واجهة برمجة تطبيقات الأنواع الموثوقة (Trusted Types API): تعزيز الأمان من خلال معالجة آمنة لنموذج كائن المستند (DOM)

في المعركة المستمرة ضد ثغرات الويب، تظل هجمات البرمجة النصية عبر المواقع (XSS) تهديدًا دائمًا. تستغل هذه الهجمات الثغرات في تطبيقات الويب لحقن نصوص برمجية خبيثة في مواقع الويب الموثوقة، مما يسمح للمهاجمين بسرقة البيانات الحساسة، أو تشويه المواقع، أو إعادة توجيه المستخدمين إلى مواقع ضارة. لمكافحة هذا، تبرز واجهة برمجة تطبيقات الأنواع الموثوقة (Trusted Types API) كآلية دفاع قوية، تعزز المعالجة الآمنة لنموذج كائن المستند (DOM) وتقلل بشكل كبير من خطر ثغرات XSS.

فهم هجمات البرمجة النصية عبر المواقع (XSS)

تحدث هجمات XSS عندما يتم دمج البيانات التي يقدمها المستخدم بشكل غير صحيح في مخرجات صفحة الويب دون تعقيم أو ترميز مناسب. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من XSS:

• XSS المخزنة (Stored XSS): يتم تخزين النص البرمجي الخبيث بشكل دائم على الخادم المستهدف (على سبيل المثال، في قاعدة بيانات، أو منشور في منتدى، أو قسم تعليقات). عندما يصل مستخدمون آخرون إلى البيانات المخزنة، يتم تنفيذ النص البرمجي في متصفحاتهم.
• XSS المنعكسة (Reflected XSS): يتم تضمين النص البرمجي الخبيث في عنوان URL أو نموذج مرسل ويتم عكسه فورًا إلى المستخدم في الاستجابة. يتضمن هذا عادةً خداع المستخدم للنقر على رابط ضار.
• XSS القائمة على DOM (DOM-based XSS): يستغل النص البرمجي الخبيث الثغرات في كود JavaScript من جانب العميل نفسه، بدلاً من الاعتماد على تخزين البيانات أو الانعكاس من جانب الخادم. غالبًا ما يتضمن ذلك معالجة نموذج كائن المستند (DOM) مباشرة.

تقليديًا، اعتمد المطورون على التحقق من صحة المدخلات وترميز المخرجات لمنع هجمات XSS. في حين أن هذه التقنيات ضرورية، إلا أنها قد تكون معقدة للتنفيذ بشكل صحيح وغالبًا ما تكون عرضة للأخطاء. توفر واجهة برمجة تطبيقات الأنواع الموثوقة نهجًا أكثر قوة وسهولة للمطورين من خلال فرض ممارسات ترميز آمنة على مستوى DOM.

مقدمة إلى واجهة برمجة تطبيقات الأنواع الموثوقة (Trusted Types API)

تساعد واجهة برمجة تطبيقات الأنواع الموثوقة، وهي ميزة أمان لمنصة الويب، المطورين على كتابة تطبيقات ويب أكثر أمانًا عن طريق تقييد استخدام أساليب معالجة DOM التي قد تكون خطيرة. تفرض القاعدة التي تنص على أن نقاط استقبال XSS في DOM (المواقع التي يمكن أن يحدث فيها حقن النصوص البرمجية) لا يمكنها قبول إلا القيم التي تم تعقيمها بشكل صريح وتغليفها في "نوع موثوق" (Trusted Type). وهذا يخلق بشكل أساسي نظام أنواع للسلاسل النصية المستخدمة لمعالجة DOM، حيث لا يمكن تمرير البيانات غير الموثوقة مباشرة إلى نقاط الاستقبال هذه.

