Berechtigungen für Browser-Erweiterungen: Eine tiefgehende Analyse des Sicherheitsmodells der JavaScript-API

Browser-Erweiterungen sind leistungsstarke Werkzeuge, die das Benutzererlebnis erheblich verbessern können, indem sie eine Reihe von Funktionalitäten von Werbeblockern bis zur Passwortverwaltung und darüber hinaus bieten. Diese Macht bringt jedoch eine Verantwortung mit sich: das Verständnis und die Minderung der Sicherheitsrisiken, die mit Erweiterungsberechtigungen und der JavaScript-API verbunden sind. Dieser Artikel bietet eine umfassende Untersuchung des Sicherheitsmodells, das Browser-Erweiterungen zugrunde liegt, und konzentriert sich darauf, wie Berechtigungen funktionieren und wie Entwickler sichere und vertrauenswürdige Erweiterungen für eine globale Nutzerbasis erstellen können.

Die Architektur von Browser-Erweiterungen und die JavaScript-API verstehen

Browser-Erweiterungen sind im Kern kleine Programme, die die Funktionalität von Webbrowsern modifizieren und erweitern. Sie werden mit Web-Technologien wie HTML, CSS und, am wichtigsten, JavaScript erstellt. Die JavaScript-API bietet Erweiterungen Zugriff auf verschiedene Browser-Features und -Funktionalitäten, die es ihnen ermöglichen, mit Webseiten zu interagieren, Inhalte zu ändern, auf Benutzerdaten zuzugreifen und andere Aktionen durchzuführen. Dieser Zugriff wird durch ein System von Berechtigungen gewährt, die in der Manifest-Datei der Erweiterung deklariert werden.

Die Manifest-Datei, typischerweise manifest.json genannt, fungiert als Blaupause für die Erweiterung. Sie spezifiziert den Namen, die Version, die Beschreibung der Erweiterung und, ganz entscheidend, die Berechtigungen, die die Erweiterung benötigt. Diese Berechtigungen definieren den Umfang des Zugriffs, den die Erweiterung innerhalb der Browser-Umgebung hat.

Schlüsselkomponenten einer Erweiterung:

• Manifest-Datei (manifest.json): Deklariert die Metadaten und erforderlichen Berechtigungen der Erweiterung.
• Hintergrundskript: Läuft im Hintergrund und handhabt die Kernlogik der Erweiterung. Dies ist ein persistenter Prozess, der Ereignisse verwaltet, mit APIs interagiert und Aufgaben koordiniert.
• Inhaltsskripte: Werden in bestimmte Webseiten injiziert und können den Inhalt und das Verhalten dieser Seiten ändern. Sie agieren im Kontext der Webseite, haben aber Zugriff auf die API der Erweiterung.
• Popup-/Optionsseiten: Benutzeroberflächenelemente, die es Benutzern ermöglichen, mit der Erweiterung zu interagieren, Einstellungen zu konfigurieren und Informationen anzuzeigen.

Das Berechtigungssystem: Ein Wächter für die Sicherheit

Das Berechtigungssystem ist der Eckpfeiler der Sicherheit von Browser-Erweiterungen. Es ist darauf ausgelegt, die potenziellen Auswirkungen bösartiger oder schlecht geschriebener Erweiterungen zu begrenzen, indem es ihnen nur den notwendigen Zugriff auf Browser-Ressourcen und Benutzerdaten gewährt. Wenn ein Benutzer eine Erweiterung installiert, wird ihm eine Liste der von der Erweiterung benötigten Berechtigungen angezeigt. Der Benutzer entscheidet dann, ob er diese Berechtigungen erteilt. Ein entscheidender Aspekt des Benutzerbewusstseins ist sicherzustellen, dass diese Berechtigungsanfrage klar, prägnant und leicht verständlich ist – idealerweise in der Muttersprache des Benutzers (Lokalisierung ist für ein globales Publikum entscheidend!).

