fix some misinformation in perlfunc.pod
[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. Once taint mode is on, it's on for
22 the remainder of your 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 set-id Perl
30 program more secure than the corresponding C program.
31
32 You may not use data derived from outside your program to affect
33 something else outside your program--at least, not by accident.  All
34 command line arguments, environment variables, locale information (see
35 L<perllocale>), results of certain system calls (readdir(),
36 readlink(), the variable of shmread(), the messages returned by
37 msgrcv(), the password, gcos and shell fields returned by the
38 getpwxxx() calls), and all file input are marked as "tainted".
39 Tainted data may not be used directly or indirectly in any command
40 that invokes a sub-shell, nor in any command that modifies files,
41 directories, or processes, B<with the following exceptions>:
42
43 =over 4
44
45 =item *
46
47 If you pass a list of arguments to either C<system> or C<exec>,
48 the elements of that list are B<not> checked for taintedness.
49
50 =item *
51
52 Arguments to C<print> and C<syswrite> are B<not> checked for taintedness.
53
54 =back
55
56 Any variable set to a value
57 derived from tainted data will itself be tainted, even if it is
58 logically impossible for the tainted data to alter the variable.
59 Because taintedness is associated with each scalar value, some
60 elements of an array can be tainted and others not.
61
62 For example:
63
64     $arg = shift;               # $arg is tainted
65     $hid = $arg, 'bar';         # $hid is also tainted
66     $line = <>;                 # Tainted
67     $line = <STDIN>;            # Also tainted
68     open FOO, "/home/me/bar" or die $!;
69     $line = <FOO>;              # Still tainted
70     $path = $ENV{'PATH'};       # Tainted, but see below
71     $data = 'abc';              # Not tainted
72
73     system "echo $arg";         # Insecure
74     system "/bin/echo", $arg;   # Secure (doesn't use sh)
75     system "echo $hid";         # Insecure
76     system "echo $data";        # Insecure until PATH set
77
78     $path = $ENV{'PATH'};       # $path now tainted
79
80     $ENV{'PATH'} = '/bin:/usr/bin';
81     delete @ENV{'IFS', 'CDPATH', 'ENV', 'BASH_ENV'};
82
83     $path = $ENV{'PATH'};       # $path now NOT tainted
84     system "echo $data";        # Is secure now!
85
86     open(FOO, "< $arg");        # OK - read-only file
87     open(FOO, "> $arg");        # Not OK - trying to write
88
89     open(FOO,"echo $arg|");     # Not OK, but...
90     open(FOO,"-|")
91         or exec 'echo', $arg;   # OK
92
93     $shout = `echo $arg`;       # Insecure, $shout now tainted
94
95     unlink $data, $arg;         # Insecure
96     umask $arg;                 # Insecure
97
98     exec "echo $arg";           # Insecure
99     exec "echo", $arg;          # Secure (doesn't use the shell)
100     exec "sh", '-c', $arg;      # Considered secure, alas!
101
102     @files = <*.c>;             # insecure (uses readdir() or similar)
103     @files = glob('*.c');       # insecure (uses readdir() or similar)
104
105 If you try to do something insecure, you will get a fatal error saying
106 something like "Insecure dependency" or "Insecure $ENV{PATH}".  Note that you
107 can still write an insecure B<system> or B<exec>, but only by explicitly
108 doing something like the "considered secure" example above.
109
110 =head2 Laundering and Detecting Tainted Data
111
112 To test whether a variable contains tainted data, and whose use would thus
113 trigger an "Insecure dependency" message, check your nearby CPAN mirror
114 for the F<Taint.pm> module, which should become available around November
115 1997.  Or you may be able to use the following I<is_tainted()> function.
116
117     sub is_tainted {
118         return ! eval {
119             join('',@_), kill 0;
120             1;
121         };
122     }
123
124 This function makes use of the fact that the presence of tainted data
125 anywhere within an expression renders the entire expression tainted.  It
126 would be inefficient for every operator to test every argument for
127 taintedness.  Instead, the slightly more efficient and conservative
128 approach is used that if any tainted value has been accessed within the
129 same expression, the whole expression is considered tainted.
130
131 But testing for taintedness gets you only so far.  Sometimes you have just
132 to clear your data's taintedness.  The only way to bypass the tainting
133 mechanism is by referencing subpatterns from a regular expression match.
134 Perl presumes that if you reference a substring using $1, $2, etc., that
135 you knew what you were doing when you wrote the pattern.  That means using
136 a bit of thought--don't just blindly untaint anything, or you defeat the
137 entire mechanism.  It's better to verify that the variable has only good
138 characters (for certain values of "good") rather than checking whether it
139 has any bad characters.  That's because it's far too easy to miss bad
140 characters that you never thought of.
141
142 Here's a test to make sure that the data contains nothing but "word"
143 characters (alphabetics, numerics, and underscores), a hyphen, an at sign,
144 or a dot.
