特殊字符转义

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Spring 不但提供了一个功能全面的应用开发框架，本身还拥有众多可以在程序编写时直接
使用的工具类，您不但可以在 Spring 应用中使用这些工具类，也可以在其它的应用中使用，这些工具类中的大部分是可以在脱离 Spring 框架时使用的。了解 Spring 中有哪些好用的工具类并在程序编写时适当使用，将有助于提高开发效率、增强代码质量。   
   
 在这个分为两部分的文章中，我们将从众多的 Spring 工具类中遴选出那些好用的工具类介绍给大家。第 1 部分 介绍了与文件资源操作和 Web 相关的工具类。在第 2 部分中将介绍特殊字符转义和方法入参检测工具类。   
   
 特殊字符转义   
   
 由于 Web 应用程序需要联合使用到多种语言，每种语言都包含一些特殊的字符，对于动态语言或标签式的语言而言，如果需要动态构造语言的内容时，一个我们经常会碰到的问题就是特殊字符转义的问题。下面是 Web 开发者最常面对需要转义的特殊字符类型：   
   
 HTML 特殊字符；    
 JavaScript 特殊字符；    
 SQL 特殊字符；    
 如果不对这些特殊字符进行转义处理，则不但可能破坏文档结构，还可以引发潜在的安全问题。 Spring 为 HTML 和 JavaScript 特殊字符提供了转义操作工具类，它们分别是 HtmlUtils 和 JavaScriptUtils。   
   
 HTML 特殊字符转义   
   
 HTML 中 <，>，& 等字符有特殊含义，它们是 HTML 语言的保留字，因此不能直接使用。使用这些个字符时，应使用它们的转义序列：   
   
 &：&    
 " ："    
 < ：<    
 > ：>    
 由于 HTML 网页本身就是一个文本型结构化文档，如果直接将这些包含了 HTML 特殊字符的内容输出到网页中，极有可能破坏整个 HTML 文档的结构。所以，一般情况下需要对动态数据进行转义处理，使用转义序列表示 HTML 特殊字符。下面的 JSP 网页将一些变量动态输出到 HTML 网页中：   
   
   
 清单 1. 未进行 HTML 特殊字符转义处理网页   
                    
 <%@ page language="java" contentType="text/html; charset=utf-8"%>   
 <%!   
    String userName = "</td><tr></table>";   
    String address = " \" type=\"button";   
  %>   
 <table border="1">   
    <tr>   
      <td>姓名：</td><td><%=userName%>< /td> ①   
    </tr>   
    <tr>   
      <td>年龄：</td><td>28</td>   
    </tr>   
 </table>   
  <input value="<%=address%>"  type="text" /> ②   
     
   
   
 在 ① 和 ② 处，我们未经任何转义处理就直接将变量输出到 HTML 网页中，由于这些变量可能包含一些特殊的 HTML 的字符，它们将可能破坏整个 HTML 文档的结构。我们可以从以上 JSP 页面的一个具体输出中了解这一问题：   
   
 <table border="1">   
    <tr>   
      <td>姓名：</td><td>< /td><tr></table></td>    
      ① 破坏了 <table> 的结构   
    </tr>   
    <tr>   
      <td>年龄：</td><td>28</td>   
    </tr>   
 </table>   
  <input value=" " type="button"  type="text" />    
  ② 将本来是输入框组件偷梁换柱为按钮组件   
     
   
   
 融合动态数据后的 HTML 网页已经面目全非，首先 ① 处的 <table> 结构被包含 HTML 特殊字符的 userName 变量截断了，造成其后的 <table> 代码变成无效的内容；其次，② 处 <input> 被动态数据改换为按钮类型的组件（type="button"）。为了避免这一问题，我们需要事先对可能破坏 HTML 文档结构的动态数据进行转义处理。Spring 为我们提供了一个简单适用的 HTML 特殊字符转义工具类，它就是 HtmlUtils。下面，我们通过一个简单的例子了解 HtmlUtils 的具体用法：   
   
   
 清单 2. HtmpEscapeExample   
                    
 package com.baobaotao.escape;   
 import org.springframework.web.util.HtmlUtils;   
 public class HtmpEscapeExample {   
     public static void main(String[] args) {   
         String specialStr = "<div id=\"testDiv\">test1;test2</div>";   
         String str1 = HtmlUtils.htmlEscape(specialStr); ①转换为 HTML转义字符表示   
         System.out.println(str1);   
           
