This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
One more twist to the sprintf + utf8 testing.
[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 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 The value of an expression containing tainted data will itself be
57 tainted, even if it is logically impossible for the tainted data to
58 affect the value.
59
60 Because taintedness is associated with each scalar value, some
61 elements of an array can be tainted and others not.
62
63 For example:
64
65     $arg = shift;               # $arg is tainted
66     $hid = $arg, 'bar';         # $hid is also tainted
67     $line = <>;                 # Tainted
68     $line = <STDIN>;            # Also tainted
69     open FOO, "/home/me/bar" or die $!;
70     $line = <FOO>;              # Still tainted
71     $path = $ENV{'PATH'};       # Tainted, but see below
72     $data = 'abc';              # Not tainted
73
74     system "echo $arg";         # Insecure
75     system "/bin/echo", $arg;   # Secure (doesn't use sh)
76     system "echo $hid";         # Insecure
77     system "echo $data";        # Insecure until PATH set
78
79     $path = $ENV{'PATH'};       # $path now tainted
80
81     $ENV{'PATH'} = '/bin:/usr/bin';
82     delete @ENV{'IFS', 'CDPATH', 'ENV', 'BASH_ENV'};
83
84     $path = $ENV{'PATH'};       # $path now NOT tainted
85     system "echo $data";        # Is secure now!
86
87     open(FOO, "< $arg");        # OK - read-only file
88     open(FOO, "> $arg");        # Not OK - trying to write
89
90     open(FOO,"echo $arg|");     # Not OK, but...
91     open(FOO,"-|")
92         or exec 'echo', $arg;   # OK
93
94     $shout = `echo $arg`;       # Insecure, $shout now tainted
95
96     unlink $data, $arg;         # Insecure
97     umask $arg;                 # Insecure
98
99     exec "echo $arg";           # Insecure (uses the shell)
100     exec "echo", $arg;          # Secure (doesn't use the shell)
101     exec "sh", '-c', $arg;      # Considered secure, alas!
102
103     @files = <*.c>;             # insecure (uses readdir() or similar)
104     @files = glob('*.c');       # insecure (uses readdir() or similar)
105
106     # In Perl releases older than 5.6.0 the <*.c> and glob('*.c') would
107     # have used an external program to do the filename expansion; but in
108     # either case the result is tainted since the list of filenames comes
109     # from outside of the program.
110
111     $bad = ($arg, 23);          # $bad will be tainted
112     $arg, `true`;               # Insecure (although it isn't really)
113
114 If you try to do something insecure, you will get a fatal error saying
115 something like "Insecure dependency" or "Insecure $ENV{PATH}".  Note that you
116 can still write an insecure B<system> or B<exec>, but only by explicitly
117 doing something like the "considered secure" example above.
118
119 =head2 Laundering and Detecting Tainted Data
120
121 To test whether a variable contains tainted data, and whose use would
122 thus trigger an "Insecure dependency" message, you can use the
123 tainted() function of the Scalar::Util module, available in your
124 nearby CPAN mirror, and included in Perl starting from the release 5.8.0.
125 Or you may be able to use the following I<is_tainted()> function.
126
127     sub is_tainted {
128         return ! eval {
129             join('',@_), kill 0;
130             1;
131         };
132     }
133
134 This function makes use of the fact that the presence of tainted data
135 anywhere within an expression renders the entire expression tainted.  It
136 would be inefficient for every operator to test every argument for
137 taintedness.  Instead, the slightly more efficient and conservative
138 approach is used that if any tainted value has been accessed within the
139 same expression, the whole expression is considered tainted.
140
141 But testing for taintedness gets you only so far.  Sometimes you have just
142 to clear your data's taintedness.  The only way to bypass the tainting
143 mechanism is by referencing subpatterns from a regular expression match.
144 Perl presumes that if you reference a substring using $1, $2, etc., that
145 you knew what you were doing when you wrote the pattern.  That means using
146 a bit of thought--don't just blindly untaint anything, or you defeat the
147 entire mechanism.  It's better to verify that the variable has only good
148 characters (for certain values of "good") rather than checking whether it
149 has any bad characters.  That's because it's far too easy to miss bad
150 characters that you never thought of.
151
152 Here's a test to make sure that the data contains nothing but "word"
153 characters (alphabetics, numerics, and underscores), a hyphen, an at sign,
154 or a dot.
155
156     if ($data =~ /^([-\@\w.]+)$/) {
157         $data = $1;                     # $data now untainted
158     } else {
159         die "Bad data in $data";        # log this somewhere
160     }
161
162 This is fairly secure because C</\w+/> doesn't normally match shell
163 metacharacters, nor are dot, dash, or at going to mean something special
164 to the shell.  Use of C</.+/> would have been insecure in theory because
165 it lets everything through, but Perl doesn't check for that.  The lesson
166 is that when untainting, you must be exceedingly careful with your patterns.
