مراجعة أمان TypeScript: نظرة متعمقة على اكتشاف أنواع الثغرات

اجتاح TypeScript عالم التطوير، حيث قدم قوة الكتابة الثابتة فوق مرونة JavaScript. إنه يشغل كل شيء بدءًا من تطبيقات الواجهة الأمامية المعقدة باستخدام أطر عمل مثل Angular و React إلى خدمات الخلفية عالية الأداء مع Node.js. في حين أن مترجم TypeScript استثنائي في اكتشاف الأخطاء المتعلقة بالنوع وتحسين جودة الكود، فمن الضروري فهم حقيقة أساسية: TypeScript ليس رصاصة فضية للأمان.

تمنع سلامة النوع فئة معينة من الأخطاء، مثل استثناءات مؤشر القيمة الخالية أو أنواع البيانات غير الصحيحة التي يتم تمريرها إلى الوظائف. ومع ذلك، فهي لا تمنع بشكل جوهري العيوب الأمنية المنطقية. تعتمد نقاط الضعف مثل Cross-Site Scripting (XSS) و SQL Injection (SQLi) والتحكم في الوصول المعطل على منطق التطبيق ومعالجة البيانات، وهي مجالات تقع خارج نطاق اختصاص مدقق النوع المباشر. هذا هو المكان الذي تصبح فيه مراجعة الأمان لا غنى عنها.

تم تصميم هذا الدليل الشامل لجمهور عالمي من المطورين ومتخصصي الأمن وقادة الهندسة. سنستكشف مشهد أمان TypeScript، ونتعمق في أكثر أنواع الثغرات شيوعًا، ونقدم استراتيجيات قابلة للتنفيذ للكشف عنها والتخفيف منها باستخدام مزيج من التحليل الثابت (SAST) والتحليل الديناميكي (DAST) وتحليل تكوين البرنامج (SCA).

فهم مشهد أمان TypeScript

قبل الغوص في تقنيات الكشف المحددة، من الضروري تأطير السياق الأمني لتطبيق TypeScript النموذجي. التطبيق الحديث هو نظام معقد من التعليمات البرمجية الخاصة بالطرف الأول والمكتبات التابعة لجهات خارجية وتكوينات البنية التحتية. يمكن أن تؤدي نقطة الضعف في أي من هذه الطبقات إلى اختراق النظام بأكمله.

لماذا سلامة النوع ليست كافية

ضع في اعتبارك هذا المقتطف البسيط من التعليمات البرمجية Express.js في TypeScript:

            
import express from 'express';
import { db } from './database';

const app = express();

app.get('/user', async (req, res) => {
  const userId: string = req.query.id as string;
  // The type is correct, but the logic is flawed!
  const query = `SELECT * FROM users WHERE id = '\${userId}'`;
  const user = await db.query(query);
  res.json(user);
});

            

              
                Copy
              
            
          

من وجهة نظر مترجم TypeScript، هذه التعليمات البرمجية صالحة تمامًا. تتم كتابة `userId` بشكل صحيح على أنه `string`. ومع ذلك، من وجهة نظر أمنية، فإنه يحتوي على ثغرة أمنية كلاسيكية لحقن SQL. يمكن للمهاجم توفير `userId` مثل ' OR 1=1; -- لتجاوز المصادقة واسترجاع جميع المستخدمين من قاعدة البيانات. يوضح هذا الفجوة التي يجب أن تملأها مراجعة الأمان: تحليل تدفق البيانات ومعالجتها، وليس فقط نوعها.

