This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
Doc patches: assorted minor nits
[perl5.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 more than one argument to either C<system> or C<exec>,
48 the arguments are checked for taintedness B<but> the operation will still
49 be attempted, emitting an optional warning.  This will be fatal in a 
50 future version of perl so do not rely on it to bypass the tainting 
51 mechanism.
52
53 =item *
54
55 Arguments to C<print> and C<syswrite> are B<not> checked for taintedness.
56
57 =item *
58
59 Symbolic methods
60
61     $obj->$method(@args);
62
63 and symbolic sub references
64
65     &{$foo}(@args);
66     $foo->(@args);
67
68 are not checked for taintedness.  This requires extra carefulness
69 unless you want external data to affect your control flow.  Unless
70 you carefully limit what these symbolic values are, people are able
71 to call functions B<outside> your Perl code, such as POSIX::system,
72 in which case they are able to run arbitrary external code.
73
74 =back
75
76 The value of an expression containing tainted data will itself be
77 tainted, even if it is logically impossible for the tainted data to
78 affect the value.
79
80 Because taintedness is associated with each scalar value, some
81 elements of an array can be tainted and others not.
82
83 For example:
84
85     $arg = shift;               # $arg is tainted
86     $hid = $arg, 'bar';         # $hid is also tainted
87     $line = <>;                 # Tainted
88     $line = <STDIN>;            # Also tainted
89     open FOO, "/home/me/bar" or die $!;
90     $line = <FOO>;              # Still tainted
91     $path = $ENV{'PATH'};       # Tainted, but see below
92     $data = 'abc';              # Not tainted
93
94     system "echo $arg";         # Insecure
95     system "/bin/echo", $arg;   # Allowed but considered insecure
96                                 # (Perl doesn't know about /bin/echo)
97     system "echo $hid";         # Insecure
98     system "echo $data";        # Insecure until PATH set
99
100     $path = $ENV{'PATH'};       # $path now tainted
101
102     $ENV{'PATH'} = '/bin:/usr/bin';
103     delete @ENV{'IFS', 'CDPATH', 'ENV', 'BASH_ENV'};
104
105     $path = $ENV{'PATH'};       # $path now NOT tainted
106     system "echo $data";        # Is secure now!
107
108     open(FOO, "< $arg");        # OK - read-only file
109     open(FOO, "> $arg");        # Not OK - trying to write
110
111     open(FOO,"echo $arg|");     # Not OK
112     open(FOO,"-|")
113         or exec 'echo', $arg;   # Allowed but not really OK
114
115     $shout = `echo $arg`;       # Insecure, $shout now tainted
116
117     unlink $data, $arg;         # Insecure
118     umask $arg;                 # Insecure
119
120     exec "echo $arg";           # Insecure
121     exec "echo", $arg;          # Allowed but considered insecure
122     exec "sh", '-c', $arg;      # Considered secure, alas!
123
124     @files = <*.c>;             # insecure (uses readdir() or similar)
125     @files = glob('*.c');       # insecure (uses readdir() or similar)
126
127     # In Perl releases older than 5.6.0 the <*.c> and glob('*.c') would
128     # have used an external program to do the filename expansion; but in
129     # either case the result is tainted since the list of filenames comes
130     # from outside of the program.
131
132     $bad = ($arg, 23);          # $bad will be tainted
133     $arg, `true`;               # Insecure (although it isn't really)
134
135 If you try to do something insecure, you will get a fatal error saying
136 something like "Insecure dependency" or "Insecure $ENV{PATH}".  Note that you
137 can still write an insecure B<system> or B<exec>, but only by explicitly
138 doing something like the "considered secure" example above.  This will not
139 be possible in a future version of Perl.
140
141 =head2 Laundering and Detecting Tainted Data
142
143 To test whether a variable contains tainted data, and whose use would
144 thus trigger an "Insecure dependency" message, you can use the
145 tainted() function of the Scalar::Util module, available in your
146 nearby CPAN mirror, and included in Perl starting from the release 5.8.0.
