可以使用 filesystem::canonical 来防止传递给 fstream 的文件路径的文件路径注入吗答案

【问题标题】：Can filesystem::canonical be used to prevent filepath injection for filepaths passed to fstream可以使用 filesystem::canonical 来防止传递给 fstream 的文件路径的文件路径注入吗
【发布时间】：2019-04-10 10:40:12
【问题描述】：

我有一个公用文件夹pub，其中包含子文件夹和文件。用户现在给了我一个相对文件路径，我执行一些映射，然后我用fstream 读取文件并将其返回给用户。

现在的问题是，如果用户给我一条路径，例如../fileXY.txt 或其他一些考虑路径遍历或其他类型的文件路径注入的花哨的东西。 fstream 只是会接受它并读取我的公共 pub 文件夹之外的潜在文件，或者更糟糕的是给他们我系统上所有文件的列表等...。

在重新发明轮子之前，我在文件系统库中进行了搜索我已经看到有这个std::filesystem::canonical 函数并且有很多关于正常形式的讨论。我这里有个一般性的问题，这个函数和变种std::filesystem::weakly_canonical可以用来防止这类漏洞吗？那么基本上就够了吗？

此外，我系统的文件系统库仍处于实验模式，并且缺少std::filesystem::weakly_canonical。但我不能使用canonical，因为文件必须存在于canonical 中。就我而言，我有某些映射，并且文件在这种意义上不存在。所以我需要模仿weakly_canonical 函数，但是怎么做呢？

我在realpath for nonexisting paths 上看到了一个相关的 stackoverflow 问题，建议他重复规范，只要路径存在，然后将不存在的部分添加到其中，但这又容易受到此类注入的攻击。那么我是否必须推出自己的 weakly_canonical 或者我可以通过组合一些 std::experimental::filesystem 函数以某种方式模仿它？

【问题讨论】：

即使用户给了你这样的路径，你应该没有问题，因为安全性应该是每个用户并由操作系统检查。如果用户故意为您提供这样的路径并且对该文件具有写入权限，那么他们无论如何都可以在没有您的应用的情况下执行此操作。
@MichaelChourdakis 我不确定我是否理解正确。澄清一下，用户给了我一个相对路径，这是我的系统（服务器应用程序）的相对路径，他不是在他的系统上而是在服务器系统上读取文件。并且不应该允许他读取公共文件夹之外的文件。
对于服务器应用程序，无论如何都不应允许用户引用本地文件。为什么要从用户那里得到这样的输入？
您应该使用数据库来实现它。该数据库将存储用户上传的主键 ID，以及用户指定的文件名，该文件名仅用于显示目的。当您将列表呈现给用户下载时，您将呈现他指定的文件名，但使用 ID 从数据库中读取数据，而不是使用文件名。
@MichaelChourdakis 但这实际上是这里的问题。所以如果std::filesystem::canonical 可以防止这些安全问题。

标签： c++ std-filesystem

【解决方案1】：

简答否。

长答案这是仿照posix realpath

我了解混乱的根源。来自真实路径

realpath() 函数应从 file_name 指向的路径名派生一个绝对路径名，该路径名解析为相同的目录条目，其解析不涉及 '.'、'..

从cppref path你也可以看到双点被去掉了。但是路径仍然指向同一个文件。只是去掉了多余的元素。

如果您正在处理来自 db/webapp/whatever 的值，无论您的程序在哪里拥有与提供路径的用户不同的权限，您需要首先通过转义双点来清理文件名。点很好。

也许您可以使用正则表达式来转义带有反斜杠的双点，从而使它们无效。

#include <iostream> 
#include <filesystem>
#include <string>
#include <regex>




int main() 
{ 
    
     std::string bad = "../bad/../other";
    std::filesystem::path p(bad);
    
    
    std::cout << std::filesystem::weakly_canonical(p) << std::endl;
    
   
    std::regex r(R"(\.\.)");
    p = std::regex_replace(bad, r, "\\.\\.");
    std::cout << std::filesystem::weakly_canonical(p) << std::endl;
    
}

输出

“/tmp/其他”

"/tmp/1554895428.8689194/\.\./bad/\.\./other"

Run sample

【讨论】：

感谢您的回答。通过删除这些冗余元素。生成的路径是否保证它对这些攻击无害（不仅仅是点点攻击，我不是文件路径注入方面的专家，但我认为还有更多类似斜杠和其他的）。所以例如如果我有相对路径，应用真实路径或规范，生成的路径是否保证没有导向器遍历？保证文件位于结果路径中用斜杠分隔的所有子目录中也是如此。
如果您先应用规范，则双点将转换为目录名称，并将点一起删除。这取决于您正在执行的操作以及您允许的路径名，例如需要引号的空格。我很确定你可以找到一些与谷歌相关的东西
@czorp 查看execve 系列函数，它们不使用外壳，因此转义无关紧要，就像您直接调用 main 一样
谢谢，我去看看：D
@czorp 很好，如果此条目回答了您的问题并且您对获得的信息感到满意，也许您可能想选择一个答案

【解决方案2】：

我可以看到您如何使用weakly_canonical() 来防止路径遍历 - 类似于here 的描述 - 通过检查结果是否以您的基本路径为前缀。例如

#include <iostream>
#include <filesystem>
#include <optional>

// Returns the canonical form of basepath/relpath if the canonical form
// is under basepath, otherwise returns std::nullopt.
// Note that one would probably require that basepath is sanitized, 
// safe for use in this context and absolute.
// Thanks to https://portswigger.net/web-security/file-path-traversal 
// for the basic idea.
std::optional<std::filesystem::path> abspath_no_traversal(
        const std::filesystem::path & basepath,
        const std::filesystem::path & relpath) {

    const auto abspath = std::filesystem::weakly_canonical(basepath / relpath);

    // thanks to https://stackoverflow.com/questions/1878001/how-do-i-check-if-a-c-stdstring-starts-with-a-certain-string-and-convert-a
    const auto index = abspath.string().rfind(basepath.string(), 0);
    if (index != 0) {
        return std::nullopt;
    }
    return abspath;
}

由于我不是安全专家，因此欢迎任何更正。

【讨论】：