متجهات الهجوم الشائعة في تطبيقات TypeScript

تنتشر معظم الثغرات الأمنية الموجودة في تطبيقات JavaScript بنفس القدر في TypeScript. عند التدقيق، من المفيد تأطير بحثك حول الفئات الراسخة، مثل تلك الموجودة في OWASP Top 10:

• الحقن: SQLi و NoSQLi و Command Injection و Log Injection حيث يتم إرسال بيانات غير موثوق بها إلى مترجم كجزء من أمر أو استعلام.
• Cross-Site Scripting (XSS): XSS المخزن والعاكس والقائم على DOM حيث يتم تضمين بيانات غير موثوق بها في صفحة ويب دون الهروب المناسب.
• إزالة التسلسل غير الآمن: يمكن أن يؤدي إلغاء تسلسل البيانات غير الموثوق بها إلى تنفيذ التعليمات البرمجية عن بعد (RCE) إذا أمكن معالجة منطق التطبيق.
• التحكم في الوصول المعطل: عيوب في فرض الأذونات، مما يسمح للمستخدمين بالوصول إلى البيانات أو أداء الإجراءات التي لا ينبغي لهم القيام بها.
• التعرض للبيانات الحساسة: الأسرار المشفرة (مفاتيح واجهة برمجة التطبيقات وكلمات المرور) أو التشفير الضعيف أو الكشف عن البيانات الحساسة في السجلات أو رسائل الخطأ.
• استخدام المكونات ذات الثغرات المعروفة: الاعتماد على حزم `npm` التابعة لجهات خارجية مع عيوب أمنية موثقة.

اختبار الأمان للتحليل الثابت (SAST) في TypeScript

يتضمن اختبار الأمان للتحليل الثابت، أو SAST، تحليل الكود المصدري للتطبيق بحثًا عن الثغرات الأمنية دون تنفيذه. بالنسبة للغة مُجمّعة مثل TypeScript، يعد هذا نهجًا قويًا بشكل لا يصدق لأنه يمكننا الاستفادة من البنية التحتية للمترجم.

قوة شجرة بناء الجملة المجردة (AST) لـ TypeScript

عندما يعالج مترجم TypeScript التعليمات البرمجية الخاصة بك، فإنه ينشئ أولاً شجرة بناء جملة مجردة (AST). AST هو تمثيل شجري لبنية الكود. تمثل كل عقدة في الشجرة بناءً، مثل تعريف متغير أو استدعاء دالة أو تعبير ثنائي. عن طريق اجتياز هذه الشجرة برمجيًا، يمكن لأدوات SAST فهم منطق الكود، والأهم من ذلك، تتبع تدفق البيانات.

يتيح لنا ذلك إجراء تحليل التلوث: تحديد مكان تدفق إدخال المستخدم غير الموثوق به (”المصدر”) عبر التطبيق والوصول إلى دالة خطرة محتملة (”المصرف”) دون التطهير أو التحقق المناسبين.

اكتشاف أنماط الثغرات باستخدام SAST

عيوب الحقن (SQLi و NoSQLi و Command Injection)

• النمط: ابحث عن إدخال يتم التحكم فيه بواسطة المستخدم يتم تسلسله أو إقحامه مباشرةً في سلاسل يتم تنفيذها بعد ذلك بواسطة برنامج تشغيل قاعدة بيانات أو shell أو مترجم آخر.
• المصادر (أصل التلوث): `req.body` و `req.query` و `req.params` في Express/Koa و `process.argv` و عمليات قراءة الملفات.
• الأحواض (الوظائف الخطرة): `db.query()` و `Model.find()` و `child_process.exec()` و `eval()`.
• مثال ضعيف (SQLi):

              
  // SOURCE: req.query.category is untrusted user input
  const category: string = req.query.category as string;
  
  // SINK: The category variable flows into the database query without sanitization
  const products = await db.query(`SELECT * FROM products WHERE category = '\${category}'`);
  
              
  
                
                  Copy
                
              
            

• إستراتيجية الكشف: ستعمل أداة SAST على تتبع المتغير `category` من مصدره (`req.query`) إلى المصرف (`db.query`). إذا اكتشفت أن المتغير جزء من قالب سلسلة يمر إلى المصرف، فإنه يضع علامة على ثغرة أمنية محتملة في الحقن. الإصلاح هو استخدام الاستعلامات ذات المعلمات، حيث يتعامل برنامج تشغيل قاعدة البيانات مع الهروب بشكل صحيح.

