تطبيق العزل عبر الأصول: أمان SharedArrayBuffer في JavaScript

في بيئة الويب المعقدة اليوم، يعد الأمان أمرًا بالغ الأهمية. العزل عبر الأصول (COI) هو آلية أمان حاسمة تعزز بشكل كبير أمان تطبيقات الويب، خاصة عند استخدام SharedArrayBuffer في JavaScript. يقدم هذا الدليل نظرة شاملة على تطبيق COI وفوائده وأمثلة عملية لمساعدتك على تأمين تطبيقات الويب الخاصة بك بفعالية لجمهور عالمي.

فهم العزل عبر الأصول (COI)

العزل عبر الأصول (COI) هو ميزة أمان تعزل سياق تنفيذ تطبيق الويب الخاص بك عن الأصول الأخرى. يمنع هذا العزل المواقع الضارة من الوصول إلى البيانات الحساسة من خلال هجمات القنوات الجانبية مثل Spectre و Meltdown. بتمكين COI، فإنك تنشئ بشكل أساسي صندوق رمل أكثر أمانًا لتطبيقك.

قبل ظهور COI، كانت صفحات الويب عرضة بشكل عام للهجمات التي يمكن أن تستغل ميزات التنفيذ التخميني لوحدات المعالجة المركزية الحديثة. كان بإمكان هذه الهجمات تسريب البيانات عبر الأصول. أدت SharedArrayBuffer، وهي ميزة قوية في JavaScript لتمكين تعدد الخيوط عالي الأداء في تطبيقات الويب، إلى تفاقم هذه المخاطر. يخفف COI من هذه المخاطر من خلال ضمان عزل مساحة ذاكرة تطبيقك.

الفوائد الرئيسية للعزل عبر الأصول

• أمان معزز: يخفف من هجمات نمط Spectre و Meltdown عن طريق عزل سياق تنفيذ تطبيقك.
• تمكين SharedArrayBuffer: يسمح بالاستخدام الآمن لـ SharedArrayBuffer لتعدد الخيوط عالي الأداء.
• الوصول إلى واجهات برمجة التطبيقات القوية: يفتح الوصول إلى واجهات برمجة تطبيقات الويب القوية الأخرى التي تتطلب COI، مثل المؤقتات عالية الدقة بدقة متزايدة.
• أداء محسن: من خلال السماح باستخدام SharedArrayBuffer، يمكن للتطبيقات نقل المهام الحسابية المكثفة إلى خيوط العمل (worker threads)، مما يحسن الأداء العام.
• الحماية ضد تسرب المعلومات عبر المواقع: يمنع النصوص البرمجية الضارة من الأصول الأخرى من الوصول إلى البيانات الحساسة داخل تطبيقك.

تطبيق العزل عبر الأصول: دليل خطوة بخطوة

يتضمن تطبيق COI تكوين خادمك لإرسال ترويسات HTTP محددة توجه المتصفح لعزل أصل تطبيقك. هناك ثلاث ترويسات رئيسية معنية:

• Cross-Origin-Opener-Policy (COOP): يتحكم في الأصول التي يمكنها مشاركة مجموعة سياق التصفح مع مستندك.
• Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP): يتحكم في الموارد التي يمكن للمستند تحميلها من الأصول الأخرى.
• Cross-Origin-Resource-Policy (CORP): يُستخدم للتحكم في الوصول عبر الأصول إلى الموارد بناءً على الأصل الطالب. على الرغم من أنه ليس *مطلوبًا* تمامًا لعمل COI، إلا أنه مهم لضمان تمكن مالكي الموارد من التحكم بشكل صحيح في من يمكنه الوصول إلى مواردهم عبر الأصول.

الخطوة 1: تعيين ترويسة Cross-Origin-Opener-Policy (COOP)

تعزل ترويسة COOP سياق تصفح تطبيقك. يؤدي تعيينها إلى same-origin إلى منع المستندات من أصول مختلفة من مشاركة نفس مجموعة سياق التصفح. مجموعة سياق التصفح هي مجموعة من سياقات التصفح (مثل علامات التبويب والنوافذ والإطارات المضمنة) التي تشترك في نفس العملية. عن طريق عزل سياقك، فإنك تقلل من خطر الهجمات عبر الأصول.

