Рамка за сигурност на разширения за браузъри: Внедряване на JavaScript Sandbox

Разширенията за браузъри подобряват потребителското изживяване и разширяват функционалността на браузъра, но също така въвеждат потенциални рискове за сигурността. Лошо проектирано разширение може да се превърне в врата за злонамерени участници, което води до пробиви на данни, атаки с междусайтов скриптинг (XSS) и други уязвимости в сигурността. Внедряването на стабилен JavaScript sandbox е от решаващо значение за смекчаване на тези рискове и гарантиране на безопасността както на потребителите, така и на техните данни.

Разбиране на рисковете за сигурността на разширенията за браузъри

Разширенията за браузъри, по своята същност, имат достъп до широк набор от функционалности на браузъра и потребителски данни. Този широк достъп ги прави привлекателни цели за нападатели. Често срещаните рискове за сигурността, свързани с разширенията за браузъри, включват:

• Междусайтов скриптинг (XSS): Разширенията могат да бъдат уязвими на XSS атаки, ако не филтрират правилно потребителските данни или данните, получени от уебсайтове. Нападател може да инжектира злонамерени скриптове в разширението, което му позволява да открадне потребителски идентификационни данни, да пренасочи потребителите към фишинг сайтове или да извършва други злонамерени действия. Например, разширение, което показва данни от уебсайт без правилно филтриране, може да бъде уязвимо, ако уебсайтът е компрометиран и инжектира злонамерен JavaScript.
• Кражба на данни: Разширенията могат да имат достъп и потенциално да откраднат чувствителни потребителски данни, като история на сърфиране, бисквитки, пароли и информация за кредитни карти. Злонамерени разширения могат безшумно да предават тези данни на външни сървъри без знанието на потребителя. Представете си привидно безобидно разширение, което обещава да подобри вашето сърфиране, но тайно регистрира всеки уебсайт, който посещавате, и го изпраща на отдалечен сървър, контролиран от нападатели.
• Инжектиране на код: Нападателите могат да инжектират злонамерен код в разширения, ако не са правилно защитени. След това този код може да се използва за извършване на различни злонамерени действия, като промяна на поведението на разширението, пренасочване на потребителите към фишинг сайтове или инжектиране на реклами в уеб страници.
• Ескалация на привилегии: Разширенията често изискват определени разрешения, за да функционират правилно. Нападателите могат да експлоатират уязвимости в разширенията, за да получат привилегии на по-високо ниво, което им позволява да имат достъп до по-чувствителни данни или да извършват по-опасни действия.
• Атаки по веригата на доставки: Компрометирани зависимости или библиотеки на трети страни, използвани в разширението, могат да въведат уязвимости. Привидно реномирана библиотека може да бъде компрометирана, инжектирайки злонамерен код във всички разширения, които я използват.

Важността на JavaScript Sandboxing

JavaScript sandbox е сигурна среда за изпълнение, която изолира кода на разширението от останалата част от браузъра и операционната система. Той ограничава достъпа на разширението до ресурси и го предпазва от извършване на неоторизирани действия. Чрез изолиране на кода на разширението, sandbox може значително да намали въздействието на уязвимостите в сигурността.

Обмислете сценарий, при който разширение има уязвимост, която позволява на нападател да инжектира злонамерен JavaScript. Без sandbox, този злонамерен код може да получи достъп до бисквитките на потребителя, историята на сърфиране и други чувствителни данни. Въпреки това, с sandbox, злонамереният код ще бъде ограничен до sandbox средата и няма да може да получи достъп до тези ресурси.

Стратегии за внедряване на JavaScript Sandbox

Няколко стратегии могат да бъдат използвани за внедряване на JavaScript sandboxes за разширения за браузъри. Най-често срещаните подходи включват:

1. Content Security Policy (CSP)

Content Security Policy (CSP) е уеб стандарт за сигурност, който позволява на разработчиците да контролират ресурсите, които браузърът има право да зарежда за дадена уеб страница или разширение. Чрез дефиниране на строг CSP можете да предотвратите зареждането на ненадеждни скриптове, стилове и други ресурси от разширението, като по този начин смекчите риска от XSS атаки и други уязвимости в сигурността.

