[inseparable changes from match from perl-5.003_93 to perl-5.003_94]
[p5sagit/p5-mst-13.2.git] / pod / perlsec.pod
1 =head1 NAME
2
3 perlsec - Perl security
4
5 =head1 DESCRIPTION
6
7 Perl is designed to make it easy to program securely even when running
8 with extra privileges, like setuid or setgid programs.  Unlike most
9 command-line shells, which are based on multiple substitution passes on
10 each line of the script, Perl uses a more conventional evaluation scheme
11 with fewer hidden snags.  Additionally, because the language has more
12 built-in functionality, it can rely less upon external (and possibly
13 untrustworthy) programs to accomplish its purposes.
14
15 Perl automatically enables a set of special security checks, called I<taint
16 mode>, when it detects its program running with differing real and effective
17 user or group IDs.  The setuid bit in Unix permissions is mode 04000, the
18 setgid bit mode 02000; either or both may be set.  You can also enable taint
19 mode explicitly by using the B<-T> command line flag. This flag is
20 I<strongly> suggested for server programs and any program run on behalf of
21 someone else, such as a CGI script.
22
23 While in this mode, Perl takes special precautions called I<taint
24 checks> to prevent both obvious and subtle traps.  Some of these checks
25 are reasonably simple, such as verifying that path directories aren't
26 writable by others; careful programmers have always used checks like
27 these.  Other checks, however, are best supported by the language itself,
28 and it is these checks especially that contribute to making a setuid Perl
29 program more secure than the corresponding C program.
30
31 You may not use data derived from outside your program to affect something
32 else outside your program--at least, not by accident.  All command-line
33 arguments, environment variables, locale information (see L<perllocale>),
34 and file input are marked as "tainted".  Tainted data may not be used
35 directly or indirectly in any command that invokes a sub-shell, nor in any
36 command that modifies files, directories, or processes.  Any variable set
37 within an expression that has previously referenced a tainted value itself
38 becomes tainted, even if it is logically impossible for the tainted value
39 to influence the variable.  Because taintedness is associated with each
40 scalar value, some elements of an array can be tainted and others not.
41
42 For example:
43
44     $arg = shift;               # $arg is tainted
45     $hid = $arg, 'bar';         # $hid is also tainted
46     $line = <>;                 # Tainted
47     $line = <STDIN>;            # Also tainted
48     open FOO, "/home/me/bar" or die $!;
49     $line = <FOO>;              # Still tainted
50     $path = $ENV{'PATH'};       # Tainted, but see below
51     $data = 'abc';              # Not tainted
52
53     system "echo $arg";         # Insecure
54     system "/bin/echo", $arg;   # Secure (doesn't use sh)
55     system "echo $hid";         # Insecure
56     system "echo $data";        # Insecure until PATH set
57
58     $path = $ENV{'PATH'};       # $path now tainted
59
60     $ENV{'PATH'} = '/bin:/usr/bin'; 
61     $ENV{'IFS'} = '' if $ENV{'IFS'} ne '';
62
63     $path = $ENV{'PATH'};       # $path now NOT tainted
64     system "echo $data";        # Is secure now!
65
66     open(FOO, "< $arg");        # OK - read-only file
67     open(FOO, "> $arg");        # Not OK - trying to write
68
69     open(FOO,"echo $arg|");     # Not OK, but...
70     open(FOO,"-|")
71         or exec 'echo', $arg;   # OK
72
73     $shout = `echo $arg`;       # Insecure, $shout now tainted
74
75     unlink $data, $arg;         # Insecure
76     umask $arg;                 # Insecure
77
78     exec "echo $arg";           # Insecure
79     exec "echo", $arg;          # Secure (doesn't use the shell)
80     exec "sh", '-c', $arg;      # Considered secure, alas!
81
82 If you try to do something insecure, you will get a fatal error saying
83 something like "Insecure dependency" or "Insecure PATH".  Note that you
84 can still write an insecure B<system> or B<exec>, but only by explicitly
85 doing something like the last example above.  
86
87 =head2 Laundering and Detecting Tainted Data
88
89 To test whether a variable contains tainted data, and whose use would thus
90 trigger an "Insecure dependency" message, you can use the following
91 I<is_tainted()> function.
92
93     sub is_tainted {
94         return ! eval { 
95             join('',@_), kill 0; 
96             1;  
97         };
98     }
99
100 This function makes use of the fact that the presence of tainted data
101 anywhere within an expression renders the entire expression tainted.  It
102 would be inefficient for every operator to test every argument for
103 taintedness.  Instead, the slightly more efficient and conservative
104 approach is used that if any tainted value has been accessed within the
105 same expression, the whole expression is considered tainted.
106
107 But testing for taintedness gets you only so far.  Sometimes you have just
108 to clear your data's taintedness.  The only way to bypass the tainting
109 mechanism is by referencing sub-patterns from a regular expression match.
