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