القيمة الموصى بها: same-origin

مثال على ترويسة HTTP:

            Cross-Origin-Opener-Policy: same-origin
            

              
                Copy
              
            
          

الخطوة 2: تعيين ترويسة Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP)

تمنع ترويسة COEP مستندك من تحميل الموارد من الأصول الأخرى التي لا تمنح إذنًا صريحًا. هذا أمر بالغ الأهمية لمنع المهاجمين من تضمين نصوص برمجية أو بيانات ضارة في تطبيقك. على وجه التحديد، فإنه يوجه المتصفح لحظر أي موارد عبر الأصول لا تشترك عبر ترويسة Cross-Origin-Resource-Policy (CORP) أو ترويسات CORS.

هناك قيمتان رئيسيتان لترويسة COEP:

• require-corp: تفرض هذه القيمة عزلًا صارمًا عبر الأصول. لا يمكن لتطبيقك تحميل سوى الموارد التي تسمح صراحة بالوصول عبر الأصول (إما عبر CORP أو CORS). هذه هي القيمة الموصى بها لتمكين COI.
• credentialless: تسمح هذه القيمة بجلب الموارد عبر الأصول دون إرسال بيانات الاعتماد (ملفات تعريف الارتباط، ترويسات المصادقة). هذا مفيد لتحميل الموارد العامة دون الكشف عن معلومات حساسة. يؤدي هذا أيضًا إلى تعيين ترويسة الطلب Sec-Fetch-Mode إلى cors. يجب أن تستمر الموارد المطلوبة بهذه الطريقة في إرسال ترويسات CORS المناسبة.

القيمة الموصى بها: require-corp

مثال على ترويسة HTTP:

            Cross-Origin-Embedder-Policy: require-corp
            

              
                Copy
              
            
          

إذا كنت تستخدم credentialless، فستبدو الترويسة كما يلي:

            Cross-Origin-Embedder-Policy: credentialless
            

              
                Copy
              
            
          

الخطوة 3: تعيين ترويسة Cross-Origin-Resource-Policy (CORP) (اختياري ولكنه موصى به)

تسمح لك ترويسة CORP بالإعلان عن الأصل (الأصول) المسموح لها بتحميل مورد معين. على الرغم من أنها ليست *مطلوبة* تمامًا لعمل COI الأساسي (سيقوم المتصفح بحظر الموارد افتراضيًا إذا تم تعيين COEP ولم تكن هناك ترويسات CORP/CORS)، فإن استخدام CORP يمنحك تحكمًا أكثر دقة في الوصول إلى الموارد ويمنع حدوث أعطال غير مقصودة عند تمكين COEP.

تشمل القيم الممكنة لترويسة CORP ما يلي:

• same-origin: يمكن فقط للموارد من *نفس* الأصل تحميل هذا المورد.
• same-site: يمكن فقط للموارد من *نفس الموقع* (على سبيل المثال، example.com) تحميل هذا المورد. الموقع هو النطاق و TLD. تعتبر النطاقات الفرعية المختلفة لنفس الموقع (مثل app.example.com و blog.example.com) من نفس الموقع.
• cross-origin: يمكن لأي أصل تحميل هذا المورد. يتطلب هذا تكوين CORS صريحًا على الخادم الذي يقدم المورد.