Arten von Berechtigungen:

• Host-Berechtigungen: Gewähren Zugriff auf bestimmte Websites oder Domains. Zum Beispiel gewährt "https://example.com/*" Zugriff auf alle Seiten der Domain example.com. Dies ist eine häufige und potenziell mächtige Berechtigung.
• API-Berechtigungen: Gewähren Zugriff auf spezifische Browser-APIs, wie "tabs" (zur Verwaltung von Browser-Tabs), "storage" (zum Speichern von Daten), "cookies" (zum Zugriff auf und zur Manipulation von Cookies), "notifications" (zur Anzeige von Benachrichtigungen), "geolocation" (zum Zugriff auf den Standort des Benutzers) und "history" (zum Zugriff auf den Browserverlauf).
• Deklarative Berechtigungen: Ermöglichen es Erweiterungen, auf Ereignisse zu reagieren, ohne weitreichende Berechtigungen zu benötigen. Zum Beispiel erlaubt "declarativeNetRequest" Erweiterungen, Netzwerkanfragen basierend auf vordefinierten Regeln zu blockieren oder zu modifizieren, ohne den Inhalt dieser Anfragen inspizieren zu müssen. Dies ist eine sicherere Alternative zum Abfangen des gesamten Netzwerkverkehrs.

Beispiel für eine Manifest-Datei:

Betrachten Sie das folgende Beispiel einer manifest.json:

            
{
  "manifest_version": 3,
  "name": "Meine Beispiel-Erweiterung",
  "version": "1.0",
  "description": "Eine einfache Erweiterung, die die Hintergrundfarbe von example.com ändert.",
  "permissions": [
    "storage",
    "activeTab",
    "https://example.com/*"
  ],
  "background": {
    "service_worker": "background.js"
  },
  "content_scripts": [
    {
      "matches": ["https://example.com/*"],
      "js": ["content.js"]
    }
  ],
  "action": {
    "default_popup": "popup.html"
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Diese Erweiterung fordert die folgenden Berechtigungen an:

• "storage": Zum Speichern und Abrufen von Daten (z.B. Benutzereinstellungen).
• "activeTab": Zum Zugriff auf Informationen über den aktuell aktiven Tab.
• "https://example.com/*": Zum Zugriff auf alle Seiten der Domain example.com.

Sicherheitsrisiken im Zusammenhang mit Erweiterungsberechtigungen

Obwohl das Berechtigungssystem ein gewisses Maß an Sicherheit bietet, ist es nicht narrensicher. Mit den Berechtigungen von Browser-Erweiterungen sind mehrere potenzielle Risiken verbunden:

1. Übermäßig weitreichende Berechtigungen:

Mehr Berechtigungen anzufordern als nötig, ist ein häufiger Fehler. Entwickler sollten sich an das Prinzip der geringsten Rechte halten und nur die minimalen Berechtigungen anfordern, die für die korrekte Funktion der Erweiterung erforderlich sind. Beispielsweise sollte eine Erweiterung, die nur die Hintergrundfarbe einer bestimmten Seite ändern muss, keinen Zugriff auf alle Websites ("") oder den Browserverlauf des Benutzers anfordern. Übermäßig weitreichende Berechtigungen vergrößern die Angriffsfläche und machen die Erweiterung zu einem attraktiveren Ziel für bösartige Akteure. Dies ist besonders wichtig angesichts der globalen Nutzerbasis und der unterschiedlichen Grade an digitaler Kompetenz.

2. Privilegienerweiterung:

Eine Privilegienerweiterung tritt auf, wenn ein Angreifer Zugang zu Berechtigungen auf höherer Ebene erhält, als er autorisiert ist. Dies kann passieren, wenn die Erweiterung Schwachstellen enthält, die es einem Angreifer ermöglichen, Sicherheitsprüfungen zu umgehen und auf sensible APIs oder Daten zuzugreifen. Zum Beispiel könnte ein kompromittiertes Inhaltsskript verwendet werden, um beliebigen JavaScript-Code mit den Berechtigungen der Erweiterung auszuführen, was potenziell zu Datendiebstahl oder der Installation von Malware führen kann. Der Schutz vor CSRF (Cross-Site Request Forgery) und anderen gängigen Web-Schwachstellen innerhalb der Erweiterung ist unerlässlich.

3. Datenlecks:

Erweiterungen mit Zugriff auf sensible Daten wie Browserverlauf, Cookies oder Benutzeranmeldeinformationen sind anfällig für Datenlecks. Eine kompromittierte Erweiterung könnte verwendet werden, um diese Daten an einen von einem Angreifer kontrollierten Remote-Server zu exfiltrieren. Selbst scheinbar harmlose Daten können, wenn sie aggregiert und analysiert werden, sensible Informationen über Benutzer preisgeben. Zum Beispiel könnte eine Erweiterung, die Website-Besuche verfolgt, potenziell die Interessen, politischen Zugehörigkeiten oder Gesundheitszustände eines Benutzers ableiten.

