大学毕业设计（论文）开题报告

题目：           基于python的SQL注入攻击检测工具设计与实现

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一、课题任务与目的

随着计算机网络技术的发展，基于数据库架构和 Web 技术的应用系统己日趋 流行，并在企业内的业务系统中得到广泛的应用。由于Web 应用本身带有天然的缺陷，使其很容易受到外界攻击。为了抵御越来越严重的安全风险。Web安全渗透测试技术就是一种效果良好的防范技术，该 技术是完全模拟黑客的手段对 Web应用系统进行攻击探测。通常攻击者有多种手段对 Web应用实施攻击，SQL注入攻击是最常见且危害较大的一种，至少有70% 的 Web站点存在 SQL 注入漏洞。这些漏洞不仅威胁到数据库信息，还对系统和用户信息造成威胁。因此，做好相关的入侵检测和防范工作是保证 Web应用系统和整个信息基础设施安全的关键。SQL注入的特点和面临的威胁随着技术的发展持续演进，但其核心原理和防止措施仍然相对稳定。开发者和管理员需要持续关注最佳实践，实施适当的安全策略，从而降低受到SQL注入攻击的风险。我设计一款基于Python的SQL注入攻击检测工具，是检查该网站是否有SQL注入漏洞，来更好地保护业务网站的安全，保护私密数据不被泄露。

防范SQL注入的重要性非常高

(一) 数据安全：SQL注入攻击可能导致敏感信息（如用户数据、私密通信、金融交易等）的泄露。防范这类攻击是保护数据不受未授权访问和盗取的基本要求。

(二) 维护业务声誉：数据泄漏或安全事件会对公司的声誉造成长期的负面影响，导致客户信任度下降，并可能面临客户流失。

(三) 法律合规性：许多国家和地区都有严格的数据保护法规（如欧盟的GDPR），要求组织必须采取合适的措施保护个人数据。未能防范SQL注入可能会导致法律责任和高额罚款。

(四) 避免经济损失：SQL注入可能不仅导致数据泄露，还能使攻击者修改或删除数据，造成业务中断、数据恢复成本、甚至直接的金融损失。

(五) 阻止进一步的攻击：成功的SQL注入攻击可能仅是多阶段攻击活动中的一部分。

(六) 攻击者可能利用入口点进一步渗透网络，获取更多的系统访问权限。

二、调研资料情况

(一) SQL注入

SQL注入是一种常见的网络攻击技术，其原理主要是通过在应用程序的输入参数中注入恶意的SQL代码，从而绕过应用程序的安全机制，能够对数据库进行非法的操作或窃取敏感信息。具体来讲，攻击者通过构造特定的SQL语句，再发送给目标应用程序，最终让应用程序误以为这是正常的、有权访问数据库的SQL语句，然后执行并返回结果给攻击者。攻击者主要利用应用程序没有能够有效地验证、过滤和转义用户输入的数据，而将其直接拼接到SQL语句中的特点来达到攻击的目的。通过成功利用SQL注入，攻击者可以实现数据泄露、数据篡改、权限提升等攻击效果。

(二) 部署软件和实验靶场

PHPStudy 是一款集成软件，它结合了Apache、MySQL、PHP、phpMyAdmin、Zend Optimizer和SQLitemanager等多种服务软件和工具，这些服务软件和工具通常被用于开发PHP应用程序以及进行Web开发学习与测试。PHPStudy 提供了便捷的方式来搭建一个本地Web服务器环境，适用于Windows操作系统。使用 PHPStudy，无需进行繁琐的配置就能快速搭建起一个PHP运行环境，它适合初学者和希望省时省力地进行个人项目测试的开发者。PHPStudy 允许用户轻松管理服务器配置，例如开启或关闭一些必要的服务，修改各种服务的端口和配置等。

sqli-labs是一个用于学习和练习SQL注入技术的环境，通常配置在非生产服务器上，以便开发人员和安全爱好者测试他们的技能而不影响真实的应用程序。它是一个开源项目，由安全研究员和教育工作者为了教授SQL注入的基础知识和防御策略而创建。SQLI-LABS提供了一个实践平台，其中包含了多种类型的SQL注入漏洞。该平台允许用户在一个控制且安全的环境中执行SQL注入攻击，了解不同类型的注入漏洞是如何工作的，并研究如何识别和修复这些漏洞。用户可以通过实际操作来提高他们的安全技能，对抗常见的攻击模式。作为培训工具，sqli-labs不仅限于攻击者。它也是向开发人员展示SQL注入影响的有效途径，并增强他们实践安全编码最佳实践的能力。

