Implementering af Cross-Origin Isolation: Sikkerhed for JavaScript SharedArrayBuffer

I nutidens komplekse webmiljø er sikkerhed altafgørende. Cross-Origin Isolation (COI) er en afgørende sikkerhedsmekanisme, der markant forbedrer sikkerheden for webapplikationer, især ved brug af JavaScripts SharedArrayBuffer. Denne guide giver en omfattende oversigt over implementering af COI, dens fordele og praktiske eksempler, der hjælper dig med at sikre dine webapplikationer effektivt for et globalt publikum.

Forståelse af Cross-Origin Isolation (COI)

Cross-Origin Isolation (COI) er en sikkerhedsfunktion, der isolerer din webapplikations eksekveringskontekst fra andre oprindelser. Denne isolation forhindrer ondsindede websteder i at få adgang til følsomme data gennem sidekanalsangreb som Spectre og Meltdown. Ved at aktivere COI opretter du i bund og grund en mere sikker sandkasse til din applikation.

Før COI var websider generelt sårbare over for angreb, der kunne udnytte de spekulative eksekveringsfunktioner i moderne CPU'er. Disse angreb kunne lække data på tværs af oprindelser. SharedArrayBuffer, en kraftfuld JavaScript-funktion til at muliggøre højtydende multithreading i webapplikationer, forværrede disse risici. COI mindsker disse risici ved at sikre, at din applikations hukommelsesområde er isoleret.

Væsentlige fordele ved Cross-Origin Isolation

• Forbedret sikkerhed: Mindsker angreb i stil med Spectre og Meltdown ved at isolere din applikations eksekveringskontekst.
• Aktiverer SharedArrayBuffer: Gør det muligt at bruge SharedArrayBuffer sikkert til højtydende multithreading.
• Adgang til kraftfulde API'er: Låser op for adgang til andre kraftfulde web-API'er, der kræver COI, såsom højopløsningstimere med øget præcision.
• Forbedret ydeevne: Ved at tillade brugen af SharedArrayBuffer kan applikationer aflaste beregningsintensive opgaver til worker-tråde, hvilket forbedrer den samlede ydeevne.
• Beskyttelse mod lækage af information på tværs af sites: Forhindrer ondsindede scripts fra andre oprindelser i at få adgang til følsomme data i din applikation.

Implementering af Cross-Origin Isolation: En trin-for-trin guide

Implementering af COI indebærer at konfigurere din server til at sende specifikke HTTP-headers, der instruerer browseren i at isolere din applikations oprindelse. Der er tre centrale headers involveret:

• Cross-Origin-Opener-Policy (COOP): Styrer, hvilke oprindelser der kan dele en browsing-kontekstgruppe med dit dokument.
• Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP): Styrer, hvilke ressourcer et dokument kan indlæse fra andre oprindelser.
• Cross-Origin-Resource-Policy (CORP): Bruges til at kontrollere adgang på tværs af oprindelser til ressourcer baseret på den anmodende oprindelse. Selvom det ikke er strengt *nødvendigt* for, at COI kan fungere, er det vigtigt for at sikre, at ressourceejere korrekt kan kontrollere, hvem der har adgang til deres ressourcer på tværs af oprindelser.

Trin 1: Indstilling af Cross-Origin-Opener-Policy (COOP) headeren

COOP-headeren isolerer din applikations browsing-kontekst. Ved at sætte den til same-origin forhindres dokumenter fra forskellige oprindelser i at dele den samme browsing-kontekstgruppe. En browsing-kontekstgruppe er et sæt af browsing-kontekster (f.eks. faner, vinduer, iframes), der deler den samme proces. Ved at isolere din kontekst, reducerer du risikoen for angreb på tværs af oprindelser.

Anbefalet værdi: same-origin

Eksempel på HTTP-header:

            Cross-Origin-Opener-Policy: same-origin
            

              
                Copy
              
            
          

Trin 2: Indstilling af Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP) headeren

COEP-headeren forhindrer dit dokument i at indlæse ressourcer fra andre oprindelser, der ikke eksplicit giver tilladelse. Dette er afgørende for at forhindre angribere i at indlejre ondsindede scripts eller data i din applikation. Specifikt instruerer den browseren i at blokere alle ressourcer på tværs af oprindelser, der ikke tilmelder sig ved hjælp af Cross-Origin-Resource-Policy (CORP) headeren eller CORS-headers.

