[转] MySQL 报错注入原理分析(count()、rand()、group by)
原文链接：http://drops.wooyun.org/tips/14312
0x00 疑问
一直在用mysql数据库报错注入方法，但为何会报错？
百度谷歌知乎了一番，发现大家都是把官网的结论发一下截图，然后执行sql语句证明一下结论，但是没有人去深入研究为什么rand不能和order by一起使用，也没彻底说明三者同时使用报错的原理。
0x01 位置问题？
select count(*),(floor(rand(0)*2))x from information_schema.tables group by x;这是网上最常见的语句,目前位置看到的网上sql注入教程,floor 都是直接放count(*)后面，为了排除干扰，我们直接对比了两个报错语句，如下图
由上面的图片，可以知道报错跟位置无关。
0x02 绝对报错还是相对报错？
是不是报错语句有了floor(rand(0)*2)以及其他几个条件就一定报错？其实并不是如此，我们先建建个表，新增一条记录看看，如下图：
确认表中只有一条记录后，再执行报错语句看看，如下图：
多次执行均未发现报错。
然后我们新增一条记录。
然后再测试下报错语句
多次执行并没有报错
OK 那我们再增加一条
执行报错语句
ok 成功报错
由此可证明floor(rand(0)*2)报错是有条件的，记录必须3条以上，而且在3条以上必定报错，到底为何？请继续往下看。
0x03 随机因子具有决定权么(rand()和rand(0))
为了更彻底的说明报错原因，直接把随机因子去掉，再来一遍看看，先看一条记录的时候，如下图:
一条记录的话 无论执行多少次也不报错
然后增加一条记录。
两条记录的话 结果就变成不确定性了
随机出现报错。
然后再插入一条
三条记录之后，也和2条记录一样进行随机报错。
由此可见报错和随机因子是有关联的，但有什么关联呢，为什么直接使用rand()，有两条记录的情况下就会报错，而且是有时候报错，有时候不报错，而rand(0)的时候在两条的时候不报错，在三条以上就绝对报错？我们继续往下看。
0x04 不确定性与确定性
前面说过，floor(rand(0)*2)报错的原理是恰恰是由于它的确定性，这到底是为什么呢？从0x03我们大致可以猜想到，因为floor(rand()*2)不加随机因子的时候是随机出错的，而在3条记录以上用floor(rand(0)*2)就一定报错，由此可猜想floor(rand()*2)是比较随机的，不具备确定性因素，而floor(rand(0)*2)具备某方面的确定性。
为了证明我们猜想，分别对floor(rand()*2)和floor(rand(0)*2)在多记录表中执行多次(记录选择10条以上)，在有12条记录表中执行结果如下图：
mysql> select floor(rand()*2) from `T-Safe`;
+-----------------+
| floor(rand()*2) |
+-----------------+
| 0 |
| 0 |
| 0 |
| 0 |
| 0 |
| 0 |
| 1 |
| 0 |
| 0 |
| 0 |
| 0 |
| 0 |
+-----------------+
12 rows in set (0.00 sec)
mysql> select floor(rand()*2) from `T-Safe`;
+-----------------+
| floor(rand()*2) |
+-----------------+
| 1 |
| 1 |
| 0 |
| 0 |
| 1 |
| 1 |
| 0 |
| 1 |
| 1 |
| 1 |
| 0 |
| 0 |
+-----------------+
12 rows in set (0.00 sec)
mysql> select floor(rand()*2) from `T-Safe`;
+-----------------+
| floor(rand()*2) |
+-----------------+
| 1 |
| 1 |
| 1 |
| 1 |
| 0 |
| 0 |
| 1 |
| 0 |
| 1 |
| 1 |
| 0 |
| 1 |
+-----------------+
12 rows in set (0.00 sec)
连续3次查询，毫无规则，接下来看看select floor(rand(0)*2) from `T-Safe`;，如下图：
mysql> select floor(rand(0)*2) from `T-Safe`;
+------------------+
| floor(rand(0)*2) |
+------------------+
| 0 |
| 1 |
| 1 |
| 0 |
| 1 |
| 1 |
| 0 |
| 0 |
| 1 |
| 1 |
| 1 |
| 0 |
+------------------+
12 rows in set (0.00 sec)
mysql> select floor(rand(0)*2) from `T-Safe`;
+------------------+
| floor(rand(0)*2) |
+------------------+
| 0 |
| 1 |
| 1 |
| 0 |
| 1 |
| 1 |
| 0 |
| 0 |
| 1 |
| 1 |
| 1 |
| 0 |
+------------------+
12 rows in set (0.00 sec)
mysql> select floor(rand(0)*2) from `T-Safe`;
+------------------+
| floor(rand(0)*2) |
+------------------+
| 0 |
| 1 |
| 1 |
| 0 |
| 1 |
| 1 |
| 0 |
| 0 |
| 1 |
| 1 |
| 1 |
| 0 |
+------------------+
12 rows in set (0.00 sec)
可以看到floor(rand(0)*2)是有规律的，而且是固定的，这个就是上面提到的由于是确定性才导致的报错，那为何会报错呢，我们接着往下看。
0x05 count与group by的虚拟表
使用select count(*) from `T-Safe` group by x;这种语句的时候我们经常可以看到下面类似的结果：
mysql> select * from Tsafe;
+-----+--------+
| id | name |