Как работи CSP: CSP работи чрез дефиниране на набор от директиви, които указват източниците, от които браузърът има право да зарежда ресурси. Например, директивата `script-src` контролира източниците, от които могат да бъдат заредени скриптове, докато директивата `style-src` контролира източниците, от които могат да бъдат заредени стилове. Типичен CSP може да изглежда така:

            Content-Security-Policy: default-src 'self'; script-src 'self' https://example.com; style-src 'self' 'unsafe-inline';
            

              
                Copy
              
            
          

Този CSP позволява на браузъра да зарежда ресурси от същия произход (`'self'`) и скриптове от `https://example.com`. Той също така позволява вградени стилове (`'unsafe-inline'`), но това трябва да се избягва винаги, когато е възможно, тъй като може да увеличи риска от XSS атаки.

CSP за разширения: За разширения за браузъри, CSP обикновено се дефинира във файла с манифест на разширението (`manifest.json`). Полето `content_security_policy` във файла с манифест указва CSP за разширението. Например:

            {
  "manifest_version": 3,
  "name": "My Extension",
  "version": "1.0",
  "content_security_policy": {
    "extension_pages": "default-src 'self'; script-src 'self'; style-src 'self' 'unsafe-inline'"
  }
}
            

              
                Copy
              
            
          

Този CSP се прилага към страниците на разширението (напр., изскачащ прозорец, страница с опции). Той позволява ресурси да бъдат заредени от същия произход и позволява вградени стилове. За скриптове на съдържание обикновено ще трябва да използвате `content_security_policy` -> `content_scripts`, но това не се поддържа универсално от всички доставчици на браузъри и версии на манифести. Трябва да тествате старателно.

Ползи от CSP:

• Намалява риска от XSS атаки: Чрез контролиране на източниците, от които могат да бъдат заредени скриптове, CSP може да предотврати инжектирането на злонамерени скриптове в разширението от нападатели.
• Налага сигурни практики за кодиране: CSP насърчава разработчиците да приемат сигурни практики за кодиране, като избягване на вградени скриптове и стилове.
• Осигурява защита в дълбочина: CSP действа като допълнителен слой на сигурност, дори ако други мерки за сигурност се провалят.

Ограничения на CSP:

• Може да бъде сложно конфигуриране: Правилното конфигуриране на CSP може да бъде предизвикателство, особено за сложни разширения.
• Може да наруши съществуващата функционалност: Строгите CSP понякога могат да нарушат съществуващата функционалност, изисквайки от разработчиците да преработят своя код.
• Не адресира всички рискове за сигурността: CSP адресира само определени видове рискове за сигурността, като XSS атаки. Той не предпазва от други видове уязвимости, като кражба на данни или инжектиране на код.

2. Изолирани светове (Скриптове на съдържание)

Изолираните светове осигуряват отделна среда за изпълнение за скриптове на съдържание, които са скриптове, които работят в контекста на уеб страници. Скриптовете на съдържание имат достъп до DOM на уеб страницата, но те са изолирани от JavaScript кода на уеб страницата. Тази изолация предотвратява на скриптовете на съдържание да се намесват във функционалността на уеб страницата и предпазва разширението от злонамерен код на уеб страницата. В Chrome, изолираните светове са настройката по подразбиране и силно препоръчителна практика. Firefox използва малко по-различен, но концептуално подобен механизъм.

Как работят изолираните светове: Всеки скрипт на съдържание работи в свой собствен изолиран свят, който има свой собствен набор от JavaScript обекти и променливи. Това означава, че скриптът на съдържание не може директно да има достъп до JavaScript кода или данните на уеб страницата и обратно. За да комуникирате между скрипта на съдържание и уеб страницата, можете да използвате API `window.postMessage()`.

Пример: Да предположим, че имате скрипт на съдържание, който добавя бутон към уеб страница. Скриптът на съдържание може да има достъп до DOM на уеб страницата и да вмъкне елемента на бутона. Въпреки това, скриптът на съдържание не може директно да има достъп до JavaScript кода на уеб страницата, за да прикачи event listener към бутона. Вместо това, скриптът на съдържание ще трябва да използва `window.postMessage()`, за да изпрати съобщение до уеб страницата, а JavaScript кодът на уеб страницата след това ще прикачи event listener към бутона.