4. Cross-Site Scripting (XSS) und Code-Injection:

XSS-Schwachstellen können auftreten, wenn eine Erweiterung vom Benutzer bereitgestellte Daten ohne ordnungsgemäße Bereinigung (Sanitization) in Webseiten einfügt. Dies ermöglicht es Angreifern, bösartigen JavaScript-Code einzuschleusen, der Cookies stehlen, Benutzer auf Phishing-Seiten umleiten oder Websites verunstalten kann. Code-Injection-Schwachstellen können auftreten, wenn eine Erweiterung es Angreifern ermöglicht, beliebigen Code im Kontext der Erweiterung auszuführen. Dies kann auf verschiedene Weisen erreicht werden, z. B. durch Ausnutzung von Schwachstellen im Code der Erweiterung oder durch Einschleusen von bösartigem Code in den Speicher der Erweiterung. Bereinigen Sie immer Eingaben und Ausgaben und nutzen Sie die Content Security Policy (CSP).

5. Drittanbieter-Bibliotheken und Abhängigkeiten:

Erweiterungen stützen sich oft auf Drittanbieter-Bibliotheken und Abhängigkeiten, um spezifische Funktionalitäten bereitzustellen. Diese Bibliotheken können Schwachstellen enthalten, die von Angreifern ausgenutzt werden können. Es ist entscheidend, diese Bibliotheken auf dem neuesten Stand zu halten und sie regelmäßig auf bekannte Schwachstellen zu scannen. Tools wie Snyk und Dependabot können helfen, diesen Prozess zu automatisieren. Berücksichtigen Sie die Lizenzierung von Drittanbieter-Bibliotheken, insbesondere bei der weltweiten Verteilung der Erweiterung, um rechtliche Probleme zu vermeiden.

Bewährte Verfahren für die sichere Entwicklung von Browser-Erweiterungen

Um die Risiken im Zusammenhang mit den Berechtigungen von Browser-Erweiterungen zu mindern, sollten Entwickler die folgenden bewährten Verfahren befolgen:

1. Minimale Berechtigungen anfordern (Prinzip der geringsten Rechte):

Fordern Sie nur die Berechtigungen an, die für die korrekte Funktion der Erweiterung absolut notwendig sind. Bewerten Sie jede Berechtigung sorgfältig und überlegen Sie, ob es alternative Ansätze gibt, die weniger Privilegien erfordern. Anstatt beispielsweise Zugriff auf alle Websites ("") anzufordern, sollten Sie den Zugriff nur auf bestimmte Domains anfordern oder deklarative Berechtigungen verwenden, um auf Ereignisse zu reagieren, ohne einen breiten Zugriff zu benötigen. Führen Sie gründliche Code-Reviews durch, die sich besonders darauf konzentrieren, wie auf Daten zugegriffen und diese verarbeitet werden.

2. Eingabevalidierung und Ausgabebereinigung:

Validieren Sie immer vom Benutzer bereitgestellte Eingaben, um XSS- und Code-Injection-Schwachstellen zu vermeiden. Bereinigen Sie Ausgaben, bevor Sie sie in Webseiten einfügen oder in API-Aufrufen verwenden. Verwenden Sie etablierte Sicherheitsbibliotheken und Frameworks, um bei der Eingabevalidierung und Ausgabebereinigung zu helfen. Verwenden Sie zum Beispiel eine Bibliothek wie DOMPurify, um HTML zu bereinigen, bevor es in eine Webseite eingefügt wird.

3. Content Security Policy (CSP):

Verwenden Sie die Content Security Policy (CSP), um die Quellen zu beschränken, aus denen die Erweiterung Ressourcen laden kann. Dies kann helfen, XSS-Angriffe zu verhindern, indem die Fähigkeit von Angreifern, bösartigen JavaScript-Code in die Erweiterung einzuschleusen, begrenzt wird. Eine starke CSP sollte Direktiven wie script-src, object-src und style-src enthalten, die den Ursprung von Skripten, Objekten und Stilen auf vertrauenswürdige Quellen beschränken. Beispiel: "script-src 'self' https://apis.google.com; object-src 'none'".