مفاهيم أساسية:

• نقاط استقبال XSS في DOM (DOM XSS Sinks): هذه هي الخصائص والأساليب الأكثر استخدامًا لحقن النصوص البرمجية في الصفحة. تشمل الأمثلة innerHTML، outerHTML، src، href، وdocument.write.
• الأنواع الموثوقة (Trusted Types): هذه كائنات مغلفة خاصة تشير إلى أن سلسلة نصية قد تم فحصها بعناية وأنها آمنة للاستخدام في نقطة استقبال XSS في DOM. توفر الواجهة عدة أنواع موثوقة مدمجة، مثل TrustedHTML، TrustedScript، وTrustedScriptURL.
• سياسات الأنواع (Type Policies): هذه هي القواعد التي تحدد كيفية إنشاء واستخدام الأنواع الموثوقة. تحدد أي الوظائف مسموح لها بإنشاء أنواع موثوقة وكيفية تعقيم أو التحقق من صحة السلاسل النصية الأساسية.

كيف تعمل الأنواع الموثوقة

المبدأ الأساسي للأنواع الموثوقة هو منع المطورين من تمرير السلاسل النصية غير الموثوقة مباشرة إلى نقاط استقبال XSS في DOM. عند تمكين الأنواع الموثوقة، يطرح المتصفح خطأ TypeError إذا تم استخدام سلسلة نصية عادية في مكان يتوقع فيه نوعًا موثوقًا.

لاستخدام الأنواع الموثوقة، يجب عليك أولاً تحديد سياسة نوع. سياسة النوع هي كائن JavaScript يحدد كيفية إنشاء الأنواع الموثوقة. على سبيل المثال:

if (window.trustedTypes && window.trustedTypes.createPolicy) {
  window.myPolicy = trustedTypes.createPolicy('myPolicy', {
    createHTML: function(input) {
      // قم بتعقيم الإدخال هنا. هذا مثال؛ استخدم مكتبة تعقيم حقيقية.
      let sanitized = DOMPurify.sanitize(input); // مثال باستخدام DOMPurify
      return sanitized;
    },
    createScriptURL: function(input) {
      // تحقق من صحة الإدخال هنا للتأكد من أنه عنوان URL آمن.
      if (input.startsWith('https://example.com/')) {
        return input;
      } else {
        throw new Error('Untrusted URL: ' + input);
      }
    },
    createScript: function(input) {
         //كن حذرًا جدًا عند إنشاء النصوص البرمجية، افعل ذلك فقط إذا كنت تعرف ما تفعله
         return input;
    }
  });
}

في هذا المثال، ننشئ سياسة نوع باسم "myPolicy" بثلاث وظائف: createHTML، createScriptURL، وcreateScript. تقوم وظيفة createHTML بتعقيم السلسلة النصية المدخلة باستخدام مكتبة تعقيم مثل DOMPurify. تقوم وظيفة createScriptURL بالتحقق من صحة الإدخال للتأكد من أنه عنوان URL آمن. يجب استخدام وظيفة createScript بحذر شديد، ويفضل تجنبها إن أمكن، لأنها تسمح بتنفيذ نصوص برمجية عشوائية.

بمجرد إنشاء سياسة نوع، يمكنك استخدامها لإنشاء أنواع موثوقة:

let untrustedHTML = '';
let trustedHTML = myPolicy.createHTML(untrustedHTML);

document.getElementById('myElement').innerHTML = trustedHTML;

في هذا المثال، نمرر سلسلة HTML غير موثوقة إلى وظيفة createHTML في سياسة النوع الخاصة بنا. تقوم الوظيفة بتعقيم السلسلة وإرجاع كائن TrustedHTML. يمكننا بعد ذلك تعيين هذا الكائن TrustedHTML بأمان إلى خاصية innerHTML لعنصر دون المخاطرة بهجوم XSS.

