MultipartFile 并封装在 MultipartHttpServletRequest 对象中，最后传递给 Controller。因此我们只需要在定义过滤器时，先获取请求头判断是否为文件上传，若是再对数据进行解析便可。