4. Sichere Datenspeicherung:

Speichern Sie sensible Daten sicher mit der chrome.storage API, die verschlüsselten Speicher bietet. Vermeiden Sie es, sensible Daten im Klartext im lokalen Speicher der Erweiterung zu speichern. Erwägen Sie die Verwendung von Verschlüsselungsbibliotheken, um sensible Daten weiter zu schützen. Für Daten, die unbedingt auf einem Server gespeichert werden müssen, implementieren Sie robuste serverseitige Sicherheitsmaßnahmen, einschließlich Verschlüsselung, Zugriffskontrollen und regelmäßigen Sicherheitsaudits. Beachten Sie bei der Handhabung von Benutzerdaten Datenschutzbestimmungen wie die DSGVO (Europa), CCPA (Kalifornien) und andere regionale Datenschutzgesetze.

5. Regelmäßige Sicherheitsaudits und Code-Reviews:

Führen Sie regelmäßige Sicherheitsaudits und Code-Reviews durch, um potenzielle Schwachstellen zu identifizieren und zu beheben. Verwenden Sie automatisierte Sicherheitsscanning-Tools, um gängige Schwachstellen zu erkennen. Beauftragen Sie externe Sicherheitsexperten mit der Durchführung von Penetrationstests und Schwachstellenbewertungen. Fördern Sie Code-Reviews durch mehrere Entwickler, um potenzielle Sicherheitslücken zu identifizieren und die Codequalität zu verbessern. Diese Sicherheitsbemühungen sind besonders wichtig für eine globale Nutzerbasis, bei der Schwachstellen in verschiedenen Umgebungen und regulatorischen Landschaften ausgenutzt werden könnten.

6. Drittanbieter-Bibliotheken auf dem neuesten Stand halten:

Aktualisieren Sie regelmäßig Drittanbieter-Bibliotheken und Abhängigkeiten, um bekannte Schwachstellen zu beheben. Verwenden Sie Abhängigkeitsmanagement-Tools, um den Prozess der Aktualisierung von Bibliotheken zu automatisieren. Überwachen Sie Sicherheitshinweise und Schwachstellendatenbanken auf neue Schwachstellen, die die von Ihrer Erweiterung verwendeten Bibliotheken betreffen. Erwägen Sie die Verwendung eines Tools wie Dependabot oder Snyk, um Abhängigkeiten automatisch zu verfolgen und zu aktualisieren.

7. Sichere Kommunikation:

Verwenden Sie HTTPS für die gesamte Kommunikation zwischen der Erweiterung und externen Servern. Überprüfen Sie das SSL-Zertifikat des Servers, um Man-in-the-Middle-Angriffe zu verhindern. Verwenden Sie sichere Kommunikationsprotokolle wie TLS 1.3 oder höher. Implementieren Sie geeignete Authentifizierungs- und Autorisierungsmechanismen, um vor unbefugtem Zugriff auf Daten und Ressourcen zu schützen. Wenn Sie mit internationalen Benutzern zu tun haben, stellen Sie sicher, dass Ihre Kommunikationsinfrastruktur mit den potenziell unterschiedlichen Netzwerkbedingungen und Zensurvorschriften umgehen kann.

8. Benutzeraufklärung und Transparenz:

Erklären Sie den Benutzern klar, warum die Erweiterung spezifische Berechtigungen benötigt. Geben Sie eine detaillierte Beschreibung der Funktionalität der Erweiterung und wie sie die angeforderten Berechtigungen verwendet. Seien Sie transparent bei der Datenerhebung und geben Sie den Benutzern die Kontrolle über ihre Daten. Eine Datenschutzerklärung, die leicht zugänglich und in klarer, verständlicher Sprache verfasst ist (idealerweise für verschiedene Regionen lokalisiert), ist entscheidend für den Aufbau von Vertrauen. Bieten Sie den Benutzern Optionen, der Datenerhebung zu widersprechen oder ihre Daten zu löschen. Stellen Sie für ein globales Publikum sicher, dass Ihre Sprache und Erklärungen zugänglich und kulturell sensibel sind. Erwägen Sie, Ihre Erweiterungsbeschreibung und Berechtigungsanfragen in mehrere Sprachen zu übersetzen.