167 Laundering data using regular expression is the I<only> mechanism for
168 untainting dirty data, unless you use the strategy detailed below to fork
169 a child of lesser privilege.
170
171 The example does not untaint $data if C<use locale> is in effect,
172 because the characters matched by C<\w> are determined by the locale.
173 Perl considers that locale definitions are untrustworthy because they
174 contain data from outside the program.  If you are writing a
175 locale-aware program, and want to launder data with a regular expression
176 containing C<\w>, put C<no locale> ahead of the expression in the same
177 block.  See L<perllocale/SECURITY> for further discussion and examples.
178
179 =head2 Switches On the "#!" Line
180
181 When you make a script executable, in order to make it usable as a
182 command, the system will pass switches to perl from the script's #!
183 line.  Perl checks that any command line switches given to a setuid
184 (or setgid) script actually match the ones set on the #! line.  Some
185 Unix and Unix-like environments impose a one-switch limit on the #!
186 line, so you may need to use something like C<-wU> instead of C<-w -U>
187 under such systems.  (This issue should arise only in Unix or
188 Unix-like environments that support #! and setuid or setgid scripts.)
189
190 =head2 Cleaning Up Your Path
191
192 For "Insecure C<$ENV{PATH}>" messages, you need to set C<$ENV{'PATH'}> to a
193 known value, and each directory in the path must be non-writable by others
194 than its owner and group.  You may be surprised to get this message even
195 if the pathname to your executable is fully qualified.  This is I<not>
196 generated because you didn't supply a full path to the program; instead,
197 it's generated because you never set your PATH environment variable, or
198 you didn't set it to something that was safe.  Because Perl can't
199 guarantee that the executable in question isn't itself going to turn
200 around and execute some other program that is dependent on your PATH, it
201 makes sure you set the PATH.
202
203 The PATH isn't the only environment variable which can cause problems.
204 Because some shells may use the variables IFS, CDPATH, ENV, and
205 BASH_ENV, Perl checks that those are either empty or untainted when
206 starting subprocesses. You may wish to add something like this to your
207 setid and taint-checking scripts.
208
209     delete @ENV{qw(IFS CDPATH ENV BASH_ENV)};   # Make %ENV safer
210
211 It's also possible to get into trouble with other operations that don't
212 care whether they use tainted values.  Make judicious use of the file
213 tests in dealing with any user-supplied filenames.  When possible, do
214 opens and such B<after> properly dropping any special user (or group!)
215 privileges. Perl doesn't prevent you from opening tainted filenames for reading,
216 so be careful what you print out.  The tainting mechanism is intended to
217 prevent stupid mistakes, not to remove the need for thought.
218
219 Perl does not call the shell to expand wild cards when you pass B<system>
220 and B<exec> explicit parameter lists instead of strings with possible shell
221 wildcards in them.  Unfortunately, the B<open>, B<glob>, and
222 backtick functions provide no such alternate calling convention, so more
223 subterfuge will be required.
224
225 Perl provides a reasonably safe way to open a file or pipe from a setuid
226 or setgid program: just create a child process with reduced privilege who
227 does the dirty work for you.  First, fork a child using the special
228 B<open> syntax that connects the parent and child by a pipe.  Now the
229 child resets its ID set and any other per-process attributes, like
230 environment variables, umasks, current working directories, back to the
231 originals or known safe values.  Then the child process, which no longer
232 has any special permissions, does the B<open> or other system call.
233 Finally, the child passes the data it managed to access back to the
234 parent.  Because the file or pipe was opened in the child while running
235 under less privilege than the parent, it's not apt to be tricked into
236 doing something it shouldn't.
237
238 Here's a way to do backticks reasonably safely.  Notice how the B<exec> is
239 not called with a string that the shell could expand.  This is by far the
240 best way to call something that might be subjected to shell escapes: just
241 never call the shell at all.  
242
243         use English;
244         die "Can't fork: $!" unless defined($pid = open(KID, "-|"));
245         if ($pid) {           # parent
246             while (<KID>) {
247                 # do something
248             }
249             close KID;
250         } else {
251             my @temp     = ($EUID, $EGID);
252             my $orig_uid = $UID;
253             my $orig_gid = $GID;
254             $EUID = $UID;
255             $EGID = $GID;
256             # Drop privileges
257             $UID  = $orig_uid;
258             $GID  = $orig_gid;
259             # Make sure privs are really gone
260             ($EUID, $EGID) = @temp;
261             die "Can't drop privileges"
262                 unless $UID == $EUID  && $GID eq $EGID;
263             $ENV{PATH} = "/bin:/usr/bin"; # Minimal PATH.
264             # Consider sanitizing the environment even more.
265             exec 'myprog', 'arg1', 'arg2'
266                 or die "can't exec myprog: $!";
267         }
268
269 A similar strategy would work for wildcard expansion via C<glob>, although
270 you can use C<readdir> instead.
