Taint shmread().
[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 password, gcos and shell
37 fields of the getpwxxx() calls), and all file input are marked as
38 "tainted".  Tainted data may not be used directly or indirectly in any
39 command that invokes a sub-shell, nor in any command that modifies
40 files, directories, or processes. (B<Important exception>: If you pass
41 a list of arguments to either C<system> or C<exec>, the elements of
42 that list are B<NOT> checked for taintedness.) Any variable set to a
43 value derived from tainted data will itself be tainted, even if it is
44 logically impossible for the tainted data to alter the variable.
45 Because taintedness is associated with each scalar value, some
46 elements of an array can be tainted and others not.
47
48 For example:
49
50     $arg = shift;               # $arg is tainted
51     $hid = $arg, 'bar';         # $hid is also tainted
52     $line = <>;                 # Tainted
53     $line = <STDIN>;            # Also tainted
54     open FOO, "/home/me/bar" or die $!;
55     $line = <FOO>;              # Still tainted
56     $path = $ENV{'PATH'};       # Tainted, but see below
57     $data = 'abc';              # Not tainted
58
59     system "echo $arg";         # Insecure
60     system "/bin/echo", $arg;   # Secure (doesn't use sh)
61     system "echo $hid";         # Insecure
62     system "echo $data";        # Insecure until PATH set
63
64     $path = $ENV{'PATH'};       # $path now tainted
65
66     $ENV{'PATH'} = '/bin:/usr/bin';
67     delete @ENV{'IFS', 'CDPATH', 'ENV', 'BASH_ENV'};
68
69     $path = $ENV{'PATH'};       # $path now NOT tainted
70     system "echo $data";        # Is secure now!
71
72     open(FOO, "< $arg");        # OK - read-only file
73     open(FOO, "> $arg");        # Not OK - trying to write
74
75     open(FOO,"echo $arg|");     # Not OK, but...
76     open(FOO,"-|")
77         or exec 'echo', $arg;   # OK
78
79     $shout = `echo $arg`;       # Insecure, $shout now tainted
80
81     unlink $data, $arg;         # Insecure
82     umask $arg;                 # Insecure
83
84     exec "echo $arg";           # Insecure
85     exec "echo", $arg;          # Secure (doesn't use the shell)
86     exec "sh", '-c', $arg;      # Considered secure, alas!
87
88     @files = <*.c>;             # insecure (uses readdir() or similar)
89     @files = glob('*.c');       # insecure (uses readdir() or similar)
90
91 If you try to do something insecure, you will get a fatal error saying
92 something like "Insecure dependency" or "Insecure $ENV{PATH}".  Note that you
93 can still write an insecure B<system> or B<exec>, but only by explicitly
94 doing something like the "considered secure" example above.
95
96 =head2 Laundering and Detecting Tainted Data
97
98 To test whether a variable contains tainted data, and whose use would thus
99 trigger an "Insecure dependency" message, check your nearby CPAN mirror
100 for the F<Taint.pm> module, which should become available around November
101 1997.  Or you may be able to use the following I<is_tainted()> function.
102
103     sub is_tainted {
104         return ! eval {
105             join('',@_), kill 0;
106             1;
107         };
108     }
109
110 This function makes use of the fact that the presence of tainted data
111 anywhere within an expression renders the entire expression tainted.  It
112 would be inefficient for every operator to test every argument for
113 taintedness.  Instead, the slightly more efficient and conservative
114 approach is used that if any tainted value has been accessed within the
115 same expression, the whole expression is considered tainted.
116
117 But testing for taintedness gets you only so far.  Sometimes you have just
118 to clear your data's taintedness.  The only way to bypass the tainting
119 mechanism is by referencing subpatterns from a regular expression match.
120 Perl presumes that if you reference a substring using $1, $2, etc., that
121 you knew what you were doing when you wrote the pattern.  That means using
122 a bit of thought--don't just blindly untaint anything, or you defeat the
123 entire mechanism.  It's better to verify that the variable has only good
124 characters (for certain values of "good") rather than checking whether it
125 has any bad characters.  That's because it's far too easy to miss bad
126 characters that you never thought of.
127
128 Here's a test to make sure that the data contains nothing but "word"
129 characters (alphabetics, numerics, and underscores), a hyphen, an at sign,
130 or a dot.
131
132     if ($data =~ /^([-\@\w.]+)$/) {
133         $data = $1;                     # $data now untainted
134     } else {
135         die "Bad data in $data";        # log this somewhere
136     }
137
138 This is fairly secure because C</\w+/> doesn't normally match shell
139 metacharacters, nor are dot, dash, or at going to mean something special
140 to the shell.  Use of C</.+/> would have been insecure in theory because
141 it lets everything through, but Perl doesn't check for that.  The lesson
142 is that when untainting, you must be exceedingly careful with your patterns.
143 Laundering data using regular expression is the I<only> mechanism for
144 untainting dirty data, unless you use the strategy detailed below to fork
145 a child of lesser privilege.
