Sikkerhed i Cross-Origin Kommunikation: Bedste Praksis for JavaScript PostMessage

I nutidens weblandskab er Single-Page Applications (SPA'er) og micro-frontend-arkitekturer stadig mere almindelige. Disse arkitekturer kræver ofte kommunikation mellem forskellige oprindelser (domæner, protokoller eller porte). JavaScripts postMessage API giver en mekanisme til denne cross-origin kommunikation. Men hvis den ikke implementeres omhyggeligt, kan den introducere betydelige sikkerhedssårbarheder.

Forståelse af PostMessage API'en

postMessage API'en tillader scripts fra forskellige oprindelser at kommunikere. Det er et kraftfuldt værktøj, men dets kraft kræver ansvarlig håndtering. Den grundlæggende brug involverer to trin:

1. Afsendelse af en besked: Et script kalder postMessage på et vinduesobjekt (f.eks. window.parent, iframe.contentWindow eller et WindowProxy-objekt opnået fra window.open). Metoden tager to argumenter: beskeden, der skal sendes, og målets oprindelse.
2. Modtagelse af en besked: Det modtagende script lytter efter message-hændelsen på window-objektet. Hændelsesobjektet indeholder information om beskeden, herunder data, afsenderens oprindelse og kildevinduesobjektet.

Her er et simpelt eksempel:

Afsender (på oprindelse A)

            
// Antager, at du har en reference til målvinduet (f.eks. en iframe)
const targetWindow = document.getElementById('myIframe').contentWindow;

// Send en besked til oprindelse B
targetWindow.postMessage('Hello from Origin A!', 'https://origin-b.example.com');

            

              
                Copy
              
            
          

Modtager (på oprindelse B)

            
window.addEventListener('message', (event) => {
  // Vigtigt: Tjek beskedens oprindelse!
  if (event.origin === 'https://origin-a.example.com') {
    console.log('Received message:', event.data);
    // Behandl beskeden
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

Sikkerhedsrisici ved ukorrekt brug af PostMessage

Uden passende forholdsregler kan postMessage udsætte din applikation for forskellige sikkerhedstrusler:

• Cross-Site Scripting (XSS): Hvis du blindt stoler på beskeder fra enhver oprindelse, kan en angriber injicere ondsindede scripts i din applikation.
• Cross-Site Request Forgery (CSRF): En angriber kan forfalske anmodninger på vegne af en bruger ved at sende beskeder til en betroet oprindelse.
• Datalækage: Følsomme data kan blive eksponeret, hvis beskeder opsnappes eller sendes til utilsigtede oprindelser.

Bedste praksis for sikker PostMessage-kommunikation

For at mindske disse risici, følg disse bedste praksis:

1. Valider altid oprindelsen

Den mest kritiske sikkerhedsforanstaltning er altid at validere oprindelsen af den indkommende besked. Stol aldrig blindt på beskeder. Brug event.origin-egenskaben til at sikre, at beskeden kommer fra en forventet oprindelse. Implementer en hvidliste over betroede oprindelser og afvis beskeder fra enhver anden oprindelse.

Eksempel (JavaScript):

            
const trustedOrigins = [
  'https://origin-a.example.com',
  'https://another-trusted-origin.com'
];

window.addEventListener('message', (event) => {
  if (trustedOrigins.includes(event.origin)) {
    console.log('Received message from trusted origin:', event.data);
    // Behandl beskeden
  } else {
    console.warn('Received message from untrusted origin:', event.origin);
    return;
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

Vigtige overvejelser:

• Undgå wildcards: Modstå fristelsen til at bruge et wildcard ('*') for målets oprindelse, når du sender beskeder. Selvom det er bekvemt, åbner det din applikation for beskeder fra enhver oprindelse, hvilket underminerer formålet med oprindelsesvalidering.
• Null-oprindelse: Vær opmærksom på, at nogle browsere kan rapportere en "null"-oprindelse for beskeder fra file:// URL'er eller sandboxed iframes. Beslut, hvordan du vil håndtere disse tilfælde baseret på dine specifikke applikationskrav. Ofte er det den sikreste tilgang at behandle en null-oprindelse som upålidelig.
• Overvejelser vedrørende underdomæner: Hvis du har brug for at kommunikere med underdomæner (f.eks. app.example.com og api.example.com), skal du sikre, at din logik for oprindelsesvalidering tager højde for dette. Du kan bruge et regulært udtryk til at matche et mønster af betroede underdomæner. Overvej dog omhyggeligt sikkerhedsimplikationerne, før du implementerer en wildcard-baseret validering af underdomæner.

2. Valider beskeddata

Selv efter validering af oprindelsen, bør du stadig validere formatet og indholdet af beskeddataene. Kør ikke blindt kode eller modificer din applikations tilstand udelukkende baseret på den modtagne besked.