110 Perl presumes that if you reference a substring using $1, $2, etc., that
111 you knew what you were doing when you wrote the pattern.  That means using
112 a bit of thought--don't just blindly untaint anything, or you defeat the
113 entire mechanism.  It's better to verify that the variable has only good
114 characters (for certain values of "good") rather than checking whether it
115 has any bad characters.  That's because it's far too easy to miss bad
116 characters that you never thought of.
117
118 Here's a test to make sure that the data contains nothing but "word"
119 characters (alphabetics, numerics, and underscores), a hyphen, an at sign,
120 or a dot.
121
122     if ($data =~ /^([-\@\w.]+)$/) {     
123         $data = $1;                     # $data now untainted
124     } else {
125         die "Bad data in $data";        # log this somewhere
126     }
127
128 This is fairly secure because C</\w+/> doesn't normally match shell
129 metacharacters, nor are dot, dash, or at going to mean something special
130 to the shell.  Use of C</.+/> would have been insecure in theory because
131 it lets everything through, but Perl doesn't check for that.  The lesson
132 is that when untainting, you must be exceedingly careful with your patterns.
133 Laundering data using regular expression is the I<ONLY> mechanism for
134 untainting dirty data, unless you use the strategy detailed below to fork
135 a child of lesser privilege.
136
137 The example does not untaint $data if C<use locale> is in effect,
138 because the characters matched by C<\w> are determined by the locale.
139 Perl considers that locale definitions are untrustworthy because they
140 contain data from outside the program.  If you are writing a
141 locale-aware program, and want to launder data with a regular expression
142 containing C<\w>, put C<no locale> ahead of the expression in the same
143 block.  See L<perllocale/SECURITY> for further discussion and examples.
144
145 =head2 Switches On the "#!" Line
146
147 When you make a script executable, in order to make it usable as a
148 command, the system will pass switches to perl from the script's #!
149 line.  Perl checks that any command-line switches given to a setuid
150 (or setgid) script actually match the ones set on the #! line.  Some
151 UNIX and UNIX-like environments impose a one-switch limit on the #!
152 line, so you may need to use something like C<-wU> instead of C<-w -U>
153 under such systems.  (This issue should arise only in UNIX or
154 UNIX-like environments that support #! and setuid or setgid scripts.)
155
156 =head2 Cleaning Up Your Path
157
158 For "Insecure C<$ENV{PATH}>" messages, you need to set C<$ENV{'PATH'}> to a
159 known value, and each directory in the path must be non-writable by others
160 than its owner and group.  You may be surprised to get this message even
161 if the pathname to your executable is fully qualified.  This is I<not>
162 generated because you didn't supply a full path to the program; instead,
163 it's generated because you never set your PATH environment variable, or
164 you didn't set it to something that was safe.  Because Perl can't
165 guarantee that the executable in question isn't itself going to turn
166 around and execute some other program that is dependent on your PATH, it
167 makes sure you set the PATH.  
168
169 It's also possible to get into trouble with other operations that don't
170 care whether they use tainted values.  Make judicious use of the file
171 tests in dealing with any user-supplied filenames.  When possible, do
172 opens and such after setting C<$E<gt> = $E<lt>>.  (Remember group IDs,
173 too!)  Perl doesn't prevent you from opening tainted filenames for reading,
174 so be careful what you print out.  The tainting mechanism is intended to
175 prevent stupid mistakes, not to remove the need for thought.
176
177 Perl does not call the shell to expand wild cards when you pass B<system>
178 and B<exec> explicit parameter lists instead of strings with possible shell
179 wildcards in them.  Unfortunately, the B<open>, B<glob>, and
180 back-tick functions provide no such alternate calling convention, so more
181 subterfuge will be required.  
182
183 Perl provides a reasonably safe way to open a file or pipe from a setuid
184 or setgid program: just create a child process with reduced privilege who
185 does the dirty work for you.  First, fork a child using the special
186 B<open> syntax that connects the parent and child by a pipe.  Now the
187 child resets its ID set and any other per-process attributes, like
188 environment variables, umasks, current working directories, back to the
189 originals or known safe values.  Then the child process, which no longer
190 has any special permissions, does the B<open> or other system call.
191 Finally, the child passes the data it managed to access back to the
192 parent.  Because the file or pipe was opened in the child while running
193 under less privilege than the parent, it's not apt to be tricked into
194 doing something it shouldn't.
195
196 Here's a way to do back-ticks reasonably safely.  Notice how the B<exec> is
197 not called with a string that the shell could expand.  This is by far the
198 best way to call something that might be subjected to shell escapes: just
199 never call the shell at all.  By the time we get to the B<exec>, tainting
200 is turned off, however, so be careful what you call and what you pass it.
201
202     use English;  
203     die unless defined $pid = open(KID, "-|");
204     if ($pid) {           # parent
205         while (<KID>) {
206             # do something
207         }
208         close KID;
209     } else {
210         $EUID = $UID;
211         $EGID = $GID;    # XXX: initgroups() not called
212         $ENV{PATH} = "/bin:/usr/bin";
213         exec 'myprog', 'arg1', 'arg2';
214         die "can't exec myprog: $!";
215     }
216
217 A similar strategy would work for wildcard expansion via C<glob>.
218
219 Taint checking is most useful when although you trust yourself not to have
220 written a program to give away the farm, you don't necessarily trust those
221 who end up using it not to try to trick it into doing something bad.  This
222 is the kind of security checking that's useful for setuid programs and
223 programs launched on someone else's behalf, like CGI programs.