146
147 The example does not untaint $data if C<use locale> is in effect,
148 because the characters matched by C<\w> are determined by the locale.
149 Perl considers that locale definitions are untrustworthy because they
150 contain data from outside the program.  If you are writing a
151 locale-aware program, and want to launder data with a regular expression
152 containing C<\w>, put C<no locale> ahead of the expression in the same
153 block.  See L<perllocale/SECURITY> for further discussion and examples.
154
155 =head2 Switches On the "#!" Line
156
157 When you make a script executable, in order to make it usable as a
158 command, the system will pass switches to perl from the script's #!
159 line.  Perl checks that any command line switches given to a setuid
160 (or setgid) script actually match the ones set on the #! line.  Some
161 Unix and Unix-like environments impose a one-switch limit on the #!
162 line, so you may need to use something like C<-wU> instead of C<-w -U>
163 under such systems.  (This issue should arise only in Unix or
164 Unix-like environments that support #! and setuid or setgid scripts.)
165
166 =head2 Cleaning Up Your Path
167
168 For "Insecure C<$ENV{PATH}>" messages, you need to set C<$ENV{'PATH'}> to a
169 known value, and each directory in the path must be non-writable by others
170 than its owner and group.  You may be surprised to get this message even
171 if the pathname to your executable is fully qualified.  This is I<not>
172 generated because you didn't supply a full path to the program; instead,
173 it's generated because you never set your PATH environment variable, or
174 you didn't set it to something that was safe.  Because Perl can't
175 guarantee that the executable in question isn't itself going to turn
176 around and execute some other program that is dependent on your PATH, it
177 makes sure you set the PATH.
178
179 The PATH isn't the only environment variable which can cause problems.
180 Because some shells may use the variables IFS, CDPATH, ENV, and
181 BASH_ENV, Perl checks that those are either empty or untainted when
182 starting subprocesses. You may wish to add something like this to your
183 setid and taint-checking scripts.
184
185     delete @ENV{qw(IFS CDPATH ENV BASH_ENV)};   # Make %ENV safer
186
187 It's also possible to get into trouble with other operations that don't
188 care whether they use tainted values.  Make judicious use of the file
189 tests in dealing with any user-supplied filenames.  When possible, do
190 opens and such B<after> properly dropping any special user (or group!)
191 privileges. Perl doesn't prevent you from opening tainted filenames for reading,
192 so be careful what you print out.  The tainting mechanism is intended to
193 prevent stupid mistakes, not to remove the need for thought.
194
195 Perl does not call the shell to expand wild cards when you pass B<system>
196 and B<exec> explicit parameter lists instead of strings with possible shell
197 wildcards in them.  Unfortunately, the B<open>, B<glob>, and
198 backtick functions provide no such alternate calling convention, so more
199 subterfuge will be required.
200
201 Perl provides a reasonably safe way to open a file or pipe from a setuid
202 or setgid program: just create a child process with reduced privilege who
203 does the dirty work for you.  First, fork a child using the special
204 B<open> syntax that connects the parent and child by a pipe.  Now the
205 child resets its ID set and any other per-process attributes, like
206 environment variables, umasks, current working directories, back to the
207 originals or known safe values.  Then the child process, which no longer
208 has any special permissions, does the B<open> or other system call.
209 Finally, the child passes the data it managed to access back to the
210 parent.  Because the file or pipe was opened in the child while running
211 under less privilege than the parent, it's not apt to be tricked into
212 doing something it shouldn't.
213
214 Here's a way to do backticks reasonably safely.  Notice how the B<exec> is
215 not called with a string that the shell could expand.  This is by far the
216 best way to call something that might be subjected to shell escapes: just
217 never call the shell at all.  
218
219     use English;
220     die "Can't fork: $!" unless defined $pid = open(KID, "-|");
221     if ($pid) {           # parent
222         while (<KID>) {
223             # do something
224         }
225         close KID;
226     } else {
227         my @temp = ($EUID, $EGID);
228         $EUID = $UID;
229         $EGID = $GID;    #      initgroups() also called!
230         # Make sure privs are really gone
231         ($EUID, $EGID) = @temp;
232         die "Can't drop privileges" 
233                 unless $UID == $EUID  && $GID eq $EGID; 
234         $ENV{PATH} = "/bin:/usr/bin";
235         exec 'myprog', 'arg1', 'arg2' 
236             or die "can't exec myprog: $!";
237     }
238
239 A similar strategy would work for wildcard expansion via C<glob>, although
240 you can use C<readdir> instead.
241
242 Taint checking is most useful when although you trust yourself not to have
243 written a program to give away the farm, you don't necessarily trust those
244 who end up using it not to try to trick it into doing something bad.  This
245 is the kind of security checking that's useful for set-id programs and
246 programs launched on someone else's behalf, like CGI programs.