Ползи от изолираните светове:

• Предотвратява намесата на скриптовете на съдържание в уеб страниците: Изолираните светове предотвратяват на скриптовете на съдържание да променят случайно или умишлено JavaScript кода или данните на уеб страницата.
• Предпазва разширенията от злонамерени уеб страници: Изолираните светове предотвратяват злонамерени уеб страници да инжектират код в разширението или да крадат данни от разширението.
• Опростява разработката на разширения: Изолираните светове улесняват разработването на разширения, тъй като не е нужно да се притеснявате, че кодът ви ще противоречи на кода на уеб страницата.

Ограничения на изолираните светове:

• Изисква предаване на съобщения за комуникация: Комуникирането между скрипта на съдържание и уеб страницата изисква предаване на съобщения, което може да бъде по-сложно от директния достъп.
• Не предпазва от всички рискове за сигурността: Изолираните светове предпазват само от определени видове рискове за сигурността, като намеса в уеб страниците. Те не предпазват от други видове уязвимости, като кражба на данни или инжектиране на код в самия скрипт на съдържание.

3. Web Workers

Web Workers предоставят начин за изпълнение на JavaScript код във фонов режим, независимо от основната нишка на браузъра. Това може да подобри производителността на разширенията, тъй като дълготрайните задачи могат да бъдат прехвърлени към фоновата нишка. Web Workers също имат ограничен достъп до DOM, което може да подобри сигурността.

Как работят Web Workers: Web Workers работят в отделна нишка и имат свой собствен глобален обхват. Те не могат директно да имат достъп до DOM или обекта `window`. За да комуникирате с основната нишка, можете да използвате API `postMessage()`.

Пример: Да предположим, че имате разширение, което изпълнява изчислително интензивна задача, като обработка на изображения. Можете да прехвърлите тази задача към Web Worker, за да предотвратите замразяването на браузъра от разширението. Web Worker ще получи данните за изображението от основната нишка, ще извърши обработката и след това ще изпрати обработените данни за изображението обратно към основната нишка.

Ползи от Web Workers:

• Подобрява производителността: Чрез изпълнение на код във фонов режим, Web Workers могат да подобрят производителността на разширенията.
• Подобрява сигурността: Web Workers имат ограничен достъп до DOM, което може да намали риска от XSS атаки.
• Опростява разработката на разширения: Web Workers могат да опростят разработката на разширения, тъй като можете да прехвърлите сложни задачи към фоновата нишка.

Ограничения на Web Workers:

• Ограничен достъп до DOM: Web Workers не могат директно да имат достъп до DOM, което може да затрудни извършването на определени задачи.
• Изисква предаване на съобщения за комуникация: Комуникирането между Web Worker и основната нишка изисква предаване на съобщения, което може да бъде по-сложно от директния достъп.
• Не адресира всички рискове за сигурността: Web Workers предпазват само от определени видове рискове за сигурността, като XSS атаки, свързани с манипулация на DOM. Те не предпазват от други видове уязвимости, като кражба на данни в самия worker.

4. Shadow DOM

Shadow DOM предоставя начин за капсулиране на стилизирането и структурата на компонент, като го предпазва от влиянието на стиловете и скриптовете на заобикалящата страница. Това може да бъде полезно за създаване на повторно използваеми UI компоненти, които са изолирани от останалата част от уеб страницата. Макар и да не е пълно решение за сигурност само по себе си, то помага за предотвратяване на непреднамерена намеса в стила или скрипта.

Как работи Shadow DOM: Shadow DOM създава отделно DOM дърво, което е прикрепено към елемент в основното DOM дърво. Shadow DOM дървото е изолирано от основното DOM дърво, което означава, че стиловете и скриптовете в основното DOM дърво не могат да повлияят на Shadow DOM дървото и обратно.

Пример: Да предположим, че имате разширение, което добавя персонализиран бутон към уеб страница. Можете да използвате Shadow DOM, за да капсулирате стилизирането и структурата на бутона, като го предпазите от влиянието на стиловете и скриптовете на уеб страницата. Това гарантира, че бутонът винаги ще изглежда и ще се държи по същия начин, независимо от уеб страницата, в която е вмъкнат.