فوائد استخدام الأنواع الموثوقة

• أمان معزز: تقلل الأنواع الموثوقة بشكل كبير من خطر هجمات XSS عن طريق منع المطورين من تمرير السلاسل النصية غير الموثوقة مباشرة إلى نقاط استقبال XSS في DOM.
• تحسين جودة الكود: تشجع الأنواع الموثوقة المطورين على التفكير بعناية أكبر في تعقيم البيانات والتحقق من صحتها، مما يؤدي إلى تحسين جودة الكود وممارسات الأمان.
• تبسيط مراجعات الأمان: تسهل الأنواع الموثوقة تحديد ومراجعة ثغرات XSS المحتملة في الكود، حيث يتم التحكم في استخدام نقاط استقبال XSS في DOM بشكل صريح بواسطة سياسات النوع.
• التوافق مع CSP: يمكن استخدام الأنواع الموثوقة جنبًا إلى جنب مع سياسة أمان المحتوى (CSP) لزيادة تعزيز أمان تطبيقات الويب.

اعتبارات التنفيذ

يتطلب تنفيذ الأنواع الموثوقة تخطيطًا وتنفيذًا دقيقين. فيما يلي بعض الاعتبارات المهمة:

• تحديد نقاط استقبال XSS في DOM: الخطوة الأولى هي تحديد جميع نقاط استقبال XSS في DOM في تطبيقك. هذه هي الخصائص والأساليب المستخدمة لمعالجة DOM والتي يمكن استغلالها من خلال هجمات XSS.
• اختيار مكتبة تعقيم: اختر مكتبة تعقيم ذات سمعة جيدة ومصانة جيدًا لتعقيم البيانات غير الموثوقة قبل إنشاء أنواع موثوقة. يعد DOMPurify خيارًا شائعًا وفعالًا. تأكد من تكوينه بشكل صحيح لاحتياجاتك الخاصة.
• تحديد سياسات النوع: أنشئ سياسات نوع تحدد كيفية إنشاء واستخدام الأنواع الموثوقة. فكر بعناية في منطق التعقيم والتحقق من الصحة في سياسات النوع الخاصة بك لضمان فعاليتها في منع هجمات XSS.
• تحديث الكود: قم بتحديث الكود الخاص بك لاستخدام الأنواع الموثوقة كلما كنت تعالج DOM ببيانات قد تكون غير موثوقة. استبدل التعيينات المباشرة لنقاط استقبال XSS في DOM بتعيينات لأنواع موثوقة.
• الاختبار الشامل: اختبر تطبيقك جيدًا بعد تنفيذ الأنواع الموثوقة للتأكد من أنه يعمل بشكل صحيح وأنه لا توجد أي تراجعات. انتبه بشكل خاص للمناطق التي تعالج فيها DOM.
• استراتيجية الترحيل: قد يكون تنفيذ الأنواع الموثوقة على قاعدة كود كبيرة وموجودة أمرًا صعبًا. فكر في استراتيجية ترحيل تدريجية، بدءًا من المناطق الأكثر أهمية في تطبيقك. يمكنك في البداية تمكين الأنواع الموثوقة في وضع "التقرير فقط" لتحديد الانتهاكات دون تعطيل تطبيقك.

أمثلة سيناريوهات

لنلقِ نظرة على بعض الأمثلة العملية لكيفية استخدام الأنواع الموثوقة في سيناريوهات مختلفة:

السيناريو 1: عرض المحتوى الذي ينشئه المستخدم

يسمح موقع ويب للمستخدمين بتقديم التعليقات والمشاركات. بدون الأنواع الموثوقة، قد يكون عرض هذا المحتوى عرضة لهجمات XSS. باستخدام الأنواع الموثوقة، يمكنك تعقيم المحتوى الذي ينشئه المستخدم قبل عرضه، مما يضمن إزالة أي نصوص برمجية خبيثة.

// قبل الأنواع الموثوقة:
// document.getElementById('comments').innerHTML = userComment; // عرضة لـ XSS

// بعد الأنواع الموثوقة:
let trustedHTML = myPolicy.createHTML(userComment);
document.getElementById('comments').innerHTML = trustedHTML;

السيناريو 2: تحميل ملفات JavaScript خارجية

يقوم موقع ويب بتحميل ملفات JavaScript ديناميكيًا من مصادر خارجية. بدون الأنواع الموثوقة، يمكن لمهاجم خبيث استبدال أحد هذه الملفات بنصه البرمجي الخبيث. باستخدام الأنواع الموثوقة، يمكنك التحقق من صحة عنوان URL لملف النص البرمجي قبل تحميله، مما يضمن أنه يأتي من مصدر موثوق.

