使用 Grails 进行安全数据绑定

工程 | Jeff Scott Brown | 2012年3月28日 | ...

介绍

Grails 框架为 Web 应用程序开发人员提供了大量的工具和技术,以简化解决常见的应用程序开发挑战。

其中包括许多简化与数据绑定相关的复杂而繁琐的问题的事物。总的来说,Grails 使数据绑定变得非常简单,因为它提供了几种将数据映射绑定到对象图的技术。

应用程序开发人员理解每种技术的含义非常重要,以便决定哪种技术对于任何给定的用例最合适且最安全。

Web 应用程序数据绑定概述

许多 Web 应用程序的一个非常常见的任务是应用程序接受一组 http 请求参数并将这些参数绑定到一个对象。然后,该对象可能存储在数据库中,用于执行某种计算,或用于执行某种应用程序逻辑。在 Grails 应用程序中,其中一些通常在控制器操作中执行,数据通常绑定到领域对象。

考虑一个看起来像这样的领域类

代码清单 1

class Employee {
    String firstName
    String lastName
    BigDecimal salary
}

应用程序中可能有一个表单,允许更新 firstName 和 lastName 属性。该表单可能不允许更新 salary 属性,salary 属性可能只能由应用程序的其他部分更新。

用于更新特定员工的控制器操作可能如下所示:

代码清单 2

class EmployeeController {
    def updateEmployee() {
        // retrieve the employee from the database
        def employee = Employee.get(params.id)

        // update properties in the employee
        employee.firstName = params.firstName
        employee.lastName = params.lastName

        // update the database
        employee.save()
    }
}

Grails 可以通过允许类似这样的方式来简化它:

代码清单 3

class EmployeeController {
    def updateEmployee() {
        // retrieve the employee from the database
        def employee = Employee.get(params.id)

        // update properties in the employee
        employee.properties = params

        // update the database
        employee.save()
    }
}

这些示例都假设存在名为 firstName 和 lastName 的请求参数。在第一个示例中,我们需要更新的每个属性都有一行代码,但在第二个示例中,我们只有一行代码,它处理所有需要更新的属性。

在这个特定的示例中,我们只消除了 1 行代码,但如果 Employee 对象中有许多属性需要更新,第一个示例会变得更长、更繁琐,而第二个示例则保持不变。

一个潜在的问题

代码清单 3 比代码清单 2 更简洁,维护成本更低,但它可能不是任何特定用例的最佳选择。

这种更简单的方法的一个问题是,它可能允许用户更新应用程序开发人员不打算允许的属性。

例如,如果存在一个名为 salary 的请求参数,代码清单 2 中的代码将忽略该请求参数,但代码清单 3 中的代码将使用该参数的值来更新 Employee 对象中的 salary 属性,这可能会有问题。

应用程序代码可能会使用多种技术来防御此类情况。一种是使用代码清单 2 中所示的方法。另一种是在要求进行数据绑定时,向 Grails 提供属性名称的白名单或黑名单。

提供白名单的一种方法如下所示:

代码清单 4

class EmployeeController {
    def updateEmployee() {
        // retrieve the employee from the database
        def employee = Employee.get(params.id)

        // update the firstName and lastName properties in the employee
        employee.properties['firstName', 'lastName'] = params

        // update the database
        employee.save()
    }
}

代码清单 4 中的代码只会将 firstName 和 lastName 请求参数绑定到 employee 对象,而忽略所有其他请求参数。如果存在名为 salary 的请求参数,它不会导致 employee 对象中的 salary 属性被更新。

另一种技术是使用添加到所有 Grails 控制器的 bindData 方法。bindData 方法允许提供属性名称的白名单和/或黑名单

代码清单 5

class EmployeeController {
    def updateEmployee() {
        // retrieve the employee from the database
        def employee = Employee.get(params.id)

        // update the firstName and lastName properties in the employee
        bindData(employee, params, [include: ['firstName', 'lastName']])

        // or... bindData(employee, params, [exclude: ['salary']])

        // update the database
        employee.save()
    }
}

数据绑定和依赖注入

上述潜在问题可能会以多种方式给应用程序带来麻烦。一种是允许在应用程序中不打算允许更新员工 salary 属性的部分进行更新。问题可能出现的另一种方式是,如果对具有从 Spring 应用程序上下文中注入的任何属性的对象执行数据绑定。

考虑这样的代码:

代码清单 6

class TaxCalculator {
    def taxRate

    def calculateTax(baseAmount) {
        baseAmount * taxRate
    }
}

class InvoiceHelper {
    def taxCalculator

    def calculateInvoice(...) {
        // do something with the parameters that involves invoking
        // taxCalculator.calculateTax(...) to generate some total
    }
}