Cross-Site Scripting (XSS)

• النمط: يتم عرض بيانات غير موثوق بها في DOM دون الهروب منها بشكل صحيح لسياق HTML.
• المصادر: أي بيانات يقدمها المستخدم من واجهات برمجة التطبيقات أو النماذج أو معلمات URL.
• الأحواض: `element.innerHTML` و `document.write()` و React's `dangerouslySetInnerHTML` و Vue's `v-html`.
• مثال ضعيف (React):

              
  function UserComment({ commentText }: { commentText: string }) {
    // SOURCE: commentText comes from an external source
    // SINK: dangerouslySetInnerHTML writes raw HTML to the DOM
    return <div dangerouslySetInnerHTML={{ __html: commentText }} />;
  }
  
              
  
                
                  Copy
                
              
            

• إستراتيجية الكشف: تتضمن عملية التدقيق تحديد جميع استخدامات أحواض معالجة DOM غير الآمنة هذه. ثم تقوم الأداة بإجراء تحليل تدفق البيانات للخلف لمعرفة ما إذا كانت البيانات تنشأ من مصدر غير موثوق به. توفر أطر عمل الواجهة الأمامية الحديثة مثل React و Angular الهروب التلقائي بشكل افتراضي، لذلك يجب أن يكون التركيز الرئيسي على عمليات التجاوز المتعمدة مثل تلك الموضحة أعلاه.

إزالة التسلسل غير الآمن

• النمط: يستخدم التطبيق دالة لإلغاء تسلسل البيانات من مصدر غير موثوق به، والذي يمكنه استدعاء فئات عشوائية أو تنفيذ التعليمات البرمجية.
• المصادر: ملفات تعريف الارتباط التي يتحكم فيها المستخدم أو حمولات API أو البيانات التي تتم قراءتها من ملف.
• الأحواض: وظائف من مكتبات غير آمنة مثل `node-serialize` و `serialize-javascript` (في تكوينات معينة) أو منطق إزالة التسلسل المخصص.
• مثال ضعيف:

              
  import serialize from 'node-serialize';
  
  app.post('/profile', (req, res) => {
    // SOURCE: req.body.data is fully controlled by the user
    const userData = Buffer.from(req.body.data, 'base64').toString();
    
    // SINK: Insecure deserialization can lead to RCE
    const obj = serialize.unserialize(userData);
    
    // ... process obj
  });
  
              
  
                
                  Copy
                
              
            

• إستراتيجية الكشف: تحتفظ أدوات SAST بقائمة بالوظائف المعروفة لإزالة التسلسل غير الآمن. يقومون بمسح قاعدة التعليمات البرمجية بحثًا عن أي استدعاءات لهذه الوظائف وتحديدها. التخفيف الأساسي هو تجنب إلغاء تسلسل البيانات غير الموثوق بها أو استخدام تنسيقات آمنة وبيانات فقط مثل JSON مع `JSON.parse()`.

اختبار الأمان للتحليل الديناميكي (DAST) لتطبيقات TypeScript

بينما يحلل SAST التعليمات البرمجية من الداخل إلى الخارج، يعمل اختبار الأمان للتحليل الديناميكي (DAST) من الخارج إلى الداخل. تتفاعل أدوات DAST مع تطبيق قيد التشغيل — عادةً في بيئة تدريجية أو اختبار — وتتحقق من وجود نقاط ضعف تمامًا كما يفعل المهاجم الحقيقي. ليس لديهم معرفة بالكود المصدري.

لماذا يكمل DAST SAST

يعد DAST ضروريًا لأنه يمكن أن يكشف عن المشكلات التي قد تفوتها SAST، مثل:

• مشكلات البيئة والتكوين: خادم تم تكوينه بشكل خاطئ، رؤوس أمان HTTP غير صحيحة، أو نقاط نهاية إدارية مكشوفة.
• نقاط الضعف في وقت التشغيل: العيوب التي تظهر فقط عندما يكون التطبيق قيد التشغيل ويتفاعل مع خدمات أخرى، مثل قاعدة بيانات أو طبقة تخزين مؤقت.
• عيوب منطق الأعمال المعقدة: مشكلات في العمليات متعددة الخطوات (على سبيل المثال، تدفق الدفع) التي يصعب نمذجتها باستخدام التحليل الثابت وحده.