9. Sandboxing und Isolation:

Browser-Erweiterungen arbeiten in einer Sandbox-Umgebung, die ihren Zugriff auf Systemressourcen begrenzt und den Browser vor bösartigem Code schützt. Es ist jedoch dennoch wichtig, den Code der Erweiterung vom Kontext der Webseite zu isolieren, um XSS-Angriffe zu verhindern. Verwenden Sie Inhaltsskripte mit isolierten Welten, um zu verhindern, dass sie mit dem JavaScript-Code der Webseite interferieren. Vermeiden Sie die Verwendung von eval() oder anderen potenziell gefährlichen JavaScript-Funktionen, die es Angreifern ermöglichen können, beliebigen Code auszuführen. Implementieren Sie eine strikte Content Security Policy (CSP), um den Code der Erweiterung weiter zu isolieren. Halten Sie den Code Ihrer Erweiterung wann immer möglich von vom Benutzer bereitgestellten Daten getrennt.

10. Berichterstattung und Überwachung:

Implementieren Sie eine robuste Fehlerberichterstattung und Überwachung, um Sicherheitsvorfälle zu erkennen und darauf zu reagieren. Überwachen Sie die Protokolle der Erweiterung auf verdächtige Aktivitäten. Implementieren Sie Intrusion-Detection-Systeme, um potenzielle Angriffe zu identifizieren. Stellen Sie einen Mechanismus bereit, über den Benutzer Sicherheitslücken melden können. Reagieren Sie umgehend auf gemeldete Schwachstellen und veröffentlichen Sie bei Bedarf Sicherheitsupdates. Entwickeln Sie einen klaren Plan zur Reaktion auf Vorfälle, um Sicherheitsverletzungen effektiv zu handhaben. Dieser Plan sollte Verfahren zur Benachrichtigung der Benutzer, zur Minderung der Auswirkungen der Verletzung und zur Verhinderung zukünftiger Vorfälle enthalten. Ziehen Sie die Einhaltung internationaler Sicherheitsstandards wie ISO 27001 in Betracht.

Die Zukunft der Sicherheit von Browser-Erweiterungen

Die Landschaft der Browser-Erweiterungen entwickelt sich ständig weiter, und Sicherheit ist ein andauerndes Anliegen. Regelmäßig tauchen neue Sicherheitsbedrohungen auf, und Browser-Anbieter arbeiten kontinuierlich daran, die Sicherheit von Erweiterungen zu verbessern. Zukünftige Entwicklungen in der Sicherheit von Browser-Erweiterungen werden wahrscheinlich Folgendes umfassen:

• Granularere Berechtigungen: Entwicklern mehr feinkörnige Kontrolle über die von ihnen angeforderten Berechtigungen geben.
• Verbessertes Sandboxing: Erweiterungen weiter vom Browser- und Webseitenkontext isolieren.
• Verbesserte Code-Analyse: Verwendung statischer und dynamischer Analysetechniken zur Erkennung von Schwachstellen im Erweiterungscode.
• Erhöhtes Benutzerbewusstsein: Benutzern mehr Informationen über die Sicherheitsrisiken im Zusammenhang mit Erweiterungen zur Verfügung stellen und sie befähigen, fundierte Entscheidungen darüber zu treffen, welche Erweiterungen sie installieren.
• Formale Verifikation: Einsatz mathematischer Methoden, um die Korrektheit und Sicherheit des Erweiterungscodes zu beweisen.

Fazit

Die Sicherheit von Browser-Erweiterungen ist eine komplexe und vielschichtige Herausforderung. Indem Entwickler das Sicherheitsmodell, das Browser-Erweiterungen zugrunde liegt, verstehen, bewährte Verfahren für eine sichere Entwicklung befolgen und über aufkommende Sicherheitsbedrohungen informiert bleiben, können sie sichere und vertrauenswürdige Erweiterungen erstellen, die das Benutzererlebnis verbessern, ohne die Privatsphäre und Sicherheit der Benutzer zu gefährden. Für ein globales Publikum sind Lokalisierung, kulturelle Sensibilität und die Einhaltung internationaler Datenschutzbestimmungen von größter Bedeutung, um Vertrauen aufzubauen und eine verantwortungsvolle Entwicklung zu gewährleisten. Indem Entwickler eine sicherheitsorientierte Denkweise annehmen, können sie zu einem sichereren Web für alle beitragen.