Text2SQL 的 SQL 安全检查：正则与 AST 如何选择

作者：袖梨 2026-09-16

自然语言转 SQL 只是 Text2SQL 链路的前半段，真正执行查询前，还需要判断语句是否只读、访问对象是否获准，以及查询会不会带来敏感数据泄露或资源消耗。为此，系统通常会在模型与数据库之间加入 SQL 检查层，而正则表达式和 AST 正是两种常见实现路径。

1. Text2SQL 为什么需要 SQL 检查

Text2SQL 的目标，是把自然语言转换成 SQL，再从数据库获取结果。例如用户询问“统计今年每个城市的订单数量”，模型可能生成：

SELECT city, COUNT(*) FROM orders WHERE year = 2026 GROUP BY city

在交给数据库执行前，系统还必须确认：这是只读查询吗？访问的表是否允许访问？返回字段是否敏感？是否包含多条语句、危险函数、异常嵌套或高资源消耗？这类执行前检查通常称为 SQL Guard。

SQL 检查不是 Text2SQL 模型，而是模型和数据库之间的安全、权限、资源和质量控制层。常见实现有两种：基于正则表达式的文本检查，以及基于解析器 AST 的结构化检查。两者都可以工作，选择取决于项目规模、SQL 复杂度、风险等级和维护成本。

2. AST 是什么

AST 是 Abstract Syntax Tree，即“抽象语法树”。它把 SQL 从字符串解析成有层次的结构。

SELECT city, COUNT(*) AS total
FROM orders
WHERE amount > 100
GROUP BY city

可以抽象为：

Select
├── Projection: city, COUNT(*) AS total
├── From: orders
├── Where: amount > 100
└── GroupBy: city

Guard 面对的是查询类型、表节点、字段节点、函数节点和条件节点，而不是一整段难以可靠分析的文本。

3. 方式一：基于正则表达式的 SQL 检查

优点

实现成本低，适合快速判断是否出现 DROP、DELETE 或分号。
执行速度快，适合最前面的粗粒度预过滤。
不需要引入 SQL 解析库。
对非常固定、非常简单的 SQL 模板足够有效。

缺点

SQL 是有语法结构的语言，正则很难长期承担结构分析职责。

3.1 容易受大小写、空格和注释影响

SeLeCt name FROM students

如果规则只匹配大写 SELECT，就会误判；支持大小写后，还要处理换行、注释和方言差异。

3.2 难以区分代码和字符串

SELECT 'DROP TABLE students' AS example FROM students

这里的 DROP TABLE 是字符串内容，不是实际执行的语句，简单搜索关键字会产生误报。

3.3 难以准确提取表和字段

JOIN、别名、子查询和 EXISTS 会形成作用域。正则需要自己处理这些语义，容易漏表、错认别名或把字符串内容当成字段。

3.4 难以判断查询语义

SELECT * FROM orders
SELECT COUNT(*) FROM orders

两者都含有 *，但前者返回所有字段，后者只是计数。正则可以找到字符，却很难稳定判断它所在的语法节点。

3.5 规则容易膨胀

随着 CTE、窗口函数、子查询、集合运算和数据库方言增加，正则往往变成难以维护的补丁集合。

4. 方式二：基于 AST 的 SQL 检查

优点

能识别真实语句类型。 可以明确区分 SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE、DDL 和多语句。
能提取真实访问范围。 可以遍历表、列和函数节点，再与 Text2SQL 数据目录和字段权限匹配。
可以编写结构化策略。 例如只允许单条 SELECT、禁止 SELECT *、禁止危险函数、只允许登记表和字段。
拒绝原因更容易解释。 可以返回 SQL_MULTI_STATEMENT、SQL_TABLE_NOT_PUBLISHED、SQL_WILDCARD_PROJECTION 等稳定原因码，指导模型重试和管理员排查。

缺点

解析库不等于完整方言兼容。 一个解析器可能支持标准 SQL，却不完整支持 MySQL、PostgreSQL、ClickHouse 或 Spark SQL 的所有语法。
AST 不理解业务含义。 它知道查询了 student_id，但不知道这个字段是否代表当前登录用户；业务权限仍需要目录、行级策略和服务端上下文。
复杂语法需要更多策略。 窗口函数、递归 CTE、集合运算和用户自定义函数都需要独立的权限和资源规则。
解析本身也要限资源。 对 SQL 长度、嵌套深度和解析耗时设置上限，避免异常输入消耗过多资源。