(三) SQLMap

自动化渗透测试工具一直是研究的热点,研究人员试图开发出安全有效的渗透测试工具有,以提高测试的效率和准确性，同时降低测试的成本。目前比较成熟的渗透测试工具代表有SQLMap。特别是由其强大的功能和开放源码的特点受到的广泛的关注，有人甚至担心SQLMap，有可能被 “黑客”利用，成为威胁网络安全的有利武器。

SQLMap是一款开源的自动化SQL注入和数据库取证工具，它是用Python语言编写的。这款工具对于渗透测试人员和安全专家来说是非常有用的，它能够探测和利用SQL注入漏洞，进而在数据库中执行各种操作。SQLMap支持各种数据库管理系统，包括 MySQL, Oracle, PostgreSQL, Microsoft SQL Server, Microsoft Access, IBM DB2, SQLite, Firebird, Sybase 和 SAP MaxDB 等。

SQLMap的基本原理是自动检测和利用Web应用程序的SQL注入漏洞。该工具提供了全面的能力，允许测试人员进行广泛的攻击。

SQLMap通过命令行界面运行，用户可以指定不同的参数和选项来定制攻击。例如，用户可以选择要测试的URL、HTTP方法、Cookies、HTTP Header等信息，并可以设置如注入技术、数据库类型、操作系统类型等高级参数，以及定制针对特定网站或应用程序的攻击向量。

重要的是要强调的是，SQLMap应该仅用于法律许可的渗透测试活动和安全评估中，对未经授权的系统进行扫描或攻击是非法的。安全专家使用这样的工具来帮助网站和应用程序的所有者发现和修复潜在的SQL注入漏洞，从而增强他们系统的安全性。参考文献：

[1] 闵海钊,李合鹏,刘学伟等.网络安全攻防技术实战[M].北京:电子工业出版社， 2020,(10):253.

[2] 徐莺，冯亚玲，邓丹，王小娟.关于渗透测试在Web软件系统安全性测试中的应用研究[J].通信技术,2018,51(9):2234-2240.

[3]吴礼发,洪征,李华波.网络攻防原理与技术[M]. 北京:电子工业出版社, 2019,(9):29 武汉: 华中科技大学出版社, 2006.

[4]张哲，Web应用中安全漏洞检测技术的研究[D].西安:西安电子科技大学，2011.

[5]软件自动化测试技术研究[J]. 开金星.  信息系统工程. 2021(01)

[6]软件自动化测试技术的应用探索研究[J]. 丁理,黄宏宏.  电子元器件与信息技术. 2019(10)

[7]基于Python的软件测试自动化平台研究[J]. 沈啸.  无线互联科技. 2015(21)

[8]软件测试过程模型的研究与应用[D]. 王长利.电子科技大学 2012

[9]Python开发技术详解[M]. 机械工业出版社 , 周伟等, 2009

[10] sqlmap从入门到精通[M]. 陈小兵.北京大学出版社.2019

[11]SQL注入攻击与防御[M]. (美) 克拉克 (Clarke,J.) , 等著.清华大学出版社.2010

[12]SQL注入攻击防范中服务器端安全配置[J]. 罗建伟.电脑编程技巧与维护,2009

[13]SQL注入攻击防范中的服务器端安全配置[J]. 虞丽妹.硅谷,2009

三、初步设计方法与实施方案

(一) 原理

SQL注入是一种常见的Web应用程序安全漏洞，攻击者可以利用这种漏洞向应用程序的数据库中注入恶意的SQL代码。通过修改应用程序的SQL查询语句，攻击者可以执行未经授权的操作，如删除、修改或获取数据库中的数据。SQL注入攻击的原理是利用应用程序对用户输入数据的处理不当。当应用程序接收到用户输入的数据并将其直接拼接到SQL查询语句中时，如果没有对输入数据进行正确的验证、过滤或转义，攻击者可以通过构造恶意的输入来干扰原始的SQL查询语句。