Ползи от Shadow DOM:

• Капсулира стилизиране и структура: Shadow DOM предпазва стиловете и скриптовете от заобикалящата страница от влияние върху компонента.
• Създава повторно използваеми UI компоненти: Shadow DOM улеснява създаването на повторно използваеми UI компоненти, които са изолирани от останалата част от уеб страницата.
• Подобрява сигурността: Shadow DOM осигурява известно ниво на изолация, предотвратявайки непреднамерена намеса в стила или скрипта.

Ограничения на Shadow DOM:

• Не е пълно решение за сигурност: Shadow DOM не осигурява пълна изолация на сигурността и трябва да се използва във връзка с други мерки за сигурност.
• Може да бъде сложно за използване: Shadow DOM може да бъде сложно за използване, особено за сложни компоненти.

Най-добри практики за внедряване на JavaScript Sandboxes

Внедряването на JavaScript sandbox не е решение, което отговаря на всички. Най-добрият подход зависи от специфичните изисквания на разширението и видовете рискове за сигурността, пред които е изправено. Въпреки това, някои общи най-добри практики могат да помогнат да се гарантира, че sandbox е ефективен:

• Приложете принципа на най-малките привилегии: Предоставете на разширението само минималните необходими разрешения за изпълнение на предвидените му функции. Избягвайте да искате ненужни разрешения, тъй като това може да увеличи повърхността на атака. Например, ако разширението трябва само да има достъп до URL адреса на текущия раздел, не искайте разрешение за достъп до всички уебсайтове.
• Филтрирайте потребителските данни: Винаги филтрирайте потребителските данни и данните, получени от уебсайтове, за да предотвратите XSS атаки. Използвайте подходящи техники за екраниране и кодиране, за да гарантирате, че предоставените от потребителя данни не могат да бъдат интерпретирани като код. Помислете за използване на специализирана библиотека за филтриране, за да помогнете с тази задача.
• Проверявайте данните: Проверявайте всички данни, получени от външни източници, за да гарантирате, че са в очаквания формат и обхват. Това може да помогне за предотвратяване на неочаквани грешки и уязвимости в сигурността. Например, ако разширение очаква да получи число, проверете дали получените данни наистина са число, преди да го използвате.
• Използвайте сигурни практики за кодиране: Следвайте сигурни практики за кодиране, като избягване на използването на `eval()` и други потенциално опасни функции. Използвайте инструменти за статичен анализ, за да идентифицирате потенциални уязвимости в сигурността в кода.
• Поддържайте зависимостите актуални: Редовно актуализирайте всички зависимости и библиотеки на трети страни, за да гарантирате, че са коригирани срещу известни уязвимости в сигурността. Абонирайте се за консултации за сигурност, за да сте информирани за нови уязвимости.
• Внедрете редовни одити на сигурността: Провеждайте редовни одити на сигурността на разширението, за да идентифицирате и адресирате потенциални уязвимости в сигурността. Помислете за наемане на експерт по сигурността, който да извърши професионален одит на сигурността.
• Наблюдавайте активността на разширението: Наблюдавайте активността на разширението за подозрително поведение, като прекомерни мрежови заявки или неочакван достъп до данни. Внедрете механизми за регистриране и предупреждение, за да откривате потенциални инциденти със сигурността.
• Използвайте комбинация от техники: Комбинирането на множество техники за sandboxing, като CSP, изолирани светове и Web Workers, може да осигури по-стабилна защита срещу заплахи за сигурността.

Примерен сценарий: Сигурно обработване на потребителски данни

Нека разгледаме пример за разширение, което позволява на потребителите да изпращат коментари на уеб страници. Без подходящи мерки за сигурност, това разширение може да бъде уязвимо на XSS атаки. Ето как можете да внедрите сигурно решение:

1. Използвайте строг CSP: Дефинирайте CSP, който ограничава източниците, от които могат да бъдат заредени скриптове. Това ще предотврати инжектирането на злонамерени скриптове в разширението от нападатели.
2. Филтрирайте потребителските данни: Преди да покажете коментара на потребителя, го филтрирайте, за да премахнете всички потенциално вредни HTML тагове или JavaScript код. Използвайте специализирана библиотека за филтриране, като DOMPurify, за да гарантирате, че филтрирането е ефективно.
3. Използвайте параметризирани заявки: Ако разширението съхранява коментарите на потребителя в база данни, използвайте параметризирани заявки, за да предотвратите SQL injection атаки. Параметризираните заявки гарантират, че предоставените от потребителя данни се третират като данни, а не като код.
4. Кодирайте изхода: Когато показвате коментара на потребителя, го кодирайте, за да предотвратите интерпретирането му като HTML или JavaScript код. Използвайте подходящи техники за кодиране, като HTML кодиране, за да гарантирате, че изходът е безопасен.