147 Or you may be able to use the following I<is_tainted()> function.
148
149     sub is_tainted {
150         return ! eval { eval("#" . substr(join("", @_), 0, 0)); 1 };
151     }
152
153 This function makes use of the fact that the presence of tainted data
154 anywhere within an expression renders the entire expression tainted.  It
155 would be inefficient for every operator to test every argument for
156 taintedness.  Instead, the slightly more efficient and conservative
157 approach is used that if any tainted value has been accessed within the
158 same expression, the whole expression is considered tainted.
159
160 But testing for taintedness gets you only so far.  Sometimes you have just
161 to clear your data's taintedness.  The only way to bypass the tainting
162 mechanism is by referencing subpatterns from a regular expression match.
163 Perl presumes that if you reference a substring using $1, $2, etc., that
164 you knew what you were doing when you wrote the pattern.  That means using
165 a bit of thought--don't just blindly untaint anything, or you defeat the
166 entire mechanism.  It's better to verify that the variable has only good
167 characters (for certain values of "good") rather than checking whether it
168 has any bad characters.  That's because it's far too easy to miss bad
169 characters that you never thought of.
170
171 Here's a test to make sure that the data contains nothing but "word"
172 characters (alphabetics, numerics, and underscores), a hyphen, an at sign,
173 or a dot.
174
175     if ($data =~ /^([-\@\w.]+)$/) {
176         $data = $1;                     # $data now untainted
177     } else {
178         die "Bad data in $data";        # log this somewhere
179     }
180
181 This is fairly secure because C</\w+/> doesn't normally match shell
182 metacharacters, nor are dot, dash, or at going to mean something special
183 to the shell.  Use of C</.+/> would have been insecure in theory because
184 it lets everything through, but Perl doesn't check for that.  The lesson
185 is that when untainting, you must be exceedingly careful with your patterns.
186 Laundering data using regular expression is the I<only> mechanism for
187 untainting dirty data, unless you use the strategy detailed below to fork
188 a child of lesser privilege.
189
190 The example does not untaint $data if C<use locale> is in effect,
191 because the characters matched by C<\w> are determined by the locale.
192 Perl considers that locale definitions are untrustworthy because they
193 contain data from outside the program.  If you are writing a
194 locale-aware program, and want to launder data with a regular expression
195 containing C<\w>, put C<no locale> ahead of the expression in the same
196 block.  See L<perllocale/SECURITY> for further discussion and examples.
197
198 =head2 Switches On the "#!" Line
199
200 When you make a script executable, in order to make it usable as a
201 command, the system will pass switches to perl from the script's #!
202 line.  Perl checks that any command line switches given to a setuid
203 (or setgid) script actually match the ones set on the #! line.  Some
204 Unix and Unix-like environments impose a one-switch limit on the #!
205 line, so you may need to use something like C<-wU> instead of C<-w -U>
206 under such systems.  (This issue should arise only in Unix or
207 Unix-like environments that support #! and setuid or setgid scripts.)
208
209 =head2 Cleaning Up Your Path
210
211 For "Insecure C<$ENV{PATH}>" messages, you need to set C<$ENV{'PATH'}> to a
212 known value, and each directory in the path must be non-writable by others
213 than its owner and group.  You may be surprised to get this message even
214 if the pathname to your executable is fully qualified.  This is I<not>
215 generated because you didn't supply a full path to the program; instead,
216 it's generated because you never set your PATH environment variable, or
217 you didn't set it to something that was safe.  Because Perl can't
218 guarantee that the executable in question isn't itself going to turn
219 around and execute some other program that is dependent on your PATH, it
220 makes sure you set the PATH.
221
222 The PATH isn't the only environment variable which can cause problems.
223 Because some shells may use the variables IFS, CDPATH, ENV, and
224 BASH_ENV, Perl checks that those are either empty or untainted when
225 starting subprocesses. You may wish to add something like this to your
226 setid and taint-checking scripts.
