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