تقنيات DAST لواجهات برمجة تطبيقات TypeScript وتطبيقات الويب

اختبار نقاط نهاية API

يتضمن الاختبار إرسال حجم كبير من البيانات غير المتوقعة أو المشوهة أو العشوائية إلى نقاط نهاية واجهة برمجة التطبيقات لمعرفة كيفية استجابة التطبيق. بالنسبة إلى واجهة خلفية TypeScript، قد يعني هذا:

• إرسال كائن JSON متداخل بعمق إلى نقطة نهاية POST لاختبار حقن NoSQL أو استنفاد الموارد.
• إرسال سلاسل حيث من المتوقع وجود أرقام، أو أعداد صحيحة حيث من المتوقع وجود قيم منطقية، للكشف عن معالجة الأخطاء الضعيفة التي قد تتسرب منها المعلومات.
• حقن أحرف خاصة (`'`, `"`, `<`, `>`) في جميع المعلمات للتحقق من وجود عيوب الحقن و XSS.

محاكاة هجمات العالم الحقيقي

سيمتلك ماسح DAST مكتبة من حمولات الهجوم المعروفة. عندما يكتشف حقل إدخال أو معلمة واجهة برمجة تطبيقات، فإنه سيقوم بشكل منهجي بحقن هذه الحمولة وتحليل استجابة التطبيق.

• بالنسبة لـ SQLi: قد يرسل حمولة مثل `1' UNION SELECT username, password FROM users--`. إذا كانت الاستجابة تحتوي على بيانات حساسة، فإن نقطة النهاية ضعيفة.
• بالنسبة لـ XSS: قد يرسل ``. إذا كان HTML الخاص بالاستجابة يحتوي على هذه السلسلة الدقيقة وغير المهربة، فإنها تشير إلى وجود ثغرة XSS منعكسة.

الجمع بين SAST و DAST و SCA لتغطية شاملة

لا يكفي SAST ولا DAST بمفردهما. تعمل إستراتيجية مراجعة الأمان الناضجة على دمج الاثنين، جنبًا إلى جنب مع المكون الثالث الحاسم: تحليل تكوين البرامج (SCA).

تحليل تكوين البرامج (SCA): مشكلة سلسلة التوريد

يعتمد نظام Node.js البيئي، الذي يدعم معظم تطوير الواجهة الخلفية لـ TypeScript، بشكل كبير على حزم مفتوحة المصدر من سجل `npm`. يمكن أن يحتوي مشروع واحد على مئات أو حتى آلاف التبعيات المباشرة والمتعدية. نقطة الضعف في أي من هذه الحزم هي نقطة ضعف في تطبيقك.

تعمل أدوات SCA عن طريق مسح ملفات بيان التبعية الخاصة بك (`package.json` و `package-lock.json` أو `yarn.lock`). إنها تقارن إصدارات الحزم التي تستخدمها بقاعدة بيانات عالمية لنقاط الضعف المعروفة (مثل قاعدة بيانات GitHub Advisory).

أدوات SCA الأساسية:

• `npm audit` / `yarn audit`: أوامر مضمنة توفر طريقة سريعة للتحقق من التبعيات الضعيفة.
• GitHub Dependabot: يمسح المستودعات تلقائيًا وينشئ طلبات سحب لتحديث التبعيات الضعيفة.
• Snyk Open Source: أداة تجارية شائعة توفر معلومات مفصلة عن نقاط الضعف ونصائح المعالجة.

تنفيذ نموذج أمان ”Shift Left“

”التحول إلى اليسار“ يعني دمج الممارسات الأمنية في أقرب وقت ممكن في دورة حياة تطوير البرامج (SDLC). الهدف هو العثور على نقاط الضعف وإصلاحها عندما تكون الأرخص والأسهل في المعالجة — أثناء التطوير.