145
146     if ($data =~ /^([-\@\w.]+)$/) {
147         $data = $1;                     # $data now untainted
148     } else {
149         die "Bad data in $data";        # log this somewhere
150     }
151
152 This is fairly secure because C</\w+/> doesn't normally match shell
153 metacharacters, nor are dot, dash, or at going to mean something special
154 to the shell.  Use of C</.+/> would have been insecure in theory because
155 it lets everything through, but Perl doesn't check for that.  The lesson
156 is that when untainting, you must be exceedingly careful with your patterns.
157 Laundering data using regular expression is the I<only> mechanism for
158 untainting dirty data, unless you use the strategy detailed below to fork
159 a child of lesser privilege.
160
161 The example does not untaint $data if C<use locale> is in effect,
162 because the characters matched by C<\w> are determined by the locale.
163 Perl considers that locale definitions are untrustworthy because they
164 contain data from outside the program.  If you are writing a
165 locale-aware program, and want to launder data with a regular expression
166 containing C<\w>, put C<no locale> ahead of the expression in the same
167 block.  See L<perllocale/SECURITY> for further discussion and examples.
168
169 =head2 Switches On the "#!" Line
170
171 When you make a script executable, in order to make it usable as a
172 command, the system will pass switches to perl from the script's #!
173 line.  Perl checks that any command line switches given to a setuid
174 (or setgid) script actually match the ones set on the #! line.  Some
175 Unix and Unix-like environments impose a one-switch limit on the #!
176 line, so you may need to use something like C<-wU> instead of C<-w -U>
177 under such systems.  (This issue should arise only in Unix or
178 Unix-like environments that support #! and setuid or setgid scripts.)
179
180 =head2 Cleaning Up Your Path
181
182 For "Insecure C<$ENV{PATH}>" messages, you need to set C<$ENV{'PATH'}> to a
183 known value, and each directory in the path must be non-writable by others
184 than its owner and group.  You may be surprised to get this message even
185 if the pathname to your executable is fully qualified.  This is I<not>
186 generated because you didn't supply a full path to the program; instead,
187 it's generated because you never set your PATH environment variable, or
188 you didn't set it to something that was safe.  Because Perl can't
189 guarantee that the executable in question isn't itself going to turn
190 around and execute some other program that is dependent on your PATH, it
191 makes sure you set the PATH.
192
193 The PATH isn't the only environment variable which can cause problems.
194 Because some shells may use the variables IFS, CDPATH, ENV, and
195 BASH_ENV, Perl checks that those are either empty or untainted when
196 starting subprocesses. You may wish to add something like this to your
197 setid and taint-checking scripts.
198
199     delete @ENV{qw(IFS CDPATH ENV BASH_ENV)};   # Make %ENV safer
200
201 It's also possible to get into trouble with other operations that don't
202 care whether they use tainted values.  Make judicious use of the file
203 tests in dealing with any user-supplied filenames.  When possible, do
204 opens and such B<after> properly dropping any special user (or group!)
205 privileges. Perl doesn't prevent you from opening tainted filenames for reading,
206 so be careful what you print out.  The tainting mechanism is intended to
207 prevent stupid mistakes, not to remove the need for thought.
208
209 Perl does not call the shell to expand wild cards when you pass B<system>
210 and B<exec> explicit parameter lists instead of strings with possible shell
211 wildcards in them.  Unfortunately, the B<open>, B<glob>, and
212 backtick functions provide no such alternate calling convention, so more
213 subterfuge will be required.
214
215 Perl provides a reasonably safe way to open a file or pipe from a setuid
216 or setgid program: just create a child process with reduced privilege who
217 does the dirty work for you.  First, fork a child using the special
218 B<open> syntax that connects the parent and child by a pipe.  Now the
219 child resets its ID set and any other per-process attributes, like
220 environment variables, umasks, current working directories, back to the
221 originals or known safe values.  Then the child process, which no longer
222 has any special permissions, does the B<open> or other system call.
223 Finally, the child passes the data it managed to access back to the
224 parent.  Because the file or pipe was opened in the child while running
225 under less privilege than the parent, it's not apt to be tricked into
226 doing something it shouldn't.
227
228 Here's a way to do backticks reasonably safely.  Notice how the B<exec> is
229 not called with a string that the shell could expand.  This is by far the
230 best way to call something that might be subjected to shell escapes: just
231 never call the shell at all.  
232
233         use English;
234         die "Can't fork: $!" unless defined($pid = open(KID, "-|"));
235         if ($pid) {           # parent
236             while (<KID>) {
237                 # do something
238             }
239             close KID;
240         } else {
241             my @temp     = ($EUID, $EGID);
242             my $orig_uid = $UID;
243             my $orig_gid = $GID;
244             $EUID = $UID;
245             $EGID = $GID;
246             # Drop privileges
247             $UID  = $orig_uid;
248             $GID  = $orig_gid;
249             # Make sure privs are really gone
250             ($EUID, $EGID) = @temp;
251             die "Can't drop privileges"
252                 unless $UID == $EUID  && $GID eq $EGID;
253             $ENV{PATH} = "/bin:/usr/bin"; # Minimal PATH.
254             # Consider sanitizing the environment even more.