أمثلة على ترويسات HTTP:

            Cross-Origin-Resource-Policy: same-origin
Cross-Origin-Resource-Policy: same-site
Cross-Origin-Resource-Policy: cross-origin
            

              
                Copy
              
            
          

أمثلة على تكوين الخادم

ستختلف طريقة التكوين المحددة اعتمادًا على خادم الويب الخاص بك. إليك بعض الأمثلة لتكوينات الخادم الشائعة:

Apache

في ملف تكوين Apache (على سبيل المثال، .htaccess أو httpd.conf)، أضف الترويسات التالية:

            Header set Cross-Origin-Opener-Policy "same-origin"
Header set Cross-Origin-Embedder-Policy "require-corp"
            

              
                Copy
              
            
          

Nginx

في ملف تكوين Nginx (على سبيل المثال، nginx.conf)، أضف الترويسات التالية إلى كتلة الخادم الخاصة بك:

            add_header Cross-Origin-Opener-Policy "same-origin";
add_header Cross-Origin-Embedder-Policy "require-corp";
            

              
                Copy
              
            
          

Node.js (Express)

في تطبيق Express الخاص بك، يمكنك استخدام برنامج وسيط لتعيين الترويسات:

            app.use((req, res, next) => {
  res.setHeader("Cross-Origin-Opener-Policy", "same-origin");
  res.setHeader("Cross-Origin-Embedder-Policy", "require-corp");
  next();
});
            

              
                Copy
              
            
          

عند تقديم الملفات الثابتة، تأكد من أن خادم الملفات الثابتة (على سبيل المثال، express.static) يتضمن أيضًا هذه الترويسات.

تكوين CDN العالمي (على سبيل المثال، Cloudflare، Akamai)

إذا كنت تستخدم شبكة توصيل المحتوى (CDN)، فيمكنك تكوين الترويسات مباشرة في لوحة تحكم CDN. هذا يضمن تطبيق الترويسات باستمرار على جميع الطلبات التي يتم تقديمها من خلال CDN.

التحقق من العزل عبر الأصول

بعد تكوين الترويسات، يمكنك التحقق من تمكين COI عن طريق فحص أدوات المطور في المتصفح. في Chrome، افتح أدوات المطور وانتقل إلى علامة التبويب "Application". تحت "Frames"، حدد أصل تطبيقك. يجب أن ترى قسمًا يسمى "Cross-Origin Isolation" يشير إلى أن COI ممكّن. بدلاً من ذلك، يمكنك استخدام JavaScript للتحقق من وجود SharedArrayBuffer والميزات الأخرى المعتمدة على COI:

            if (typeof SharedArrayBuffer !== 'undefined') {
  console.log('SharedArrayBuffer is available (COI is likely enabled)');
} else {
  console.log('SharedArrayBuffer is not available (COI may not be enabled)');
}
            

              
                Copy
              
            
          

استكشاف المشكلات الشائعة وإصلاحها

يمكن أن يؤدي تطبيق COI أحيانًا إلى مشكلات إذا لم يتم تكوين الموارد بشكل صحيح للسماح بالوصول عبر الأصول. فيما يلي بعض المشكلات والحلول الشائعة:

1. أخطاء تحميل الموارد

إذا واجهت أخطاء تشير إلى أن الموارد محظورة بسبب COEP، فهذا يعني أن الموارد لا ترسل ترويسات CORP أو CORS الصحيحة. تأكد من أن جميع الموارد عبر الأصول التي تقوم بتحميلها مهيأة بترويسات مناسبة.

الحل:

• للموارد التي تقع تحت سيطرتك: أضف ترويسة CORP إلى الخادم الذي يقدم المورد. إذا كان من المفترض الوصول إلى المورد من أي أصل، فاستخدم Cross-Origin-Resource-Policy: cross-origin وقم بتكوين ترويسات CORS للسماح صراحة بأصلك.
• للموارد من شبكات CDN التابعة لجهات خارجية: تحقق مما إذا كانت CDN تدعم تعيين ترويسات CORS. إذا لم يكن الأمر كذلك، ففكر في استضافة المورد بنفسك أو استخدام CDN مختلف.

2. أخطاء المحتوى المختلط

تحدث أخطاء المحتوى المختلط عند تحميل موارد غير آمنة (HTTP) من صفحة آمنة (HTTPS). يتطلب COI تحميل جميع الموارد عبر HTTPS.