227
228     delete @ENV{qw(IFS CDPATH ENV BASH_ENV)};   # Make %ENV safer
229
230 It's also possible to get into trouble with other operations that don't
231 care whether they use tainted values.  Make judicious use of the file
232 tests in dealing with any user-supplied filenames.  When possible, do
233 opens and such B<after> properly dropping any special user (or group!)
234 privileges. Perl doesn't prevent you from opening tainted filenames for reading,
235 so be careful what you print out.  The tainting mechanism is intended to
236 prevent stupid mistakes, not to remove the need for thought.
237
238 Perl does not call the shell to expand wild cards when you pass B<system>
239 and B<exec> explicit parameter lists instead of strings with possible shell
240 wildcards in them.  Unfortunately, the B<open>, B<glob>, and
241 backtick functions provide no such alternate calling convention, so more
242 subterfuge will be required.
243
244 Perl provides a reasonably safe way to open a file or pipe from a setuid
245 or setgid program: just create a child process with reduced privilege who
246 does the dirty work for you.  First, fork a child using the special
247 B<open> syntax that connects the parent and child by a pipe.  Now the
248 child resets its ID set and any other per-process attributes, like
249 environment variables, umasks, current working directories, back to the
250 originals or known safe values.  Then the child process, which no longer
251 has any special permissions, does the B<open> or other system call.
252 Finally, the child passes the data it managed to access back to the
253 parent.  Because the file or pipe was opened in the child while running
254 under less privilege than the parent, it's not apt to be tricked into
255 doing something it shouldn't.
256
257 Here's a way to do backticks reasonably safely.  Notice how the B<exec> is
258 not called with a string that the shell could expand.  This is by far the
259 best way to call something that might be subjected to shell escapes: just
260 never call the shell at all.  
261
262         use English '-no_match_vars';
263         die "Can't fork: $!" unless defined($pid = open(KID, "-|"));
264         if ($pid) {           # parent
265             while (<KID>) {
266                 # do something
267             }
268             close KID;
269         } else {
270             my @temp     = ($EUID, $EGID);
271             my $orig_uid = $UID;
272             my $orig_gid = $GID;
273             $EUID = $UID;
274             $EGID = $GID;
275             # Drop privileges
276             $UID  = $orig_uid;
277             $GID  = $orig_gid;
278             # Make sure privs are really gone
279             ($EUID, $EGID) = @temp;
280             die "Can't drop privileges"
281                 unless $UID == $EUID  && $GID eq $EGID;
282             $ENV{PATH} = "/bin:/usr/bin"; # Minimal PATH.
283             # Consider sanitizing the environment even more.
284             exec 'myprog', 'arg1', 'arg2'
285                 or die "can't exec myprog: $!";
286         }
287
288 A similar strategy would work for wildcard expansion via C<glob>, although
289 you can use C<readdir> instead.
290
291 Taint checking is most useful when although you trust yourself not to have
292 written a program to give away the farm, you don't necessarily trust those
293 who end up using it not to try to trick it into doing something bad.  This
294 is the kind of security checking that's useful for set-id programs and
295 programs launched on someone else's behalf, like CGI programs.
296
297 This is quite different, however, from not even trusting the writer of the
298 code not to try to do something evil.  That's the kind of trust needed
299 when someone hands you a program you've never seen before and says, "Here,
300 run this."  For that kind of safety, check out the Safe module,
301 included standard in the Perl distribution.  This module allows the
302 programmer to set up special compartments in which all system operations
303 are trapped and namespace access is carefully controlled.
304
305 =head2 Security Bugs
306
307 Beyond the obvious problems that stem from giving special privileges to
308 systems as flexible as scripts, on many versions of Unix, set-id scripts
309 are inherently insecure right from the start.  The problem is a race
310 condition in the kernel.  Between the time the kernel opens the file to
311 see which interpreter to run and when the (now-set-id) interpreter turns
312 around and reopens the file to interpret it, the file in question may have
313 changed, especially if you have symbolic links on your system.