假设在 Spring 应用程序上下文中配置了 TaxCalculator 实例和 InvoiceHelper 实例。TaxCalculator 实例自动装配到 InvoiceHelper 实例中。

现在考虑这样一个 Grails 领域类:

代码清单 7

class Vendor {
    def invoiceHelper
    String vendorName

    // ...
}

Grails 控制器可能会像这样更新当前持久化在数据库中的 Vendor:

代码清单 8

class VendorController {
    def updateVendor = {
        // retrieve the vendor from the database
        def vendor = Vendor.get(params.id)

        // update properties in the vendor
        vendor.properties = params

        // update the database
        vendor.save()
    }
}

一个潜在的问题是,它可能无意中允许更新 Spring 应用程序上下文中的 TaxCalculator 实例中的 taxRate 属性。

如果存在一个名为 invoiceHelper.taxCalculator.taxRate 的请求参数,那么当执行“vendor.properties = params”时,就会发生这种情况。根据应用程序中的其他一些细节,这可能会导致应用程序出现意外和有问题的行为。

在 Grails 2.0.2 中,这不是问题,因为 Vendor 类中的 invoiceHelper 属性是动态类型的,如下所述,动态类型的属性除非明确包含在白名单中,否则不可绑定。如果 invoiceHelper 属性是静态类型的,那么它将受数据绑定。

在 Grails 2.0.2 之前,代码清单 8 中的代码是有问题的,但可以使用上述白名单或黑名单技术轻松处理。

当使用数据绑定构造函数时,会出现相同问题的另一个版本

代码清单 9

class VendorController {
    def createVendor = {
        // create a new Vendor
        def vendor = new Vendor(params)

        // save to the database
        vendor.save()
    }
}

在 Grails 2.0.2 和 Grails 1.3.8 之前,当执行“new Vendor(params)”时,Vendor 对象被创建,然后对 Vendor 实例执行依赖注入,然后执行数据绑定以将参数绑定到实例。

由于事件的顺序,如果 params 包含一个名为“invoiceHelper.taxCalculator.taxRate”的请求参数,那么此代码将受到上述相同问题的影响。

在 Grails 2.0.2 和 Grails 1.3.8 中,事件顺序被改变,因此 Vendor 对象被创建,然后对实例执行数据绑定,然后执行依赖注入。

通过这种事件序列,数据绑定不会改变 Spring bean 中的属性,因为 Spring bean 直到数据绑定发生之后才被注入,因此没有危险。

对于 Grails 2.0.2 和 Grails 1.3.8 之前的 Grails 版本,管理此问题的一个简单方法是这样的:

代码清单 10

class VendorController {
    def createVendor = {
        // create a new Vendor
        def vendor = new Vendor()

        vendor.properties['vendorName'] = params

        // or... bindData(vendor, params, [include: ['vendorName']])
        // or... bindData(vendor, params, [exclude: ['invoiceHelper']])

        // save to the database
        vendor.save()
    }
}

这并非对所有领域类都有问题,但对于自动装配 Spring bean 的领域类来说,这可能是有问题的。顺便说一下,同样的问题也适用于 Grails 命令对象,它们也受数据绑定和自动依赖注入的影响。

Grails 2.0.2 数据绑定改进

这些技术一直受到 Grails 的长期支持。Grails 2.0.2 将包含更多管理数据绑定的灵活性。在 Grails 2.0.2 中,代码清单 4 和 5 中的代码将与以前版本中的行为完全相同。当提供白名单或黑名单时,它将受到尊重。

然而,当未提供白名单或黑名单时,如“employee.properties = params”,Grails 2.0.2 可能会根据 Employee 类中的一些细节而有不同的行为。

在 Grails 2.0.2 中,数据绑定机制默认将排除所有静态、瞬态或动态类型的属性。为了更精细地控制哪些属性默认可绑定,哪些不可绑定,Grails 2.0.2 支持新的 bindable 约束

代码清单 11

class Employee {
    String firstName
    String lastName
    BigDecimal salary

    static constraints = {
        salary bindable: false
    }
}

代码清单 11 展示了如何表达 salary 属性默认不可绑定。这意味着当应用程序执行类似“employee.properties = params”的操作时,salary 属性将不受数据绑定。

如果该属性被明确包含在白名单中,例如“employee.properties['firstName', 'lastName', 'salary'] = params”,那么它将受数据绑定。

结论

Grails 提供的数据绑定机制允许编写简洁、富有表现力的代码,而不会被大量繁琐的数据绑定相关细节所困扰。应用程序开发人员了解使用这些技术的影响非常重要,以便为任何特定用例实施最佳方法。

参考文献

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