+-----+--------+
| 3 | test3 |
| 4 | test4 |
| 5 | test5 |
| 1 | test1 |
| 2 | test2 |
| 6 | test6 |
| 7 | test7 |
| 8 | test8 |
| 9 | test9 |
| 10 | test10 |
| 11 | test11 |
| 12 | test12 |<-----
| 13 | test12 |<-----
| 14 | test12 |<-----
| 15 | test12 |<-----
| 16 | test12 |<-----
+-----+--------+
16 rows in set (0.00 sec)
mysql> select name,count(*) from Tsafe group by name;
+--------+----------+
| name | count(*) |
+--------+----------+
| test1 | 1 |
| test10 | 1 |
| test11 | 1 |
| test12 | 5 |<-----
| test2 | 1 |
| test3 | 1 |
| test4 | 1 |
| test5 | 1 |
| test6 | 1 |
| test7 | 1 |
| test8 | 1 |
| test9 | 1 |
+--------+----------+
12 rows in set (0.00 sec)
可以看出 test12的记录有5条
与count(*)的结果相符合，那么mysql在遇到select count(*) from TSafe group by x;这语句的时候到底做了哪些操作呢，我们果断猜测mysql遇到该语句时会建立一个虚拟表(实际上就是会建立虚拟表)，那整个工作流程就会如下图所示：
-
先建立虚拟表，如下图(其中key是主键，不可重复):
-
开始查询数据，取数据库数据，然后查看虚拟表存在不，不存在则插入新记录，存在则count(*)字段直接加1，如下图:
由此看到 如果key存在的话就+1， 不存在的话就新建一个key。
那这个和报错有啥内在联系，我们直接往下来，其实到这里，结合前面的内容大家也能猜个一二了。
0x06 floor(rand(0)*2)报错
其实mysql官方有给过提示，就是查询的时候如果使用rand()的话，该值会被计算多次，那这个“被计算多次”到底是什么意思，就是在使用group by的时候，floor(rand(0)*2)会被执行一次，如果虚表不存在记录，插入虚表的时候会再被执行一次，我们来看下floor(rand(0)*2)报错的过程就知道了，从0x04可以看到在一次多记录的查询过程中floor(rand(0)*2)的值是定性的，为011011…(记住这个顺序很重要)，报错实际上就是floor(rand(0)*2)被计算多次导致的，具体看看select count(*) from TSafe group by floor(rand(0)*2);的查询过程：
-
查询前默认会建立空虚拟表如下图:
-
取第一条记录，执行floor(rand(0)*2)，发现结果为0(第一次计算),查询虚拟表，发现0的键值不存在，则floor(rand(0)*2)会被再计算一次，结果为1(第二次计算)，插入虚表，这时第一条记录查询完毕，如下图:
-
查询第二条记录，再次计算floor(rand(0)*2)，发现结果为1(第三次计算)，查询虚表，发现1的键值存在，所以
floor(rand(0)*2)不会被计算第二次，直接count(*)加1，第二条记录查询完毕，结果如下:
-
查询第三条记录，再次计算floor(rand(0)*2)，发现结果为0(第4次计算)，查询虚表，发现键值没有0，则数据库尝试插入一条新的数据，在插入数据时floor(rand(0)*2)被再次计算，作为虚表的主键，其值为1(第5次计算)，然而1这个主键已经存在于虚拟表中，而新计算的值也为1(主键键值必须唯一)，所以插入的时候就直接报错了。
-
整个查询过程floor(rand(0)*2)被计算了5次，查询原数据表3次，所以这就是为什么数据表中需要3条数据，使用该语句才会报错的原因。
0x07 floor(rand()*2)报错
由0x05我们可以同样推理出不加入随机因子的情况，由于没加入随机因子，所以floor(rand()*2)是不可测的，因此在两条数据的时候，只要出现下面情况，即可报错，如下图:
最重要的是前面几条记录查询后不能让虚表存在0,1键值，如果存在了，那无论多少条记录，也都没办法报错，因为floor(rand()*2)不会再被计算做为虚表的键值，这也就是为什么不加随机因子有时候会报错，有时候不会报错的原因。如图：
当前面记录让虚表长成这样子后，由于不管查询多少条记录，floor(rand()*2)的值在虚表中都能找到，所以不会被再次计算，只是简单的增加count(*)字段的数量，所以不会报错，比如floor(rand(1)*2)，如图：
mysql> select floor(rand(1)*2) from mysql.user;
+------------------+
| floor(rand(1)*2) |
+------------------+
| 0 |
| 1 |
| 0 |
| 0 |
| 0 |
| 1 |
| 1 |
+------------------+
7 rows in set (0.00 sec)
mysql> select floor(rand(1)*2) from mysql.user;
+------------------+
| floor(rand(1)*2) |
+------------------+
| 0 |
| 1 |
| 0 |
| 0 |
| 0 |
| 1 |
| 1 |
+------------------+
7 rows in set (0.00 sec)
mysql> select floor(rand(1)*2) from mysql.user;
+------------------+
| floor(rand(1)*2) |
+------------------+
| 0 |
| 1 |
| 0 |
| 0 |
| 0 |
| 1 |
| 1 |
+------------------+
7 rows in set (0.00 sec)
在前两条记录查询后，虚拟表已经存在0和1两个键值了，所以后面再怎么弄还是不会报错。
总之报错需要count(*)，rand()、group by，三者缺一不可。