SQLMap 是一款开源的自动化SQL注入和数据库渗透测试工具，它是用Python语言编写的。SQLMap 的原理基于探测和利用Web应用中存在的SQL注入漏洞，能够对数据库进行广泛的操作，包括获取数据库名称、表、列、数据以及运行特定的数据库操作代码。

SQLMap 使用一些复杂的技术，如联合查询、布尔型查询、时间延迟等，来实现无权访问中的数据库操作。通过构造合适的HTTP请求，SQLMap 可以进行带外连接(Out-of-band Connection)，这种方式可以用于当标准的错误型、盲注等技术不起作用时，进行数据库的数据提取。

由于SQLMap 的自动性和有效性，这款工具被广泛应用在渗透测试和安全研究领域。然而，与任何强大的工具一样，SQLMap 应在法律允许和道德负责的前提下使用，并且在未经授权许可时不得用于从任何网站非法提取数据。

(二) 步骤流程

脚本设计流程图

在设计过程中，首要步骤涉及开发脚本以构建控制流。初始阶段包括声明变量以存储会话状态，设定工作目录，以及定义配置文件以存放各类参数，例如目标主机地址、网络端口、HTTP头部信息、请求参数等。这些参数为框架提供了与目标系统交互所需的基础环境。

实施初步的注入点探测机制之前，脚本首先需要评估目标网站是否部署了基于网络的应用防火墙等防护措施。通过分析防火墙的响应行为，框架可以识别出潜在的防御机制并选择相应的绕过策略。

随后，进一步确定注入类型，通常涵盖报错注入、布尔型盲注、宽字节注入等多种方式，这些检测手段对于显性和隐性漏洞的识别均至关重要。

在识别出有效的注入点后，框架会进行所谓的"系统识别"过程，目的是确立目标数据库管理系统的具体类型和版本。该过程关键于挑选出匹配适合（比如 MySQL、Oracle 等）的注入技巧与策略。

这一整套过程完成后，用户可以根据需求输入特定的参数，驱动框架执行特定功能，如数据库架构枚举、敏感数据提取、操作系统级别访问等。

总体而言，此类框架通过自动化的脚本和模块化的设计，使得对数据库层面的安全漏洞进行深入分析与利用变得更加简单、高效。最终，它在识别到的注入点上实施一连串的攻击步骤，目的在于验证漏洞的存在并可能对其进行利用。

1. 实施过程

2.工具详情

部署靶场工具phpstudy。使用的渗透测试工具包括KaliLinux系统、SQLMap工具、开源软件。

3.部署靶场

（1）靶场下载

在github上下载靶场sqli-labs-master。

（2）靶场部署

用phpstudy，把靶场部署在自己的主机上，访问127.0.0.1即可进入。

4.脚本概述

通过深度学习和剖析SQLMap代码，用Python语言编写一个可以检查网站是否有SQL注入漏洞的脚本，并且实现可以人机互动的功能。利用我设计的脚本对靶场进行检测，检测过程可以实现人机交互，然后把检测的结果进行归纳与分析。在用SQLMap进行检测，归纳数据。最后进行数据对比。

四、预期结果

通过我设计的检测SQL注入漏洞的脚本对具有SQL注入漏洞的网站进行测试。

通过本课题的设计，我可以熟练掌握python高级语言，以及对SQL注入原理进行了深度学习；掌握如何利用SQL注入攻击的方法；精通虚拟机kali和SQLMAP工具使用；熟练掌握该漏洞类型的攻击和防范。

五、进度计划

1、12月13日 —  12月31日  进行资料调研，初步方案设计。

2、12月26日 —  12月31日  做好开题答辩准备。

3、1月1日   —  1月25日   理论准备，复习网络安全内容。

4、1月26日  —  2月10日   掌握和熟悉kali、及漏洞工具的利用。

5、2月11日  —  2月25日   系统构成框图及系统功能分析。

6、2月25日   —  3月8日    搭建有SQL注入漏洞的网站。

7、3月9日   —  3月16日   对SQLMAP源代码深度分析和学习。

8、3月16日 —  3月31日   开始设计检测SQL注入漏洞的脚本。

9、4月1日  —  4月7日   尝试利用工具进行检测有漏洞的靶场。

10、4月7日 —  4月30日   继续完善以及美化该脚本。

11、5月1日  —  5月16日   SQL注入脚本实现对漏洞检测的自动化展示。

12、5月17日 —  5月31日   撰写毕业设计论文，准备毕业答辩。