يجب أن تبدو خط أنابيب CI/CD الحديث والآمن لمشروع TypeScript هكذا:

1. جهاز المطور: تقوم ملحقات IDE وخطافات ما قبل الالتزام بتشغيل المدققات والمسح الضوئي SAST خفيف الوزن.
2. عند الالتزام/طلب السحب: يقوم خادم CI بتشغيل مسح SAST شامل ومسح SCA. إذا تم العثور على نقاط ضعف حرجة، فسيفشل الإنشاء.
3. عند الدمج في التدريج: يتم نشر التطبيق في بيئة تدريجية. ثم يقوم خادم CI بتشغيل مسح DAST مقابل هذه البيئة المباشرة.
4. عند النشر في الإنتاج: بعد اجتياز جميع الفحوصات، يتم نشر الكود. تتولى أدوات المراقبة المستمرة والحماية في وقت التشغيل.

الأدوات والتنفيذ العملي

النظرية مهمة، لكن التنفيذ العملي هو المفتاح. فيما يلي بعض الأدوات والتقنيات التي يجب دمجها في سير عمل تطوير TypeScript الخاص بك.

مكونات ESLint الإضافية الأساسية للأمان

ESLint هو مدقق أخطاء قوي وقابل للتكوين لـ JavaScript و TypeScript. يمكنك استخدامه كأداة SAST خفيفة الوزن تركز على المطورين عن طريق إضافة مكونات إضافية خاصة بالأمان:

• `eslint-plugin-security`: يلتقط مخاطر أمان Node.js الشائعة مثل استخدام `child_process.exec()` مع متغيرات غير مهربة أو الكشف عن أنماط regex غير آمنة يمكن أن تؤدي إلى رفض الخدمة (DoS).
• `eslint-plugin-no-unsanitized`: يوفر قواعد للمساعدة في منع XSS عن طريق وضع علامة على استخدام `innerHTML` و `outerHTML` والخصائص الخطرة الأخرى.
• القواعد المخصصة: لسياسات الأمان الخاصة بالمؤسسة، يمكنك كتابة قواعد ESLint الخاصة بك. على سبيل المثال، يمكنك كتابة قاعدة تمنع استيراد مكتبة تشفير داخلية مهملة.

مثال على تكامل خط أنابيب CI/CD (إجراءات GitHub)

فيما يلي مثال مبسط لتدفق عمل إجراءات GitHub الذي يدمج SCA و SAST:

            
name: TypeScript Security Scan

on: [pull_request]

jobs:
  security-check:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
    - name: Checkout code
      uses: actions/checkout@v3

    - name: Setup Node.js
      uses: actions/setup-node@v3
      with:
        node-version: '18'

    - name: Install dependencies
      run: npm ci

    - name: Run dependency audit (SCA)
      # --audit-level=high fails the build for high-severity vulnerabilities
      run: npm audit --audit-level=high

    - name: Run security linter (SAST)
      run: npx eslint . --ext .ts --quiet

    # Example of integrating a more advanced SAST scanner like CodeQL
    - name: Initialize CodeQL
      uses: github/codeql-action/init@v2
      with:
        languages: typescript

    - name: Perform CodeQL Analysis
      uses: github/codeql-action/analyze@v2

            

              
                Copy
              
            
          

أبعد من الكود: أمان وقت التشغيل والبنية

تأخذ المراجعة الشاملة في الاعتبار أيضًا البنية الأوسع والبيئة وقت التشغيل.

واجهات برمجة التطبيقات الآمنة من حيث النوع

تتمثل إحدى أفضل الطرق لمنع فئات كاملة من الأخطاء بين الواجهة الأمامية والخلفية في فرض سلامة النوع عبر حدود واجهة برمجة التطبيقات. تتيح لك أدوات مثل tRPC أو GraphQL مع إنشاء التعليمات البرمجية (مثل GraphQL Code Generator) أو مولدات OpenAPI مشاركة الأنواع بين العميل والخادم. إذا قمت بتغيير نوع استجابة واجهة برمجة تطبيقات الخلفية، فسوف يتعذر على كود TypeScript الخاص بالواجهة الأمامية الخاص بك التجميع، مما يمنع أخطاء وقت التشغيل والمشكلات الأمنية المحتملة من عقود البيانات غير المتسقة.

