剖析 WordPress `wpdb` 类的 `prepare()` 方法源码：如何通过 `vsprintf()` 函数安全地替换占位符。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

大家好，欢迎来到今天的“WordPress 安全烹饪课堂”，我是你们的特邀主厨，今天我们要烹饪的菜品是：如何安全地使用 wpdb 类的 prepare() 方法，并深入了解其背后的 vsprintf() 秘密武器。

在 WordPress 的世界里，与数据库打交道那是家常便饭。而 wpdb 类，就是我们与数据库之间的桥梁。但是，直接把用户输入的数据一股脑塞进 SQL 语句，那可是非常危险的！就像把未经清洗的食材直接下锅，很容易闹肚子。

那么，wpdb 类的 prepare() 方法，就是我们的安全厨房，它能帮我们安全地烹饪 SQL 查询语句，防止 SQL 注入这颗定时炸弹。

今天，我们就来一起解剖一下 prepare() 方法的源码，看看它是如何利用 vsprintf() 函数，巧妙地替换占位符，保证我们的数据库安全。

第一道菜：prepare() 方法的概览

wpdb 类的 prepare() 方法，其核心作用就是预处理 SQL 查询语句，用占位符替换用户输入的数据，然后安全地将数据插入到 SQL 语句中。它的基本用法如下：

global $wpdb;

$post_id = 123;
$title = 'My Awesome Post';

$sql = $wpdb->prepare(
    "SELECT * FROM {$wpdb->posts} WHERE ID = %d AND post_title = %s",
    $post_id,
    $title
);

$results = $wpdb->get_results( $sql );

在这个例子中，%d 和 %s 就是占位符，分别代表整数和字符串。prepare() 方法会将 $post_id 和 $title 安全地替换到这些占位符的位置。

第二道菜：prepare() 方法的源码解剖

让我们深入到 wp-includes/wp-db.php 文件中，找到 prepare() 方法的真身。为了方便理解，我们简化一下源码：

public function prepare( $query, ...$args ) {
    // 1. 检查 query 是否为空
    if ( is_null( $query ) ) {
        return null;
    }

    // 2. 使用 vsprintf() 替换占位符
    if ( ! empty( $args ) ) {
        $query = $this->remove_placeholder_escape( vsprintf( $query, $this->esc_args( $args ) ) );
    }

    // 3. 返回预处理后的 SQL 语句
    return $query;
}

这段代码看似简单，但却蕴含着重要的安全机制。我们一步一步来分析：

is_null( $query ): 首先，检查传入的 $query 是否为空。如果为空，直接返回 null。这是一种防御性编程的体现，防止程序出现意料之外的错误。
! empty( $args ): 如果存在参数 ($args)，则执行占位符替换逻辑。如果没有参数，说明 SQL 语句中没有占位符，直接返回原始的 SQL 语句。
vsprintf( $query, $this->esc_args( $args ) ): 这是核心部分。它调用了 vsprintf() 函数，并将 $query 和经过 esc_args() 处理后的 $args 作为参数传入。vsprintf() 函数负责将 $args 中的值，按照 $query 中的占位符格式，进行替换。esc_args() 方法对参数进行转义，防止 SQL 注入。
$this->remove_placeholder_escape(): 这个函数是用来移除 vsprintf 中因为转义产生的多余的反斜杠。

第三道菜：esc_args() 方法的秘密调料

在 vsprintf() 之前，esc_args() 方法对参数进行了处理。这个方法的作用是对传入的参数进行转义，防止 SQL 注入。让我们看看它的源码：

protected function esc_args( $args ) {
    foreach ( $args as $k => $v ) {
        if ( is_string( $v ) ) {
            $args[ $k ] = $this->_real_escape( $v );
        } elseif ( is_numeric( $v ) ) {
            $args[ $k ] = $v; // Numbers are safe
        } else {
            $args[ $k ] = $v; // Other types are passed through
        }
    }

    return $args;
}

这个方法遍历了所有的参数，并根据参数的类型进行不同的处理：

字符串 (is_string( $v )): 调用 _real_escape() 方法对字符串进行转义。
数字 (is_numeric( $v )): 数字被认为是安全的，不需要转义。
其他类型: 其他类型的数据直接传递，不进行转义。