247
248 This is quite different, however, from not even trusting the writer of the
249 code not to try to do something evil.  That's the kind of trust needed
250 when someone hands you a program you've never seen before and says, "Here,
251 run this."  For that kind of safety, check out the Safe module,
252 included standard in the Perl distribution.  This module allows the
253 programmer to set up special compartments in which all system operations
254 are trapped and namespace access is carefully controlled.
255
256 =head2 Security Bugs
257
258 Beyond the obvious problems that stem from giving special privileges to
259 systems as flexible as scripts, on many versions of Unix, set-id scripts
260 are inherently insecure right from the start.  The problem is a race
261 condition in the kernel.  Between the time the kernel opens the file to
262 see which interpreter to run and when the (now-set-id) interpreter turns
263 around and reopens the file to interpret it, the file in question may have
264 changed, especially if you have symbolic links on your system.
265
266 Fortunately, sometimes this kernel "feature" can be disabled.
267 Unfortunately, there are two ways to disable it.  The system can simply
268 outlaw scripts with any set-id bit set, which doesn't help much.
269 Alternately, it can simply ignore the set-id bits on scripts.  If the
270 latter is true, Perl can emulate the setuid and setgid mechanism when it
271 notices the otherwise useless setuid/gid bits on Perl scripts.  It does
272 this via a special executable called B<suidperl> that is automatically
273 invoked for you if it's needed.
274
275 However, if the kernel set-id script feature isn't disabled, Perl will
276 complain loudly that your set-id script is insecure.  You'll need to
277 either disable the kernel set-id script feature, or put a C wrapper around
278 the script.  A C wrapper is just a compiled program that does nothing
279 except call your Perl program.   Compiled programs are not subject to the
280 kernel bug that plagues set-id scripts.  Here's a simple wrapper, written
281 in C:
282
283     #define REAL_PATH "/path/to/script"
284     main(ac, av)
285         char **av;
286     {
287         execv(REAL_PATH, av);
288     }
289
290 Compile this wrapper into a binary executable and then make I<it> rather
291 than your script setuid or setgid.
292
293 See the program B<wrapsuid> in the F<eg> directory of your Perl
294 distribution for a convenient way to do this automatically for all your
295 setuid Perl programs.  It moves setuid scripts into files with the same
296 name plus a leading dot, and then compiles a wrapper like the one above
297 for each of them.
298
299 In recent years, vendors have begun to supply systems free of this
300 inherent security bug.  On such systems, when the kernel passes the name
301 of the set-id script to open to the interpreter, rather than using a
302 pathname subject to meddling, it instead passes I</dev/fd/3>.  This is a
303 special file already opened on the script, so that there can be no race
304 condition for evil scripts to exploit.  On these systems, Perl should be
305 compiled with C<-DSETUID_SCRIPTS_ARE_SECURE_NOW>.  The B<Configure>
306 program that builds Perl tries to figure this out for itself, so you
307 should never have to specify this yourself.  Most modern releases of
308 SysVr4 and BSD 4.4 use this approach to avoid the kernel race condition.
309
310 Prior to release 5.003 of Perl, a bug in the code of B<suidperl> could
311 introduce a security hole in systems compiled with strict POSIX
312 compliance.
313
314 =head2 Protecting Your Programs
315
316 There are a number of ways to hide the source to your Perl programs,
317 with varying levels of "security".
318
319 First of all, however, you I<can't> take away read permission, because
320 the source code has to be readable in order to be compiled and
321 interpreted.  (That doesn't mean that a CGI script's source is
322 readable by people on the web, though.)  So you have to leave the
323 permissions at the socially friendly 0755 level.  This lets 
324 people on your local system only see your source.
325
326 Some people mistakenly regard this as a security problem.  If your program does
327 insecure things, and relies on people not knowing how to exploit those
328 insecurities, it is not secure.  It is often possible for someone to
329 determine the insecure things and exploit them without viewing the
330 source.  Security through obscurity, the name for hiding your bugs
331 instead of fixing them, is little security indeed.
332
333 You can try using encryption via source filters (Filter::* from CPAN).
334 But crackers might be able to decrypt it.  You can try using the
335 byte code compiler and interpreter described below, but crackers might
336 be able to de-compile it.  You can try using the native-code compiler
337 described below, but crackers might be able to disassemble it.  These
338 pose varying degrees of difficulty to people wanting to get at your
339 code, but none can definitively conceal it (this is true of every
340 language, not just Perl).
341
342 If you're concerned about people profiting from your code, then the
343 bottom line is that nothing but a restrictive licence will give you
344 legal security.  License your software and pepper it with threatening
345 statements like "This is unpublished proprietary software of XYZ Corp.
346 Your access to it does not give you permission to use it blah blah
347 blah."  You should see a lawyer to be sure your licence's wording will
348 stand up in court.
349
350 =head1 SEE ALSO
351
352 L<perlrun> for its description of cleaning up environment variables.