الحل:

• تأكد من تحميل جميع الموارد عبر HTTPS. قم بتحديث أي عناوين URL من HTTP إلى HTTPS.
• قم بتكوين خادمك لإعادة توجيه طلبات HTTP تلقائيًا إلى HTTPS.

3. أخطاء CORS

تحدث أخطاء CORS عند حظر طلب عبر الأصول لأن الخادم لا يسمح بالوصول من أصلك.

الحل:

• قم بتكوين الخادم الذي يقدم المورد لإرسال ترويسات CORS المناسبة، بما في ذلك Access-Control-Allow-Origin و Access-Control-Allow-Methods و Access-Control-Allow-Headers.

4. توافق المتصفح

بينما تدعم المتصفحات الحديثة COI على نطاق واسع، قد لا تدعمه المتصفحات القديمة بشكل كامل. من المهم اختبار تطبيقك في متصفحات مختلفة لضمان التوافق.

الحل:

• وفر آلية احتياطية للمتصفحات القديمة التي لا تدعم COI. قد يتضمن ذلك تعطيل الميزات التي تتطلب SharedArrayBuffer أو استخدام تقنيات بديلة.
• أبلغ مستخدمي المتصفحات القديمة بأنهم قد يواجهون وظائف أو أمانًا مخفضًا.

أمثلة عملية وحالات استخدام

فيما يلي بعض الأمثلة العملية لكيفية استخدام COI في التطبيقات الواقعية:

1. معالجة الصور عالية الأداء

يمكن لتطبيق ويب لتحرير الصور استخدام SharedArrayBuffer لأداء مهام حسابية مكثفة في خيوط العمل، مثل تطبيق الفلاتر أو تغيير حجم الصور. يضمن COI حماية بيانات الصورة من الهجمات عبر الأصول.

2. معالجة الصوت والفيديو

يمكن لتطبيقات الويب لتحرير الصوت أو الفيديو استخدام SharedArrayBuffer لمعالجة بيانات الصوت أو الفيديو في الوقت الفعلي. يعتبر COI ضروريًا لحماية خصوصية محتوى الصوت أو الفيديو الحساس.

3. المحاكاة العلمية

يمكن للمحاكاة العلمية المستندة إلى الويب استخدام SharedArrayBuffer لإجراء حسابات معقدة بالتوازي. يضمن COI عدم اختراق بيانات المحاكاة بواسطة نصوص برمجية ضارة.

4. التحرير التعاوني

يمكن لتطبيقات الويب للتحرير التعاوني استخدام SharedArrayBuffer لمزامنة التغييرات بين عدة مستخدمين في الوقت الفعلي. يعد COI حاسمًا للحفاظ على سلامة وسرية المستند المشترك.

مستقبل أمان الويب و COI

يعد العزل عبر الأصول خطوة حاسمة نحو ويب أكثر أمانًا. مع تزايد تطور تطبيقات الويب واعتمادها على واجهات برمجة تطبيقات أكثر قوة، سيصبح COI أكثر أهمية. يعمل بائعو المتصفحات بنشاط لتحسين دعم COI وتسهيل تنفيذه على المطورين. كما يتم تطوير معايير ويب جديدة لتعزيز أمان الويب بشكل أكبر.

الخاتمة

يعد تطبيق العزل عبر الأصول ضروريًا لتأمين تطبيقات الويب التي تستخدم SharedArrayBuffer وواجهات برمجة تطبيقات الويب القوية الأخرى. باتباع الخطوات الموضحة في هذا الدليل، يمكنك تعزيز أمان تطبيقات الويب الخاصة بك بشكل كبير وحماية المستخدمين من الهجمات عبر الأصول. تذكر أن تختبر تطبيقك بعناية بعد تطبيق COI للتأكد من أن جميع الموارد يتم تحميلها بشكل صحيح وأن تطبيقك يعمل كما هو متوقع. إن إعطاء الأولوية للأمان ليس مجرد اعتبار تقني؛ إنه التزام بسلامة وثقة قاعدة المستخدمين العالمية الخاصة بك.