Eksempel (JavaScript):

            
window.addEventListener('message', (event) => {
  if (event.origin === 'https://origin-a.example.com') {
    try {
      const messageData = JSON.parse(event.data);

      // Valider beskedens struktur og datatyper
      if (messageData.type === 'command' && typeof messageData.payload === 'string') {
        console.log('Received valid command:', messageData.payload);
        // Behandl kommandoen
      } else {
        console.warn('Received invalid message format.');
      }
    } catch (error) {
      console.error('Error parsing message data:', error);
    }
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

Nøglestrategier for datavalidering:

• Brug en foruddefineret beskedstruktur: Etabler en klar og konsistent struktur for dine beskeder. Dette giver dig mulighed for let at validere tilstedeværelsen af påkrævede felter og deres datatyper. JSON er et almindeligt og velegnet format til strukturering af beskeder.
• Typetjek: Verificer, at datatyperne for beskedfelterne matcher dine forventninger (f.eks. ved at bruge typeof i JavaScript).
• Inputsanering: Saner alle brugerleverede data i beskeden for at forhindre injektionsangreb. For eksempel, escape HTML-entiteter, hvis dataene skal gengives i DOM'en.
• Kommando-hvidlistning: Hvis beskeden indeholder et "command"- eller "action"-felt, skal du vedligeholde en hvidliste over tilladte kommandoer og kun udføre dem. Dette forhindrer angribere i at udføre vilkårlig kode.

3. Brug sikker serialisering

Når du sender komplekse datastrukturer, skal du bruge sikre serialiseringsmetoder som JSON.stringify og JSON.parse. Undgå at bruge eval() eller andre metoder, der kan udføre vilkårlig kode.

Hvorfor undgå eval()?

eval() udfører en streng som JavaScript-kode. Hvis du bruger eval() på upålidelige data, kan en angriber injicere ondsindet kode i strengen og kompromittere din applikation.

4. Begræns kommunikationens omfang

Begræns kommunikationen til de specifikke oprindelser og vinduer, der skal interagere. Undgå unødvendig kommunikation med andre oprindelser.

Teknikker til at begrænse omfanget:

• Målrettet messaging: Når du sender en besked, skal du sikre dig, at du har en direkte reference til målvinduet (f.eks. en iframes contentWindow). Undgå at broadcaste beskeder til alle vinduer.
• Oprindelsesspecifikke endepunkter: Hvis du har flere tjenester, der skal kommunikere, kan du overveje at oprette separate endepunkter for hver oprindelse. Dette reducerer risikoen for, at beskeder bliver fejlroutett eller opsnappet.
• Kortlivede beskeder: Hvis det er muligt, design din kommunikationsprotokol, så levetiden for beskeder minimeres. For eksempel, brug et anmodning-svar-mønster, hvor svaret kun er gyldigt i en kort periode.

5. Implementer Content Security Policy (CSP)

Content Security Policy (CSP) er en kraftfuld sikkerhedsmekanisme, der giver dig mulighed for at kontrollere de ressourcer, som en browser har tilladelse til at indlæse for en given side. Du kan bruge CSP til at begrænse de oprindelser, hvorfra scripts, styles og andre ressourcer kan indlæses.

Hvordan CSP kan hjælpe med postMessage:

• Begrænsning af oprindelser: Du kan bruge frame-ancestors-direktivet til at specificere, hvilke oprindelser der må indlejre din side i en iframe. Dette kan forhindre clickjacking-angreb og begrænse de oprindelser, der potentielt kan sende beskeder til din applikation.
• Deaktivering af inline scripts: Du kan bruge script-src-direktivet til at forbyde inline scripts. Dette kan hjælpe med at forhindre XSS-angreb, der kan blive udløst af ondsindede beskeder.

Eksempel på CSP-header:

            
Content-Security-Policy: frame-ancestors 'self' https://origin-a.example.com; script-src 'self'

            

              
                Copy
              
            
          

6. Overvej at bruge en Message Broker (Avanceret)

For komplekse kommunikationsscenarier, der involverer flere oprindelser og beskedtyper, kan du overveje at bruge en message broker. En message broker fungerer som en mellemmand, der router beskeder mellem forskellige oprindelser og håndhæver sikkerhedspolitikker.

Fordele ved en Message Broker:

• Centraliseret sikkerhed: Message brokeren giver et centralt punkt for håndhævelse af sikkerhedspolitikker, såsom oprindelsesvalidering og datavalidering.
• Forenklet kommunikation: Message brokeren forenkler kommunikationen mellem oprindelser ved at håndtere routing og levering af beskeder.
• Forbedret skalerbarhed: Message brokeren kan hjælpe med at skalere din applikation ved at distribuere beskeder på tværs af flere servere.

7. Gennemgå regelmæssigt din kode

Sikkerhed er en løbende proces. Gennemgå regelmæssigt din kode for potentielle sårbarheder relateret til postMessage. Brug statiske analyseværktøjer og manuelle kodegennemgange til at identificere og rette eventuelle sikkerhedsfejl.