314
315 Fortunately, sometimes this kernel "feature" can be disabled.
316 Unfortunately, there are two ways to disable it.  The system can simply
317 outlaw scripts with any set-id bit set, which doesn't help much.
318 Alternately, it can simply ignore the set-id bits on scripts.  If the
319 latter is true, Perl can emulate the setuid and setgid mechanism when it
320 notices the otherwise useless setuid/gid bits on Perl scripts.  It does
321 this via a special executable called B<suidperl> that is automatically
322 invoked for you if it's needed.
323
324 However, if the kernel set-id script feature isn't disabled, Perl will
325 complain loudly that your set-id script is insecure.  You'll need to
326 either disable the kernel set-id script feature, or put a C wrapper around
327 the script.  A C wrapper is just a compiled program that does nothing
328 except call your Perl program.   Compiled programs are not subject to the
329 kernel bug that plagues set-id scripts.  Here's a simple wrapper, written
330 in C:
331
332     #define REAL_PATH "/path/to/script"
333     main(ac, av)
334         char **av;
335     {
336         execv(REAL_PATH, av);
337     }
338
339 Compile this wrapper into a binary executable and then make I<it> rather
340 than your script setuid or setgid.
341
342 In recent years, vendors have begun to supply systems free of this
343 inherent security bug.  On such systems, when the kernel passes the name
344 of the set-id script to open to the interpreter, rather than using a
345 pathname subject to meddling, it instead passes I</dev/fd/3>.  This is a
346 special file already opened on the script, so that there can be no race
347 condition for evil scripts to exploit.  On these systems, Perl should be
348 compiled with C<-DSETUID_SCRIPTS_ARE_SECURE_NOW>.  The B<Configure>
349 program that builds Perl tries to figure this out for itself, so you
350 should never have to specify this yourself.  Most modern releases of
351 SysVr4 and BSD 4.4 use this approach to avoid the kernel race condition.
352
353 Prior to release 5.6.1 of Perl, bugs in the code of B<suidperl> could
354 introduce a security hole.
355
356 =head2 Protecting Your Programs
357
358 There are a number of ways to hide the source to your Perl programs,
359 with varying levels of "security".
360
361 First of all, however, you I<can't> take away read permission, because
362 the source code has to be readable in order to be compiled and
363 interpreted.  (That doesn't mean that a CGI script's source is
364 readable by people on the web, though.)  So you have to leave the
365 permissions at the socially friendly 0755 level.  This lets 
366 people on your local system only see your source.
367
368 Some people mistakenly regard this as a security problem.  If your program does
369 insecure things, and relies on people not knowing how to exploit those
370 insecurities, it is not secure.  It is often possible for someone to
371 determine the insecure things and exploit them without viewing the
372 source.  Security through obscurity, the name for hiding your bugs
373 instead of fixing them, is little security indeed.
374
375 You can try using encryption via source filters (Filter::* from CPAN,
376 or Filter::Util::Call and Filter::Simple since Perl 5.8).
377 But crackers might be able to decrypt it.  You can try using the byte
378 code compiler and interpreter described below, but crackers might be
379 able to de-compile it.  You can try using the native-code compiler
380 described below, but crackers might be able to disassemble it.  These
381 pose varying degrees of difficulty to people wanting to get at your
382 code, but none can definitively conceal it (this is true of every
383 language, not just Perl).
384
385 If you're concerned about people profiting from your code, then the
386 bottom line is that nothing but a restrictive licence will give you
387 legal security.  License your software and pepper it with threatening
388 statements like "This is unpublished proprietary software of XYZ Corp.
389 Your access to it does not give you permission to use it blah blah
390 blah."  You should see a lawyer to be sure your licence's wording will
391 stand up in court.
392
393 =head2 Unicode
394
395 Unicode is a new and complex technology and one may easily overlook
396 certain security pitfalls.  See L<perluniintro> for an overview and
397 L<perlunicode> for details, and L<perlunicode/"Security Implications
398 of Unicode"> for security implications in particular.
399
400 =head1 SEE ALSO
401
402 L<perlrun> for its description of cleaning up environment variables.