Der er to hovedværdier for COEP-headeren:

• require-corp: Denne værdi håndhæver streng isolation på tværs af oprindelser. Din applikation kan kun indlæse ressourcer, der eksplicit tillader adgang på tværs af oprindelser (enten via CORP eller CORS). Dette er den anbefalede værdi for at aktivere COI.
• credentialless: Denne værdi tillader hentning af ressourcer på tværs af oprindelser uden at sende legitimationsoplysninger (cookies, godkendelsesheaders). Dette er nyttigt til at indlæse offentlige ressourcer uden at eksponere følsomme oplysninger. Dette indstiller også Sec-Fetch-Mode anmodnings-headeren til cors. Ressourcer, der anmodes om på denne måde, skal stadig sende de passende CORS-headers.

Anbefalet værdi: require-corp

Eksempel på HTTP-header:

            Cross-Origin-Embedder-Policy: require-corp
            

              
                Copy
              
            
          

Hvis du bruger credentialless, vil headeren se sådan ud:

            Cross-Origin-Embedder-Policy: credentialless
            

              
                Copy
              
            
          

Trin 3: Indstilling af Cross-Origin-Resource-Policy (CORP) headeren (Valgfri, men anbefalet)

CORP-headeren giver dig mulighed for at erklære den eller de oprindelser, der har tilladelse til at indlæse en bestemt ressource. Selvom det ikke er strengt *nødvendigt* for, at grundlæggende COI kan fungere (browseren vil som standard blokere ressourcer, hvis COEP er indstillet, og ingen CORP/CORS-headers er til stede), giver brug af CORP dig mere detaljeret kontrol over ressourceadgang og forhindrer utilsigtede brud, når COEP er aktiveret.

Mulige værdier for CORP-headeren inkluderer:

• same-origin: Kun ressourcer fra *samme* oprindelse kan indlæse denne ressource.
• same-site: Kun ressourcer fra *samme site* (f.eks. example.com) kan indlæse denne ressource. Et site er domænet og TLD'et. Forskellige subdomæner på samme site (f.eks. app.example.com og blog.example.com) betragtes som same-site.
• cross-origin: Enhver oprindelse kan indlæse denne ressource. Dette kræver eksplicit CORS-konfiguration på serveren, der serverer ressourcen.

Eksempler på HTTP-headers:

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

              
                Copy
              
            
          

Eksempler på serverkonfiguration

Den specifikke konfigurationsmetode vil variere afhængigt af din webserver. Her er nogle eksempler for almindelige serverkonfigurationer:

Apache

I din Apache-konfigurationsfil (f.eks. .htaccess eller httpd.conf), tilføj følgende headers:

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

              
                Copy
              
            
          

Nginx

I din Nginx-konfigurationsfil (f.eks. nginx.conf), tilføj følgende headers til din server-blok:

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

              
                Copy
              
            
          

Node.js (Express)

I din Express-applikation kan du bruge middleware til at indstille headers:

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

              
                Copy
              
            
          

Når du serverer statiske filer, skal du sikre dig, at den statiske filserver (f.eks. express.static) også inkluderer disse headers.

Global CDN-konfiguration (f.eks. Cloudflare, Akamai)

Hvis du bruger et CDN, kan du konfigurere headers direkte i CDN'ets kontrolpanel. Dette sikrer, at headers anvendes konsekvent på alle anmodninger, der serveres gennem CDN'et.

Verificering af Cross-Origin Isolation

Efter at have konfigureret headers kan du verificere, at COI er aktiveret, ved at tjekke browserens udviklerværktøjer. I Chrome skal du åbne udviklerværktøjerne og navigere til "Application"-fanen. Under "Frames" skal du vælge din applikations oprindelse. Du skulle se en sektion mærket "Cross-Origin Isolation", der indikerer, at COI er aktiveret. Alternativt kan du bruge JavaScript til at tjekke for tilstedeværelsen af SharedArrayBuffer og andre COI-afhængige funktioner:

            if (typeof SharedArrayBuffer !== 'undefined') {
  console.log('SharedArrayBuffer er tilgængelig (COI er sandsynligvis aktiveret)');
} else {
  console.log('SharedArrayBuffer er ikke tilgængelig (COI er muligvis ikke aktiveret)');
}
            

              
                Copy
              
            
          

Fejlfinding af almindelige problemer

Implementering af COI kan undertiden føre til problemer, hvis ressourcer ikke er korrekt konfigureret til at tillade adgang på tværs af oprindelser. Her er nogle almindelige problemer og løsninger:

1. Fejl ved indlæsning af ressourcer

Hvis du støder på fejl, der indikerer, at ressourcer er blokeret på grund af COEP, betyder det, at ressourcerne ikke sender de korrekte CORP- eller CORS-headers. Sørg for, at alle ressourcer på tværs af oprindelser, du indlæser, er konfigureret med de passende headers.

