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