271
272 Taint checking is most useful when although you trust yourself not to have
273 written a program to give away the farm, you don't necessarily trust those
274 who end up using it not to try to trick it into doing something bad.  This
275 is the kind of security checking that's useful for set-id programs and
276 programs launched on someone else's behalf, like CGI programs.
277
278 This is quite different, however, from not even trusting the writer of the
279 code not to try to do something evil.  That's the kind of trust needed
280 when someone hands you a program you've never seen before and says, "Here,
281 run this."  For that kind of safety, check out the Safe module,
282 included standard in the Perl distribution.  This module allows the
283 programmer to set up special compartments in which all system operations
284 are trapped and namespace access is carefully controlled.
285
286 =head2 Security Bugs
287
288 Beyond the obvious problems that stem from giving special privileges to
289 systems as flexible as scripts, on many versions of Unix, set-id scripts
290 are inherently insecure right from the start.  The problem is a race
291 condition in the kernel.  Between the time the kernel opens the file to
292 see which interpreter to run and when the (now-set-id) interpreter turns
293 around and reopens the file to interpret it, the file in question may have
294 changed, especially if you have symbolic links on your system.
295
296 Fortunately, sometimes this kernel "feature" can be disabled.
297 Unfortunately, there are two ways to disable it.  The system can simply
298 outlaw scripts with any set-id bit set, which doesn't help much.
299 Alternately, it can simply ignore the set-id bits on scripts.  If the
300 latter is true, Perl can emulate the setuid and setgid mechanism when it
301 notices the otherwise useless setuid/gid bits on Perl scripts.  It does
302 this via a special executable called B<suidperl> that is automatically
303 invoked for you if it's needed.
304
305 However, if the kernel set-id script feature isn't disabled, Perl will
306 complain loudly that your set-id script is insecure.  You'll need to
307 either disable the kernel set-id script feature, or put a C wrapper around
308 the script.  A C wrapper is just a compiled program that does nothing
309 except call your Perl program.   Compiled programs are not subject to the
310 kernel bug that plagues set-id scripts.  Here's a simple wrapper, written
311 in C:
312
313     #define REAL_PATH "/path/to/script"
314     main(ac, av)
315         char **av;
316     {
317         execv(REAL_PATH, av);
318     }
319
320 Compile this wrapper into a binary executable and then make I<it> rather
321 than your script setuid or setgid.
322
323 In recent years, vendors have begun to supply systems free of this
324 inherent security bug.  On such systems, when the kernel passes the name
325 of the set-id script to open to the interpreter, rather than using a
326 pathname subject to meddling, it instead passes I</dev/fd/3>.  This is a
327 special file already opened on the script, so that there can be no race
328 condition for evil scripts to exploit.  On these systems, Perl should be
329 compiled with C<-DSETUID_SCRIPTS_ARE_SECURE_NOW>.  The B<Configure>
330 program that builds Perl tries to figure this out for itself, so you
331 should never have to specify this yourself.  Most modern releases of
332 SysVr4 and BSD 4.4 use this approach to avoid the kernel race condition.
333
334 Prior to release 5.6.1 of Perl, bugs in the code of B<suidperl> could
335 introduce a security hole.
336
337 =head2 Protecting Your Programs
338
339 There are a number of ways to hide the source to your Perl programs,
340 with varying levels of "security".
341
342 First of all, however, you I<can't> take away read permission, because
343 the source code has to be readable in order to be compiled and
344 interpreted.  (That doesn't mean that a CGI script's source is
345 readable by people on the web, though.)  So you have to leave the
346 permissions at the socially friendly 0755 level.  This lets 
347 people on your local system only see your source.
348
349 Some people mistakenly regard this as a security problem.  If your program does
350 insecure things, and relies on people not knowing how to exploit those
351 insecurities, it is not secure.  It is often possible for someone to
352 determine the insecure things and exploit them without viewing the
353 source.  Security through obscurity, the name for hiding your bugs
354 instead of fixing them, is little security indeed.
355
356 You can try using encryption via source filters (Filter::* from CPAN,
357 or Filter::Util::Call and Filter::Simple since Perl 5.8).
358 But crackers might be able to decrypt it.  You can try using the byte
359 code compiler and interpreter described below, but crackers might be
360 able to de-compile it.  You can try using the native-code compiler
361 described below, but crackers might be able to disassemble it.  These
362 pose varying degrees of difficulty to people wanting to get at your
363 code, but none can definitively conceal it (this is true of every
364 language, not just Perl).
365
366 If you're concerned about people profiting from your code, then the
367 bottom line is that nothing but a restrictive licence will give you
368 legal security.  License your software and pepper it with threatening
369 statements like "This is unpublished proprietary software of XYZ Corp.
370 Your access to it does not give you permission to use it blah blah
371 blah."  You should see a lawyer to be sure your licence's wording will
372 stand up in court.
373
374 =head1 SEE ALSO
375
376 L<perlrun> for its description of cleaning up environment variables.