         String str2 = HtmlUtils.htmlEscapeDecimal(specialStr); ② 转换为数据转义表示   
         System.out.println(str2);   
           
         String str3 = HtmlUtils.htmlEscapeHex(specialStr); ③转换为十六进制数据转义表示   
         System.out.println(str3);   
           
         ④下面对转义后字符串进行反向操作   
         System.out.println(HtmlUtils.htmlUnescape(str1));   
         System.out.println(HtmlUtils.htmlUnescape(str2));   
         System.out.println(HtmlUtils.htmlUnescape(str3));   
     }   
 }   
     
   
   
 HTML 不但可以使用通用的转义序列表示 HTML 特殊字符，还可以使用以 # 为前缀的数字序列表示 HTML 特殊字符，它们在最终的显示效果上是一样的。HtmlUtils 提供了三个转义方法：   
   
 方法 说明    
 static String htmlEscape(String input)  将 HTML 特殊字符转义为 HTML 通用转义序列；    
 static String htmlEscapeDecimal(String input)  将 HTML 特殊字符转义为带 # 的十进制数据转义序列；    
 static String htmlEscapeHex(String input)  将 HTML 特殊字符转义为带 # 的十六进制数据转义序列；    
   
 此外，HtmlUtils 还提供了一个能够将经过转义内容还原的方法：htmlUnescape(String input)，它可以还原以上三种转义序列的内容。运行以上代码，您将可以看到以下的输出：   
   
 str1:<div id="testDiv">test1;test2</div>   
 str2:<div id="testDiv">test1;test2</div>   
 str3:<div id="testDiv">test1;test2</div>   
 <div id="testDiv">test1;test2</div>   
 <div id="testDiv">test1;test2</div>   
 <div id="testDiv">test1;test2</div>   
     
   
   
 您只要使用 HtmlUtils 对代码 清单 1 的 userName 和 address 进行转义处理，最终输出的 HTML 页面就不会遭受破坏了。   
   
 JavaScript 特殊字符转义   
   
 JavaScript 中也有一些需要特殊处理的字符，如果直接将它们嵌入 JavaScript 代码中，JavaScript 程序结构将会遭受破坏，甚至被嵌入一些恶意的程序。下面列出了需要转义的特殊 JavaScript 字符：   
   
 ' ：\'    
 " ：\"    
 \ ：\\    
 走纸换页： \f    
 换行：\n    
 换栏符：\t    
 回车：\r    
 回退符：\b    
     
 我们通过一个具体例子演示动态变量是如何对 JavaScript 程序进行破坏的。假设我们有一个 JavaScript 数组变量，其元素值通过一个 Java List 对象提供，下面是完成这一操作的 JSP 代码片断：   
   
   
 清单 3. jsTest.jsp：未对 JavaScript 特殊字符进行处理   
                    
 <%@ page language="java" contentType="text/html; charset=utf-8"%>   
 <jsp:directive.page import="java.util.*"/>   
 <%   
   List textList = new ArrayList();   
   textList.add("\";alert();j=\"");   
 %>   
 <script>   
   var txtList = new Array();   
    <% for ( int i = 0 ; i < textList.size() ; i++) { %>   
      txtList[<%=i%>] = "<%=textList.get(i)%>";    
      ① 未对可能包含特殊 JavaScript 字符的变量进行处理   
    <% } %>   
 </script>   
     
   
   
 当客户端调用这个 JSP 页面后，将得到以下的 HTML 输出页面：   
   
 <script>   
   var txtList = new Array();   
    txtList[0] = "";alert();j=""; ① 本来是希望接受一个字符串，结果被植入了一段JavaScript代码   
 </script>   
     
   
   
 由于包含 JavaScript 特殊字符的 Java 变量直接合并到 JavaScript 代码中，我们本来期望 ① 处所示部分是一个普通的字符串，但结果变成了一段 JavaScript 代码，网页将弹出一个 alert 窗口。想像一下如果粗体部分的字符串是“";while(true)alert();j="”时会产生什么后果呢？   
   