// قبل الأنواع الموثوقة:
// let script = document.createElement('script');
// script.src = untrustedURL; // عرضة لـ XSS
// document.head.appendChild(script);

// بعد الأنواع الموثوقة:
let trustedScriptURL = myPolicy.createScriptURL(untrustedURL);
let script = document.createElement('script');
script.src = trustedScriptURL;
document.head.appendChild(script);

السيناريو 3: تعيين سمات العناصر

يقوم موقع ويب بتعيين سمات على عناصر DOM بناءً على إدخال المستخدم. على سبيل المثال، تعيين سمة `href` لعلامة مرساة. بدون الأنواع الموثوقة، يمكن لمهاجم خبيث حقن JavaScript URI، مما يؤدي إلى XSS. باستخدام الأنواع الموثوقة، يمكنك التحقق من صحة عنوان URL قبل تعيين السمة.

// قبل الأنواع الموثوقة:
// anchorElement.href = userInputURL; // عرضة لـ XSS

// بعد الأنواع الموثوقة:
let trustedURL = myPolicy.createScriptURL(userInputURL);
anchorElement.href = trustedURL;

الأنواع الموثوقة وسياسة أمان المحتوى (CSP)

تعمل الأنواع الموثوقة بشكل جيد مع سياسة أمان المحتوى (CSP) لتوفير دفاع متعمق ضد هجمات XSS. CSP هي آلية أمان تسمح لك بتحديد مصادر المحتوى المسموح بتحميلها على موقع الويب الخاص بك. من خلال الجمع بين الأنواع الموثوقة و CSP، يمكنك إنشاء تطبيق ويب آمن للغاية.

لتمكين الأنواع الموثوقة في CSP، يمكنك استخدام التوجيه require-trusted-types-for. يحدد هذا التوجيه أن الأنواع الموثوقة مطلوبة لجميع نقاط استقبال XSS في DOM. على سبيل المثال:

Content-Security-Policy: require-trusted-types-for 'script'; trusted-types myPolicy;

يخبر هذا الترويسة لـ CSP المتصفح بطلب الأنواع الموثوقة لجميع عمليات تنفيذ النصوص البرمجية والسماح فقط بالأنواع الموثوقة التي تم إنشاؤها بواسطة سياسة النوع "myPolicy".

دعم المتصفحات والبدائل (Polyfills)

يتزايد دعم المتصفحات للأنواع الموثوقة، لكنه لم يتوفر عالميًا بعد. اعتبارًا من أواخر عام 2024، تتمتع المتصفحات الرئيسية مثل Chrome و Firefox و Edge بدعم جيد. دعم Safari متأخر. تحقق من CanIUse.com للحصول على أحدث معلومات توافق المتصفحات.

بالنسبة للمتصفحات القديمة التي لا تدعم الأنواع الموثوقة بشكل أصلي، يمكنك استخدام polyfill. الـ polyfill هو جزء من كود JavaScript يوفر وظائف ميزة أحدث في المتصفحات القديمة. تتوفر العديد من polyfills للأنواع الموثوقة، مثل تلك التي تقدمها Google. ومع ذلك، لا توفر الـ polyfills نفس مستوى الأمان الذي يوفره الدعم الأصلي. فهي تساعد بشكل أساسي في التوافق وتسمح لك بالبدء في استخدام الواجهة حتى لو كان بعض المستخدمين لديك يستخدمون متصفحات أقدم.