255             exec 'myprog', 'arg1', 'arg2'
256                 or die "can't exec myprog: $!";
257         }
258
259 A similar strategy would work for wildcard expansion via C<glob>, although
260 you can use C<readdir> instead.
261
262 Taint checking is most useful when although you trust yourself not to have
263 written a program to give away the farm, you don't necessarily trust those
264 who end up using it not to try to trick it into doing something bad.  This
265 is the kind of security checking that's useful for set-id programs and
266 programs launched on someone else's behalf, like CGI programs.
267
268 This is quite different, however, from not even trusting the writer of the
269 code not to try to do something evil.  That's the kind of trust needed
270 when someone hands you a program you've never seen before and says, "Here,
271 run this."  For that kind of safety, check out the Safe module,
272 included standard in the Perl distribution.  This module allows the
273 programmer to set up special compartments in which all system operations
274 are trapped and namespace access is carefully controlled.
275
276 =head2 Security Bugs
277
278 Beyond the obvious problems that stem from giving special privileges to
279 systems as flexible as scripts, on many versions of Unix, set-id scripts
280 are inherently insecure right from the start.  The problem is a race
281 condition in the kernel.  Between the time the kernel opens the file to
282 see which interpreter to run and when the (now-set-id) interpreter turns
283 around and reopens the file to interpret it, the file in question may have
284 changed, especially if you have symbolic links on your system.
285
286 Fortunately, sometimes this kernel "feature" can be disabled.
287 Unfortunately, there are two ways to disable it.  The system can simply
288 outlaw scripts with any set-id bit set, which doesn't help much.
289 Alternately, it can simply ignore the set-id bits on scripts.  If the
290 latter is true, Perl can emulate the setuid and setgid mechanism when it
291 notices the otherwise useless setuid/gid bits on Perl scripts.  It does
292 this via a special executable called B<suidperl> that is automatically
293 invoked for you if it's needed.
294
295 However, if the kernel set-id script feature isn't disabled, Perl will
296 complain loudly that your set-id script is insecure.  You'll need to
297 either disable the kernel set-id script feature, or put a C wrapper around
298 the script.  A C wrapper is just a compiled program that does nothing
299 except call your Perl program.   Compiled programs are not subject to the
300 kernel bug that plagues set-id scripts.  Here's a simple wrapper, written
301 in C:
302
303     #define REAL_PATH "/path/to/script"
304     main(ac, av)
305         char **av;
306     {
307         execv(REAL_PATH, av);
308     }
309
310 Compile this wrapper into a binary executable and then make I<it> rather
311 than your script setuid or setgid.
312
313 In recent years, vendors have begun to supply systems free of this
314 inherent security bug.  On such systems, when the kernel passes the name
315 of the set-id script to open to the interpreter, rather than using a
316 pathname subject to meddling, it instead passes I</dev/fd/3>.  This is a
317 special file already opened on the script, so that there can be no race
318 condition for evil scripts to exploit.  On these systems, Perl should be
319 compiled with C<-DSETUID_SCRIPTS_ARE_SECURE_NOW>.  The B<Configure>
320 program that builds Perl tries to figure this out for itself, so you
321 should never have to specify this yourself.  Most modern releases of
322 SysVr4 and BSD 4.4 use this approach to avoid the kernel race condition.
323
324 Prior to release 5.6.1 of Perl, bugs in the code of B<suidperl> could
325 introduce a security hole.
326
327 =head2 Protecting Your Programs
328
329 There are a number of ways to hide the source to your Perl programs,
330 with varying levels of "security".
331
332 First of all, however, you I<can't> take away read permission, because
333 the source code has to be readable in order to be compiled and
334 interpreted.  (That doesn't mean that a CGI script's source is
335 readable by people on the web, though.)  So you have to leave the
336 permissions at the socially friendly 0755 level.  This lets 
337 people on your local system only see your source.
338
339 Some people mistakenly regard this as a security problem.  If your program does
340 insecure things, and relies on people not knowing how to exploit those
341 insecurities, it is not secure.  It is often possible for someone to
342 determine the insecure things and exploit them without viewing the
343 source.  Security through obscurity, the name for hiding your bugs
344 instead of fixing them, is little security indeed.
345
346 You can try using encryption via source filters (Filter::* from CPAN).
347 But crackers might be able to decrypt it.  You can try using the
348 byte code compiler and interpreter described below, but crackers might
349 be able to de-compile it.  You can try using the native-code compiler
350 described below, but crackers might be able to disassemble it.  These
351 pose varying degrees of difficulty to people wanting to get at your
352 code, but none can definitively conceal it (this is true of every
353 language, not just Perl).
354
355 If you're concerned about people profiting from your code, then the
356 bottom line is that nothing but a restrictive licence will give you
357 legal security.  License your software and pepper it with threatening
358 statements like "This is unpublished proprietary software of XYZ Corp.
359 Your access to it does not give you permission to use it blah blah
360 blah."  You should see a lawyer to be sure your licence's wording will
361 stand up in court.
362
363 =head1 SEE ALSO
364
365 L<perlrun> for its description of cleaning up environment variables.