Чрез внедряване на тези мерки за сигурност, можете значително да намалите риска от XSS атаки и да защитите потребителите си от вреда.

Тестване и одитиране на вашия Sandbox

След внедряване на JavaScript sandbox, е от съществено значение да се тества и одитира старателно неговата ефективност. Ето някои техники:

• Тестване за проникване: Симулирайте атаки от реалния свят, за да идентифицирате уязвимости. Наемете етични хакери, които да се опитат да заобиколят вашите мерки за сигурност.
• Статичен анализ: Използвайте инструменти за автоматичен анализ на вашия код за потенциални слабости.
• Динамичен анализ: Наблюдавайте поведението на вашето разширение по време на изпълнение, за да откриете аномалии.
• Прегледи на кода: Помолете опитни разработчици да прегледат вашия код за недостатъци в сигурността.
• Fuzzing: Предоставете невалидни или неочаквани входни данни на вашето разширение, за да видите как се справя с тях.

Казуси

Казус 1: Защита на разширение за управление на пароли

Популярно разширение за управление на пароли имаше уязвимост, която позволяваше на нападателите да крадат потребителски пароли. Уязвимостта беше причинена от липса на правилно филтриране на входните данни. Разширението беше преработено със строг CSP, филтриране на входните данни и криптиране на чувствителни данни. Това драстично подобри сигурността на разширението и предотврати по-нататъшни кражби на пароли. Сега се извършват редовни одити на сигурността, за да се поддържа сигурността на разширението.

Казус 2: Защита на браузър-базиран криптовалутен портфейл

Разширение за криптовалутен портфейл беше уязвимо на XSS атаки, които биха позволили на нападателите да крадат потребителски средства. Разширението беше преработено с изолирани светове, сигурно предаване на съобщения и подписване на транзакции, внедрени в Web Worker. Всички чувствителни операции вече се извършват в сигурната Web Worker среда. Това значително намали риска от кражба на средства.

Бъдещи тенденции в сигурността на разширенията за браузъри

Областта на сигурността на разширенията за браузъри непрекъснато се развива. Някои нововъзникващи тенденции включват:

• По-гранулирани разрешения: Доставчиците на браузъри въвеждат по-гранулирани разрешения, което позволява на потребителите да предоставят на разширенията достъп до конкретни ресурси само когато са необходими.
• Подобрен CSP: CSP става по-усъвършенстван, с нови директиви и функции, които осигуряват по-голям контрол върху ресурсите, които едно разширение може да зарежда.
• WebAssembly (Wasm) Sandboxing: Wasm предоставя преносима и сигурна среда за изпълнение на код. Той се проучва като начин за sandboxing код на разширения и подобряване на производителността.
• Формална проверка: Разработват се техники за формално удостоверяване на коректността и сигурността на кода на разширението.
• Сигурност, задвижвана от AI: AI се използва за откриване и предотвратяване на заплахи за сигурността в разширенията за браузъри. Моделите за машинно обучение могат да идентифицират злонамерени модели и автоматично да блокират подозрителна дейност.

Заключение

Внедряването на JavaScript sandbox е от съществено значение за защита на разширенията за браузъри и защита на потребителите от вреда. Следвайки най-добрите практики, очертани в това ръководство, можете да създадете разширения, които са едновременно функционални и сигурни. Не забравяйте да приоритизирате сигурността по време на целия процес на разработка, от проектирането до разполагането, и непрекъснато да наблюдавате и актуализирате вашите разширения, за да се справите с нововъзникващите заплахи за сигурността. Сигурността е непрекъснат процес, а не еднократно решение.

Чрез разбиране на рисковете за сигурността, свързани с разширенията за браузъри, и внедряване на подходящи техники за sandboxing, разработчиците могат да допринесат за по-безопасно и по-сигурно сърфиране за всички. Не забравяйте да сте информирани за най-новите заплахи за сигурността и най-добрите практики и непрекъснато да подобрявате сигурността на вашите разширения.