224
225 This is quite different, however, from not even trusting the writer of the
226 code not to try to do something evil.  That's the kind of trust needed
227 when someone hands you a program you've never seen before and says, "Here,
228 run this."  For that kind of safety, check out the Safe module,
229 included standard in the Perl distribution.  This module allows the
230 programmer to set up special compartments in which all system operations
231 are trapped and namespace access is carefully controlled.
232
233 =head2 Security Bugs
234
235 Beyond the obvious problems that stem from giving special privileges to
236 systems as flexible as scripts, on many versions of Unix, setuid scripts
237 are inherently insecure right from the start.  The problem is a race
238 condition in the kernel.  Between the time the kernel opens the file to
239 see which interpreter to run and when the (now-setuid) interpreter turns
240 around and reopens the file to interpret it, the file in question may have
241 changed, especially if you have symbolic links on your system.
242
243 Fortunately, sometimes this kernel "feature" can be disabled.
244 Unfortunately, there are two ways to disable it.  The system can simply
245 outlaw scripts with the setuid bit set, which doesn't help much.
246 Alternately, it can simply ignore the setuid bit on scripts.  If the
247 latter is true, Perl can emulate the setuid and setgid mechanism when it
248 notices the otherwise useless setuid/gid bits on Perl scripts.  It does
249 this via a special executable called B<suidperl> that is automatically
250 invoked for you if it's needed.  
251
252 However, if the kernel setuid script feature isn't disabled, Perl will
253 complain loudly that your setuid script is insecure.  You'll need to
254 either disable the kernel setuid script feature, or put a C wrapper around
255 the script.  A C wrapper is just a compiled program that does nothing
256 except call your Perl program.   Compiled programs are not subject to the
257 kernel bug that plagues setuid scripts.  Here's a simple wrapper, written
258 in C:
259
260     #define REAL_PATH "/path/to/script"
261     main(ac, av) 
262         char **av;
263     {
264         execv(REAL_PATH, av);
265     } 
266
267 Compile this wrapper into a binary executable and then make I<it> rather 
268 than your script setuid or setgid.  
269
270 See the program B<wrapsuid> in the F<eg> directory of your Perl
271 distribution for a convenient way to do this automatically for all your
272 setuid Perl programs.  It moves setuid scripts into files with the same
273 name plus a leading dot, and then compiles a wrapper like the one above
274 for each of them.
275
276 In recent years, vendors have begun to supply systems free of this
277 inherent security bug.  On such systems, when the kernel passes the name
278 of the setuid script to open to the interpreter, rather than using a
279 pathname subject to meddling, it instead passes I</dev/fd/3>.  This is a
280 special file already opened on the script, so that there can be no race
281 condition for evil scripts to exploit.  On these systems, Perl should be
282 compiled with C<-DSETUID_SCRIPTS_ARE_SECURE_NOW>.  The B<Configure>
283 program that builds Perl tries to figure this out for itself, so you
284 should never have to specify this yourself.  Most modern releases of
285 SysVr4 and BSD 4.4 use this approach to avoid the kernel race condition.
286
287 Prior to release 5.003 of Perl, a bug in the code of B<suidperl> could
288 introduce a security hole in systems compiled with strict POSIX
289 compliance.
290
291 =head2 Protecting Your Programs
292
293 There are a number of ways to hide the source to your Perl programs,
294 with varying levels of "security".
295
296 First of all, however, you I<can't> take away read permission, because
297 the source code has to be readable in order to be compiled and
298 interpreted.  (That doesn't mean that a CGI script's source is
299 readable by people on the web, though.)  So you have to leave the
300 permissions at the socially friendly 0755 level.
301
302 Some people regard this as a security problem.  If your program does
303 insecure things, and relies on people not knowing how to exploit those
304 insecurities, it is not secure.  It is often possible for someone to
305 determine the insecure things and exploit them without viewing the
306 source.  Security through obscurity, the name for hiding your bugs
307 instead of fixing them, is little security indeed.
308
309 You can try using encryption via source filters (Filter::* from CPAN).
310 But crackers might be able to decrypt it.  You can try using the
311 byte-code compiler and interpreter described below, but crackers might
312 be able to de-compile it.  You can try using the native-code compiler
313 described below, but crackers might be able to disassemble it.  These
314 pose varying degrees of difficulty to people wanting to get at your
315 code, but none can definitively conceal it (this is true of every
316 language, not just Perl).
317
318 If you're concerned about people profiting from your code, then the
319 bottom line is that nothing but a restrictive licence will give you
320 legal security.  License your software and pepper it with threatening
321 statements like "This is unpublished proprietary software of XYZ Corp.
322 Your access to it does not give you permission to use it blah blah
323 blah."  You should see a lawyer to be sure your licence's wording will
324 stand up in court.