البدائل والاعتبارات

بينما توفر الأنواع الموثوقة دفعة أمان كبيرة، من المهم الاعتراف بالنهج البديلة والسيناريوهات التي قد لا تكون فيها الخيار الأمثل:

• تكامل أطر العمل: غالبًا ما تتعامل أطر عمل JavaScript الحديثة مثل React و Angular و Vue.js مع معالجة DOM بطريقة تخفف من مخاطر XSS. عادةً ما تقوم هذه الأطر بتهريب البيانات افتراضيًا وتشجع على استخدام أنماط ترميز آمنة. ومع ذلك، حتى مع أطر العمل، لا يزال من الممكن إدخال ثغرات XSS إذا تجاوزت حماية الإطار المدمجة أو استخدمت dangerouslySetInnerHTML (في React) أو وظائف مشابهة بشكل غير صحيح.
• التحقق الصارم من المدخلات وترميز المخرجات: تظل الطرق التقليدية للتحقق من المدخلات وترميز المخرجات حاسمة. تكمل الأنواع الموثوقة هذه التقنيات؛ ولا تحل محلها. يضمن التحقق من المدخلات أن البيانات التي تدخل تطبيقك جيدة التكوين وتلتزم بالتنسيقات المتوقعة. يضمن ترميز المخرجات أن البيانات يتم تهريبها بشكل صحيح عند عرضها على الصفحة، مما يمنع المتصفحات من تفسيرها ككود.
• عبء الأداء: على الرغم من أنه ضئيل بشكل عام، إلا أنه قد يكون هناك عبء أداء طفيف مرتبط بعمليات التعقيم والتحقق المطلوبة من قبل الأنواع الموثوقة. من الضروري تحليل أداء تطبيقك لتحديد أي اختناقات في الأداء والتحسين وفقًا لذلك.
• عبء الصيانة: يتطلب تنفيذ وصيانة الأنواع الموثوقة فهمًا قويًا لهيكل DOM وتدفق البيانات في تطبيقك. يمكن أن يضيف إنشاء وإدارة سياسات النوع إلى عبء الصيانة.

أمثلة واقعية ودراسات حالة

نجحت العديد من المنظمات في تنفيذ الأنواع الموثوقة لتحسين أمان تطبيقات الويب الخاصة بها. على سبيل المثال، استخدمت Google الأنواع الموثوقة على نطاق واسع في منتجاتها وخدماتها. كما تتبنى شركات أخرى في القطاعين المالي والتجارة الإلكترونية، حيث يكون الأمان أمرًا بالغ الأهمية، الأنواع الموثوقة لحماية بيانات المستخدمين الحساسة ومنع الاحتيال المالي. توضح هذه الأمثلة الواقعية فعالية الأنواع الموثوقة في التخفيف من مخاطر XSS في بيئات معقدة وعالية المخاطر.

الخاتمة

تمثل واجهة برمجة تطبيقات الأنواع الموثوقة خطوة مهمة إلى الأمام في أمان تطبيقات الويب، حيث توفر آلية قوية وسهلة للمطورين لمنع هجمات XSS. من خلال فرض ممارسات معالجة DOM الآمنة وتعزيز التعقيم الدقيق للبيانات والتحقق من صحتها، تمكن الأنواع الموثوقة المطورين من بناء تطبيقات ويب أكثر أمانًا وموثوقية. في حين أن تنفيذ الأنواع الموثوقة يتطلب تخطيطًا وتنفيذًا دقيقين، فإن الفوائد من حيث الأمان المعزز وتحسين جودة الكود تستحق الجهد. مع استمرار نمو دعم المتصفحات للأنواع الموثوقة، من المرجح أن تصبح أداة متزايدة الأهمية في مكافحة ثغرات الويب.

كجمهور عالمي، فإن تبني أفضل ممارسات الأمان مثل استخدام الأنواع الموثوقة لا يتعلق فقط بحماية التطبيقات الفردية، بل يتعلق بتعزيز شبكة ويب أكثر أمانًا وجدارة بالثقة للجميع. هذا أمر بالغ الأهمية بشكل خاص في عالم معولم حيث تتدفق البيانات عبر الحدود ويمكن أن يكون للانتهاكات الأمنية عواقب بعيدة المدى. سواء كنت مطورًا في طوكيو، أو محترف أمان في لندن، أو صاحب عمل في ساو باولو، فإن فهم وتنفيذ تقنيات مثل الأنواع الموثوقة أمر ضروري لبناء نظام بيئي رقمي آمن ومرن.