_real_escape() 方法才是真正的转义函数，它会根据数据库连接的字符集，使用 mysqli_real_escape_string() 或 mysql_real_escape_string() 函数对字符串进行转义，确保字符串中的特殊字符被正确地处理，防止 SQL 注入。

第四道菜：vsprintf() 函数的魔法

vsprintf() 函数是 PHP 的一个内置函数，它的作用是按照指定的格式，将数组中的值替换到字符串中的占位符。它的用法如下：

$format = "The %s cost %d dollars.";
$values = array('banana', 5);

$result = vsprintf($format, $values);

echo $result; // 输出: The banana cost 5 dollars.

vsprintf() 函数的第一个参数是格式化字符串，其中包含占位符。第二个参数是一个数组，包含要替换的值。

vsprintf() 函数支持多种占位符类型，常用的有：

占位符	描述	数据类型
`%s`	字符串	字符串
`%d`	整数	整数
`%f`	浮点数	浮点数
`%%`	百分号	无

在 WordPress 的 prepare() 方法中，vsprintf() 函数将经过 esc_args() 处理后的参数，按照 SQL 语句中的占位符格式，安全地替换到 SQL 语句中。

第五道菜：remove_placeholder_escape() 函数的作用

这个函数的主要作用是移除转义产生的反斜杠。例如，如果字符串本身就包含反斜杠，_real_escape()可能会转义反斜杠，导致多余的反斜杠出现。remove_placeholder_escape() 可以确保SQL语句的正确性。

例如:

protected function remove_placeholder_escape( $query ) {
    return str_replace( "'\''", "''", $query );
}

这个函数用'' 替换 '' ' 来移除多余的反斜杠。

案例分析：一个 SQL 注入的例子

假设我们没有使用 prepare() 方法，而是直接将用户输入的数据拼接到 SQL 语句中：

$username = $_POST['username'];
$password = $_POST['password'];

$sql = "SELECT * FROM users WHERE username = '$username' AND password = '$password'";

// 直接执行 SQL 语句，非常危险！
$results = $wpdb->get_results( $sql );

如果用户在 username 字段中输入：' OR '1'='1，那么 SQL 语句就会变成：

SELECT * FROM users WHERE username = '' OR '1'='1' AND password = '$password'

由于 1=1 永远为真，所以这条 SQL 语句会返回所有用户的信息，导致安全漏洞。

使用 prepare() 方法的安全版本：

global $wpdb;

$username = $_POST['username'];
$password = $_POST['password'];

$sql = $wpdb->prepare(
    "SELECT * FROM users WHERE username = %s AND password = %s",
    $username,
    $password
);

$results = $wpdb->get_results( $sql );

使用 prepare() 方法后，$username 中的特殊字符会被转义，SQL 语句会变成：

SELECT * FROM users WHERE username = '' OR '1'='1' AND password = '$password'

这样，SQL 注入攻击就被成功地阻止了。

总结：安全烹饪的关键步骤

通过今天的“WordPress 安全烹饪课堂”，我们学习了如何安全地使用 wpdb 类的 prepare() 方法，以及 vsprintf() 函数在其中的作用。

以下是安全烹饪的关键步骤：

永远不要直接将用户输入的数据拼接到 SQL 语句中。
使用 wpdb 类的 prepare() 方法预处理 SQL 查询语句。
了解 esc_args() 方法的作用，确保参数被正确地转义。
掌握 vsprintf() 函数的用法，安全地替换占位符。
理解 remove_placeholder_escape() 函数的作用，确保SQL语句正确性。

记住，安全无小事。只有掌握了正确的烹饪方法，才能做出美味又安全的 SQL 查询语句。

课后练习：

尝试修改 wp-includes/wp-db.php 文件中的 esc_args() 方法，观察对 SQL 查询的影响。 (注意：不要轻易在生产环境中修改核心文件！)
编写一个包含 SQL 注入漏洞的 WordPress 插件，然后使用 prepare() 方法修复这个漏洞。

希望今天的课程对大家有所帮助。祝大家在 WordPress 的世界里，都能做出安全又美味的网站！

下课！

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