5. 两种方式如何选择

没有一种方式适合所有 Text2SQL 项目。可以从以下维度判断：

场景	更适合的方式	原因
个人项目、Demo、SQL 模板固定	正则表达式	实现快，依赖少，维护成本低
只支持简单单表 SELECT	正则表达式	语法范围小，规则容易覆盖
需要识别 JOIN、子查询、聚合	AST	结构信息更准确
需要表级、字段级权限	AST	可以直接遍历表节点和列节点
支持多种数据库方言	视解析器支持情况决定	AST 更结构化，但需要确认方言兼容性
高风险生产系统	AST 或正则 + AST	通常需要更细粒度的结构检查
已有成熟正则规则且变更很少	正则表达式	迁移收益可能不足以抵消改造成本

小项目不必为了使用 AST 而引入复杂依赖；复杂项目也不必因为 AST 更先进就完全重写已有规则。可以先用正则满足基础需求，再对复杂 SQL 增加 AST 检查。

6. Text2SQL 中的 SQL 检查流程

自然语言问题
      ↓
模型生成候选 SQL
      ↓
长度和字符级预过滤
      ↓
AST 解析
      ↓
检查语句类型、表、字段、函数和查询形状
      ↓
匹配数据目录与业务权限
      ↓
设置超时、最大行数和最大返回字节数
      ↓
参数化执行
      ↓
结果脱敏、审计和回答生成

可以只使用其中一种，也可以组合使用。组合时，正则负责快速处理明显异常输入，AST 负责复杂结构检查；但组合会增加依赖和维护成本，应根据实际收益决定。

7. 一个 Text2SQL SQL 检查示例

假设目录只开放 orders 表的 city、amount 和 created_at 字段。

合法查询：

SELECT city, COUNT(*) AS total
FROM orders
WHERE created_at >= ?
GROUP BY city

Guard 可以确认：它是单条 SELECT，访问已登记表，投影字段已登记，使用允许的聚合函数，时间值通过参数绑定。

应拒绝的查询包括：

SELECT * FROM orders
SELECT city FROM internal_salary
SELECT load_file('/etc/passwd')
SELECT city FROM orders; DELETE FROM orders

对应原因分别是通配符投影、未登记表、危险函数和多语句写操作。

8. SQL 检查对回答质量的帮助

AST 不会直接让模型更聪明，但会减少错误 SQL 进入数据库，并让错误更容易被模型修正：

降低访问错误表、错误字段的概率；
提前发现多语句和不支持结构；
用稳定原因指导模型重新生成；
避免 SELECT * 导致敏感字段泄露或上下文过长；
让原生 SQL 和结构化查询遵循一致的数据目录规则；
配合资源限制，减少大结果集造成的失败。

Guard 不能替代 Text2SQL 评测，仍需关注执行准确率、结果准确率、语义等价性、延迟和安全拒绝率。

9. 什么时候适合用正则

正则适合判断输入长度、过滤控制字符、做日志脱敏、在 AST 解析前拒绝明显异常输入，以及处理完全固定的模板和简单项目的基础 SQL 检查。

当 SQL 开始包含大量 JOIN、子查询、复杂聚合，或者需要细粒度表字段权限时，正则维护成本会明显上升，此时可以评估引入 AST。

10. 什么时候适合用 AST

AST 适合需要理解 SQL 结构的场景，例如复杂 JOIN、子查询、聚合、函数检查、表字段权限和多种拒绝原因。引入前应确认解析器对目标数据库方言的支持情况，并评估依赖、性能和规则维护成本。

11. 落地建议

先明确需要检查的风险和 SQL 范围。
小范围、低风险项目优先选择成本更低的实现。
复杂 SQL 或细粒度权限场景再评估 AST。
建立表、字段、函数和行级策略的数据目录。
所有过滤值使用参数绑定，禁止拼接用户输入。
设置解析超时、查询超时、最大行数和最大返回字节数。
为拒绝原因建立指标和管理员审计记录。
用真实业务问题覆盖大小写、注释、别名、JOIN、子查询和方言差异。

12. 总结

正则和 AST 都可以用于 Text2SQL 的 SQL 检查：正则的优势是简单、快速、低成本；AST 的优势是结构准确、可解释、可扩展。小项目可以优先考虑正则，复杂项目可以选择 AST，也可以逐步组合两者。

比较稳妥的架构是：

正则表达式或 AST
        + 数据目录与业务权限
        + 参数化执行 + 数据库只读权限 + 结果脱敏与审计

Text2SQL 的目标不是尽可能执行模型生成的 SQL，而是在项目可接受的成本和安全边界内，执行足够准确、可解释、可审计的查询。