أفضل ممارسات Node.js

نظرًا لأن العديد من تطبيقات TypeScript تعمل على Node.js، فمن الأهمية بمكان اتباع أفضل الممارسات الخاصة بالنظام الأساسي:

• استخدم رؤوس الأمان: استخدم مكتبات مثل `helmet` لـ Express لتعيين رؤوس HTTP المهمة (مثل `Content-Security-Policy` و `X-Content-Type-Options` وما إلى ذلك) التي تساعد في التخفيف من XSS والهجمات الأخرى من جانب العميل.
• تشغيل بأقل امتياز: لا تقم بتشغيل عملية Node.js كمستخدم الجذر، خاصة داخل حاوية.
• الحفاظ على تحديث أوقات التشغيل: قم بتحديث إصدارات Node.js و TypeScript بانتظام لتلقي تصحيحات الأمان.

الخلاصة والإجراءات القابلة للتنفيذ

يوفر TypeScript أساسًا رائعًا لبناء تطبيقات موثوقة وقابلة للصيانة. ومع ذلك، فإن الأمان هو ممارسة منفصلة ومتعمدة. يتطلب إستراتيجية دفاع متعددة الطبقات تجمع بين تحليل التعليمات البرمجية الثابتة والاختبار الديناميكي لوقت التشغيل وإدارة سلسلة التوريد المتيقظة.

من خلال فهم أنواع الثغرات الشائعة ودمج الأدوات والعمليات المناسبة في دورة حياة التطوير الخاصة بك، يمكنك تحسين الوضع الأمني لتطبيقات TypeScript بشكل كبير.

خطوات قابلة للتنفيذ للمطورين

• تمكين الوضع الصارم: في `tsconfig.json`، قم بتعيين `"strict": true`. يؤدي هذا إلى تمكين مجموعة من سلوكيات التحقق من النوع التي تمنع الأخطاء الشائعة.
• تدقيق التعليمات البرمجية الخاصة بك: أضف `eslint-plugin-security` إلى مشروعك وقم بإصلاح المشكلات التي يبلغ عنها.
• تدقيق التبعيات الخاصة بك: قم بتشغيل `npm audit` أو `yarn audit` بانتظام وحافظ على تحديث تبعياتك.
• لا تثق أبدًا في إدخال المستخدم: تعامل مع جميع البيانات القادمة من خارج تطبيقك على أنها ضارة محتملة. قم دائمًا بالتحقق منها أو تطهيرها أو الهروب منها بشكل مناسب للسياق الذي سيتم استخدامه فيه.

خطوات قابلة للتنفيذ للفرق والمؤسسات

• أتمتة الأمان في CI/CD: قم بدمج عمليات المسح SAST و DAST و SCA مباشرةً في مسارات الإنشاء والنشر الخاصة بك. افشل في الإنشاء على النتائج الحرجة.
• تعزيز ثقافة الأمن: قم بتوفير تدريب منتظم على ممارسات الترميز الآمن. شجع المطورين على التفكير بشكل دفاعي.
• إجراء عمليات التدقيق اليدوية: بالنسبة للتطبيقات الهامة، قم بتكملة الأدوات الآلية بمراجعات التعليمات البرمجية الدورية والاختبارات المخترقة بواسطة خبراء الأمن.

الأمان ليس ميزة يجب إضافتها في نهاية المشروع؛ إنها عملية مستمرة. من خلال اعتماد نهج استباقي ومتعدد الطبقات للتدقيق، يمكنك تسخير القوة الكاملة لـ TypeScript مع بناء برامج أكثر أمانًا ومرونة لقاعدة مستخدمين عالمية.