 因此，如果网页中的 JavaScript 代码需要通过拼接 Java 变量动态产生时，一般需要对变量的内容进行转义处理，可以通过 Spring 的 JavaScriptUtils 完成这件工作。下面，我们使用 JavaScriptUtils 对以上代码进行改造：   
   
 <%@ page language="java" contentType="text/html; charset=utf-8"%>   
 <jsp:directive.page import="java.util.*"/>   
 <jsp:directive.page import="org.springframework.web.util.JavaScriptUtils"/>   
 <%   
   List textList = new ArrayList();   
   textList.add("\";alert();j=\"");   
 %>   
 <script>   
    var txtList = new Array();   
    <% for ( int i = 0 ; i < textList.size() ; i++) { %>   
    ① 在输出动态内容前事先进行转义处理   
    txtList[<%=i%>] = "<%=JavaScriptUtils.javaScriptEscape(""+textList.get(i))%>";   
    <% } %>   
 </script>   
     
   
   
 通过转义处理后，这个 JSP 页面输出的结果网页的 JavaScript 代码就不会产生问题了：   
   
 <script>   
    var txtList = new Array();   
    txtList[0] = "\";alert();j=\"";   
    ① 粗体部分仅是一个普通的字符串，而非一段 JavaScript 的语句了   
 </script>   
     
   
   
 SQL特殊字符转义   
   
 应该说，您即使没有处理 HTML 或 JavaScript 的特殊字符，也不会带来灾难性的后果，但是如果不在动态构造 SQL 语句时对变量中特殊字符进行处理，将可能导致程序漏洞、数据盗取、数据破坏等严重的安全问题。网络中有大量讲解 SQL 注入的文章，感兴趣的读者可以搜索相关的资料深入研究。   
   
 虽然 SQL 注入的后果很严重，但是只要对动态构造的 SQL 语句的变量进行特殊字符转义处理，就可以避免这一问题的发生了。来看一个存在安全漏洞的经典例子：   
   
 SELECT COUNT(userId)    
 FROM t_user    
 WHERE userName='"+userName+"' AND password ='"+password+"';   
     
   
   
 以上 SQL 语句根据返回的结果数判断用户提供的登录信息是否正确，如果 userName 变量不经过特殊字符转义处理就直接合并到 SQL 语句中，黑客就可以通过将 userName 设置为 “1' or '1'='1”绕过用户名/密码的检查直接进入系统了。   
   
 所以除非必要，一般建议通过 PreparedStatement 参数绑定的方式构造动态 SQL 语句，因为这种方式可以避免 SQL 注入的潜在安全问题。但是往往很难在应用中完全避免通过拼接字符串构造动态 SQL 语句的方式。为了防止他人使用特殊 SQL 字符破坏 SQL 的语句结构或植入恶意操作，必须在变量拼接到 SQL 语句之前对其中的特殊字符进行转义处理。Spring 并没有提供相应的工具类，您可以通过 jakarta commons lang 通用类包中（spring/lib/jakarta-commons/commons- lang.jar）的 StringEscapeUtils 完成这一工作：   
   
   
 清单 4. SqlEscapeExample   
                    
 package com.baobaotao.escape;   
 import org.apache.commons.lang.StringEscapeUtils;   
 public class SqlEscapeExample {   
     public static void main(String[] args) {   
         String userName = "1' or '1'='1";   
         String password = "123456";   
         userName = StringEscapeUtils.escapeSql(userName);   
         password = StringEscapeUtils.escapeSql(password);   
         String sql = "SELECT COUNT(userId) FROM t_user WHERE userName='"  
             + userName + "' AND password ='" + password + "'";   
         System.out.println(sql);   
     }   
 }   
     
   
   
 事实上，StringEscapeUtils 不但提供了 SQL 特殊字符转义处理的功能，还提供了 HTML、XML、 JavaScript、Java 特殊字符的转义和还原的方法。如果您不介意引入 jakarta commons lang 类包，我们更推荐您使用 StringEscapeUtils 工具类完成特殊字符转义处理的工作。     

评论

2 楼 wl296784423 2012-09-20  

撒的发

1 楼 wl296784423 2012-09-20  

阿萨德发生的[b][/b][i][/i][u][/u]