Løsning:

• For ressourcer under din kontrol: Tilføj CORP-headeren til serveren, der serverer ressourcen. Hvis ressourcen er beregnet til at blive tilgået af enhver oprindelse, skal du bruge Cross-Origin-Resource-Policy: cross-origin og konfigurere CORS-headers til eksplicit at tillade din oprindelse.
• For ressourcer fra tredjeparts-CDN'er: Kontroller, om CDN'et understøtter indstilling af CORS-headers. Hvis ikke, overvej at hoste ressourcen selv eller bruge et andet CDN.

2. Mixed Content-fejl

Mixed Content-fejl opstår, når du indlæser usikre (HTTP) ressourcer fra en sikker (HTTPS) side. COI kræver, at alle ressourcer indlæses over HTTPS.

Løsning:

• Sørg for, at alle ressourcer indlæses over HTTPS. Opdater alle HTTP URL'er til HTTPS.
• Konfigurer din server til automatisk at omdirigere HTTP-anmodninger til HTTPS.

3. CORS-fejl

CORS-fejl opstår, når en anmodning på tværs af oprindelser blokeres, fordi serveren ikke tillader adgang fra din oprindelse.

Løsning:

• Konfigurer serveren, der serverer ressourcen, til at sende de passende CORS-headers, herunder Access-Control-Allow-Origin, Access-Control-Allow-Methods og Access-Control-Allow-Headers.

4. Browserkompatibilitet

Selvom COI er bredt understøttet af moderne browsere, understøtter ældre browsere det muligvis ikke fuldt ud. Det er vigtigt at teste din applikation i forskellige browsere for at sikre kompatibilitet.

Løsning:

• Tilbyd en fallback-mekanisme for ældre browsere, der ikke understøtter COI. Dette kan involvere deaktivering af funktioner, der kræver SharedArrayBuffer, eller brug af alternative teknikker.
• Informer brugere af ældre browsere om, at de kan opleve reduceret funktionalitet eller sikkerhed.

Praktiske eksempler og use cases

Her er nogle praktiske eksempler på, hvordan COI kan bruges i virkelige applikationer:

1. Højtydende billedbehandling

En webapplikation til redigering af billeder kan bruge SharedArrayBuffer til at udføre beregningsintensive opgaver i worker-tråde, såsom at anvende filtre eller ændre størrelse på billeder. COI sikrer, at billeddataene er beskyttet mod angreb på tværs af oprindelser.

2. Lyd- og videobehandling

Webapplikationer til lyd- eller videoredigering kan bruge SharedArrayBuffer til at behandle lyd- eller videodata i realtid. COI er afgørende for at beskytte privatlivets fred for følsomt lyd- eller videoindhold.

3. Videnskabelige simuleringer

Webbaserede videnskabelige simuleringer kan bruge SharedArrayBuffer til at udføre komplekse beregninger parallelt. COI sikrer, at simuleringsdataene ikke kompromitteres af ondsindede scripts.

4. Kollaborativ redigering

Webapplikationer til kollaborativ redigering kan bruge SharedArrayBuffer til at synkronisere ændringer mellem flere brugere i realtid. COI er kritisk for at opretholde integriteten og fortroligheden af det delte dokument.

Fremtiden for websikkerhed og COI

Cross-Origin Isolation er et afgørende skridt mod et mere sikkert web. Efterhånden som webapplikationer bliver mere og mere sofistikerede og afhængige af kraftfulde API'er, vil COI blive endnu vigtigere. Browserproducenter arbejder aktivt på at forbedre COI-understøttelsen og gøre det lettere for udviklere at implementere. Nye webstandarder udvikles også for yderligere at forbedre websikkerheden.

Konklusion

Implementering af Cross-Origin Isolation er afgørende for at sikre webapplikationer, der bruger SharedArrayBuffer og andre kraftfulde web-API'er. Ved at følge trinene i denne guide kan du markant forbedre sikkerheden i dine webapplikationer og beskytte dine brugere mod angreb på tværs af oprindelser. Husk at teste din applikation omhyggeligt efter implementering af COI for at sikre, at alle ressourcer indlæses korrekt, og at din applikation fungerer som forventet. At prioritere sikkerhed er ikke blot en teknisk overvejelse; det er en forpligtelse til sikkerheden og tilliden hos din globale brugerbase.