很多人都知道SQL注入，也知道SQL參數化查詢可以防止SQL注入，可為什么能防止注入卻并不是很多人都知道的。

本文主要講述的是這個問題，也許你在部分文章中看到過這塊內容，當然了看看也無妨。

首先：我們要了解SQL收到一個指令后所做的事情：

具體細節可以查看文章：Sql Server 編譯、重編譯與執行計劃重用原理

在這里，我簡單的表示為： 收到指令 -> 編譯SQL生成執行計劃 ->選擇執行計劃 ->執行執行計劃。

具體可能有點不一樣，但大致的步驟如上所示。

接著我們來分析為什么拼接SQL 字符串會導致SQL注入的風險呢？

首先創建一張表Users:

CREATE TABLE [dbo].[Users](  
[Id] [uniqueidentifier] NOT NULL,  
[UserId] [int] NOT NULL,  
[UserName] [varchar](50) NULL,  
[Password] [varchar](50) NOT NULL,  
 CONSTRAINT [PK_Users] PRIMARY KEY CLUSTERED   
(  
[Id] ASC 
)WITH (PAD_INDEX  = OFF, STATISTICS_NORECOMPUTE  = OFF, IGNORE_DUP_KEY = OFF, ALLOW_ROW_LOCKS  = ON, ALLOW_PAGE_LOCKS  = ON) ON [PRIMARY]  
) ON [PRIMARY] 

插入一些數據：

INSERT INTO [Test].[dbo].[Users]([Id],[UserId],[UserName],[Password])VALUES (NEWID(),1,'name1','pwd1');    
INSERT INTO [Test].[dbo].[Users]([Id],[UserId],[UserName],[Password])VALUES (NEWID(),2,'name2','pwd2');    
INSERT INTO [Test].[dbo].[Users]([Id],[UserId],[UserName],[Password])VALUES (NEWID(),3,'name3','pwd3');    
INSERT INTO [Test].[dbo].[Users]([Id],[UserId],[UserName],[Password])VALUES (NEWID(),4,'name4','pwd4');    
INSERT INTO [Test].[dbo].[Users]([Id],[UserId],[UserName],[Password])VALUES (NEWID(),  

假設我們有個用戶登錄的頁面，代碼如下：

驗證用戶登錄的sql 如下：

select COUNT(*) from Users where Password = 'a' and UserName = 'b'  

這段代碼返回Password 和UserName都匹配的用戶數量，如果大于1的話，那么就代表用戶存在。

本文不討論SQL 中的密碼策略，也不討論代碼規范，主要是講為什么能夠防止SQL注入，請一些同學不要糾結與某些代碼，或者和SQL注入無關的主題。

可以看到執行結果：

這個是SQL profile 跟蹤的SQL 語句。

注入的代碼如下：

select COUNT(*) from Users where Password = 'a' and UserName = 'b' or 1=1—'

這里有人將UserName設置為了 “b' or 1=1 –”.
 
實際執行的SQL就變成了如下：

可以很明顯的看到SQL注入成功了。

很多人都知道參數化查詢可以避免上面出現的注入問題，比如下面的代碼：

class Program  
{  
    private static string connectionString = "Data Source=.;Initial Catalog=Test;Integrated Security=True";  
 
    static void Main(string[] args)  
    {  
        Login("b", "a");  
        Login("b' or 1=1--", "a");  
    }  
 
    private static void Login(string userName, string password)  
    {  
        using (SqlConnection conn = new SqlConnection(connectionString))  
        {  
            conn.Open();  
            SqlCommand comm = new SqlCommand();  
            comm.Connection = conn;  
            //為每一條數據添加一個參數  
            comm.CommandText = "select COUNT(*) from Users where Password = @Password and UserName = @UserName";  
            comm.Parameters.AddRange(  
            new SqlParameter[]{                          
                new SqlParameter("@Password", SqlDbType.VarChar) { Value = password},  
                new SqlParameter("@UserName", SqlDbType.VarChar) { Value = userName},  
            });  
 
            comm.ExecuteNonQuery();  
        }  
    }  
} 

實際執行的SQL 如下所示：

exec sp_executesql N'select COUNT(*) from Users where Password = @Password and UserName = @UserName',N'@Password varchar(1),@UserName varchar(1)',@Password='a',@UserName='b' 
exec sp_executesql N'select COUNT(*) from Users where Password = @Password and UserName = @UserName',N'@Password varchar(1),@UserName varchar(11)',@Password='a',@UserName='b'' or 1=1—'  