Hvad skal man kigge efter under kodegennemgange:

• Manglende oprindelsesvalidering: Sørg for, at alle besked-handlere validerer oprindelsen af den indkommende besked.
• Utilstrækkelig datavalidering: Verificer, at beskeddataene valideres og saneres korrekt.
• Brug af eval(): Identificer og erstat alle forekomster af eval() med sikrere alternativer.
• Unødvendig kommunikation: Fjern al unødvendig kommunikation med andre oprindelser.

Eksempler og scenarier fra den virkelige verden

Lad os udforske nogle eksempler fra den virkelige verden for at illustrere, hvordan disse bedste praksis kan anvendes.

1. Sikker kommunikation mellem en Iframe og dens forældrevindue

Mange webapplikationer bruger iframes til at indlejre indhold fra andre oprindelser. For eksempel kan en betalingsgateway være indlejret i en iframe på din hjemmeside. Det er afgørende at sikre kommunikationen mellem iframen og dens forældrevindue.

Scenarie: En iframe hostet på payment-gateway.example.com skal sende en betalingsbekræftelsesbesked til forældrevinduet hostet på your-website.com.

Implementering:

Iframe (payment-gateway.example.com):

            
// Efter vellykket betaling
window.parent.postMessage({ type: 'payment_confirmation', transactionId: '12345' }, 'https://your-website.com');

            

              
                Copy
              
            
          

Forældrevindue (your-website.com):

            
window.addEventListener('message', (event) => {
  if (event.origin === 'https://payment-gateway.example.com') {
    if (event.data.type === 'payment_confirmation') {
      console.log('Payment confirmed. Transaction ID:', event.data.transactionId);
      // Opdater UI'en eller omdiriger brugeren
    }
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

2. Håndtering af autentificeringstokens på tværs af oprindelser

I nogle tilfælde kan du have brug for at sende autentificeringstokens mellem forskellige oprindelser. Dette kræver omhyggelig håndtering for at forhindre tyveri af tokens.

Scenarie: En bruger autentificerer sig på auth.example.com og skal have adgang til ressourcer på api.example.com. Autentificeringstokenet skal overføres sikkert fra auth.example.com til api.example.com.

Implementering (ved brug af en kortlivet besked og HTTPS):

auth.example.com (efter vellykket autentificering):

            
// Antager, at api.example.com åbnes i et nyt vindue
const apiWindow = window.open('https://api.example.com');

// Generer et kortlivet, engangsbrugs-token
const token = generateShortLivedToken();

apiWindow.postMessage({ type: 'auth_token', token: token }, 'https://api.example.com');

// Invalider straks tokenet på auth.example.com
invalidateToken(token);

            

              
                Copy
              
            
          

api.example.com:

            
window.addEventListener('message', (event) => {
  if (event.origin === 'https://auth.example.com') {
    if (event.data.type === 'auth_token') {
      const token = event.data.token;

      // Valider tokenet mod et server-side endepunkt (KUN HTTPS!)
      fetch('/validate_token', { method: 'POST', body: JSON.stringify({ token: token })})
        .then(response => response.json())
        .then(data => {
          if (data.valid) {
            console.log('Token validated. User is authenticated.');
            // Gem det validerede token (sikkert - f.eks. HTTP-only cookie)
          } else {
            console.warn('Invalid token.');
          }
        });
    }
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

Vigtige overvejelser ved håndtering af tokens:

• Kun HTTPS: Brug altid HTTPS til al kommunikation, der involverer autentificeringstokens. At sende tokens over HTTP udsætter dem for opsnapning.
• Kortlivede tokens: Brug kortlivede tokens, der udløber hurtigt. Dette begrænser tidsvinduet, hvor en angriber kan stjæle tokenet.
• Engangsbrugs-tokens: Ideelt set, brug tokens, der kun kan bruges én gang. Efter tokenet er brugt, bør det blive invalideret på serveren.
• Server-side validering: Valider altid tokenet på server-siden. Stol aldrig på tokenet udelukkende baseret på client-side validering.
• Sikker opbevaring: Opbevar det validerede token sikkert (f.eks. i en HTTP-only cookie eller en sikker session). Undgå at opbevare tokens i local storage, da det er sårbart over for XSS-angreb.

Konklusion

JavaScripts postMessage API er et værdifuldt værktøj til cross-origin kommunikation, men det kræver omhyggelig implementering for at undgå sikkerhedssårbarheder. Ved at følge disse bedste praksis kan du beskytte dine webapplikationer mod XSS-, CSRF- og datalækage-angreb. Husk altid at validere oprindelsen og dataene for indkommende beskeder, bruge sikre serialiseringsmetoder, begrænse kommunikationens omfang og regelmæssigt gennemgå din kode.

Ved at forstå de potentielle risici og implementere disse sikkerhedsforanstaltninger kan du udnytte kraften i postMessage til at bygge sikre og robuste webapplikationer, der problemfrit integrerer indhold og funktionalitet fra forskellige oprindelser.