pod/perlsec.pod

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