可以看到參數化查詢主要做了這些事情：

1：參數過濾，可以看到 @UserName='b'' or 1=1—'

2：執行計劃重用

因為執行計劃被重用，所以可以防止SQL注入。

首先分析SQL注入的本質，

用戶寫了一段SQL 用來表示查找密碼是a的，用戶名是b的所有用戶的數量。

通過注入SQL，這段SQL現在表示的含義是查找(密碼是a的，并且用戶名是b的，) 或者1=1 的所有用戶的數量。

可以看到SQL的語意發生了改變，為什么發生了改變呢？，因為沒有重用以前的執行計劃，因為對注入后的SQL語句重新進行了編譯，因為重新執行了語法解析。所以要保證SQL語義不變，即我想要表達SQL就是我想表達的意思，不是別的注入后的意思，就應該重用執行計劃。

如果不能夠重用執行計劃，那么就有SQL注入的風險，因為SQL的語意有可能會變化，所表達的查詢就可能變化。

在SQL Server 中查詢執行計劃可以使用下面的腳本：

DBCC FreeProccache  
 
select total_elapsed_time / execution_count 平均時間,total_logical_reads/execution_count 邏輯讀,  
usecounts 重用次數,SUBSTRING(d.text, (statement_start_offset/2) + 1,  
         ((CASE statement_end_offset   
          WHEN -1 THEN DATALENGTH(text)  
          ELSE statement_end_offset END   
            - statement_start_offset)/2) + 1) 語句執行 from sys.dm_exec_cached_plans a  
cross apply sys.dm_exec_query_plan(a.plan_handle) c  
,sys.dm_exec_query_stats b  
cross apply sys.dm_exec_sql_text(b.sql_handle) d  
--where a.plan_handle=b.plan_handle and total_logical_reads/execution_count>4000  
ORDER BY total_elapsed_time / execution_count DESC; 

有篇文章《Sql Server參數化查詢之where in和like實現詳解》中有這么一段：

這里作者有一句話：”不過這種寫法和直接拼SQL執行沒啥實質性的區別”

任何拼接SQL的方式都有SQL注入的風險，所以如果沒有實質性的區別的話，那么使用exec 動態執行SQL是不能防止SQL注入的。

比如下面的代碼：

private static void TestMethod()  
{  
    using (SqlConnection conn = new SqlConnection(connectionString))  
    {  
        conn.Open();  
        SqlCommand comm = new SqlCommand();  
        comm.Connection = conn;  
        //使用exec動態執行SQL　  
        //實際執行的查詢計劃為(@UserID varchar(max))select * from Users(nolock) where UserID in (1,2,3,4)　　  
        //不是預期的(@UserID varchar(max))exec('select * from Users(nolock) where UserID in ('+@UserID+')')      
        comm.CommandText = "exec('select * from Users(nolock) where UserID in ('+@UserID+')')";  
        comm.Parameters.Add(new SqlParameter("@UserID", SqlDbType.VarChar, -1) { Value = "1,2,3,4" });  
        //comm.Parameters.Add(new SqlParameter("@UserID", SqlDbType.VarChar, -1) { Value = "1,2,3,4); delete from Users;--" });  
        comm.ExecuteNonQuery();  
    }  
} 

執行的SQL 如下：

exec sp_executesql N'exec(''select * from Users(nolock) where UserID in (''+@UserID+'')'')',N'@UserID varchar(max) ',@UserID='1,2,3,4' 

可以看到SQL語句并沒有參數化查詢。

如果你將UserID設置為”1,2,3,4); delete from Users;—-”,那么執行的SQL就是下面這樣：

exec sp_executesql N'exec(''select * from Users(nolock) where UserID in (''+@UserID+'')'')',N'@UserID varchar(max) ',@UserID='1,2,3,4); delete from Users;--'

不要以為加了個@UserID 就代表能夠防止SQL注入，實際執行的SQL 如下：

任何動態的執行SQL 都有注入的風險，因為動態意味著不重用執行計劃，而如果不重用執行計劃的話，那么就基本上無法保證你寫的SQL所表示的意思就是你要表達的意思。 這就好像小時候的填空題，查找密碼是(____) 并且用戶名是(____)的用戶。不管你填的是什么值，我所表達的就是這個意思。 最后再總結一句：因為參數化查詢可以重用執行計劃，并且如果重用執行計劃的話，SQL所要表達的語義就不會變化，所以就可以防止SQL注入,如果不能重用執行計劃，就有可能出現SQL注入，存儲過程也是一樣的道理，因為可以重用執行計劃。