پیاده‌سازی جداسازی بین-مبدا: امنیت SharedArrayBuffer در جاوا اسکریپت

در محیط پیچیده وب امروزی، امنیت از اهمیت بالایی برخوردار است. جداسازی بین-مبدا (COI) یک مکانیزم امنیتی حیاتی است که امنیت برنامه‌های وب را به ویژه هنگام استفاده از SharedArrayBuffer در جاوا اسکریپت به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. این راهنما یک نمای کلی جامع از پیاده‌سازی COI، مزایای آن و مثال‌های عملی ارائه می‌دهد تا به شما کمک کند برنامه‌های وب خود را برای مخاطبان جهانی به طور مؤثر ایمن کنید.

درک جداسازی بین-مبدا (COI)

جداسازی بین-مبدا (COI) یک ویژگی امنیتی است که زمینه اجرای برنامه وب شما را از مبدأهای دیگر جدا می‌کند. این جداسازی از دسترسی وب‌سایت‌های مخرب به داده‌های حساس از طریق حملات کانال جانبی مانند Spectre و Meltdown جلوگیری می‌کند. با فعال کردن COI، شما اساساً یک جعبه شنی (sandbox) امن‌تر برای برنامه خود ایجاد می‌کنید.

پیش از COI، صفحات وب به طور کلی در برابر حملاتی که می‌توانستند از ویژگی‌های اجرای گمانه‌زنانه پردازنده‌های مدرن سوءاستفاده کنند، آسیب‌پذیر بودند. این حملات می‌توانستند داده‌ها را بین مبدأهای مختلف نشت دهند. SharedArrayBuffer، یک ویژگی قدرتمند جاوا اسکریپت برای فعال کردن چندنخی با کارایی بالا در برنامه‌های وب، این خطرات را تشدید می‌کرد. COI با اطمینان از اینکه فضای حافظه برنامه شما جدا شده است، این خطرات را کاهش می‌دهد.

مزایای کلیدی جداسازی بین-مبدا

• امنیت بهبود یافته: با جداسازی زمینه اجرای برنامه شما، حملات سبک Spectre و Meltdown را کاهش می‌دهد.
• فعال‌سازی SharedArrayBuffer: امکان استفاده ایمن از SharedArrayBuffer برای چندنخی با کارایی بالا را فراهم می‌کند.
• دسترسی به APIهای قدرتمند: دسترسی به سایر APIهای قدرتمند وب را که به COI نیاز دارند، مانند تایمرهای با وضوح بالا و دقت افزایش یافته، باز می‌کند.
• عملکرد بهبود یافته: با اجازه استفاده از SharedArrayBuffer، برنامه‌ها می‌توانند وظایف محاسباتی سنگین را به ترد‌های کارگر (worker threads) منتقل کنند و عملکرد کلی را بهبود بخشند.
• محافظت در برابر نشت اطلاعات بین-سایتی: از دسترسی اسکریپت‌های مخرب از مبدأهای دیگر به داده‌های حساس درون برنامه شما جلوگیری می‌کند.

پیاده‌سازی جداسازی بین-مبدا: راهنمای گام به گام

پیاده‌سازی COI شامل پیکربندی سرور شما برای ارسال هدرهای HTTP خاصی است که به مرورگر دستور می‌دهد مبدأ برنامه شما را جدا کند. سه هدر کلیدی در این فرآیند دخیل هستند:

• Cross-Origin-Opener-Policy (COOP): کنترل می‌کند که کدام مبدأها می‌توانند یک گروه زمینه مرور (browsing context group) را با سند شما به اشتراک بگذارند.
• Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP): کنترل می‌کند که یک سند چه منابعی را می‌تواند از مبدأهای دیگر بارگذاری کند.
• Cross-Origin-Resource-Policy (CORP): برای کنترل دسترسی بین-مبدا به منابع بر اساس مبدأ درخواست‌کننده استفاده می‌شود. اگرچه برای عملکرد COI به طور مطلق *لازم* نیست، اما برای اطمینان از اینکه صاحبان منابع می‌توانند به درستی کنترل کنند چه کسی قادر به دسترسی به منابع آنها به صورت بین-مبدا است، مهم است.

مرحله ۱: تنظیم هدر Cross-Origin-Opener-Policy (COOP)

هدر COOP زمینه مرور برنامه شما را جدا می‌کند. تنظیم آن به same-origin از اشتراک‌گذاری یک گروه زمینه مرور توسط اسناد از مبدأهای مختلف جلوگیری می‌کند. یک گروه زمینه مرور مجموعه‌ای از زمینه‌های مرور (مانند تب‌ها، پنجره‌ها، iframeها) است که یک فرآیند را به اشتراک می‌گذارند. با جداسازی زمینه خود، خطر حملات بین-مبدا را کاهش می‌دهید.

مقدار پیشنهادی: same-origin

مثال هدر HTTP:

            Cross-Origin-Opener-Policy: same-origin
            

              
                Copy
              
            
          

مرحله ۲: تنظیم هدر Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP)

هدر COEP از بارگذاری منابعی از مبدأهای دیگر که صراحتاً اجازه نمی‌دهند، توسط سند شما جلوگیری می‌کند. این برای جلوگیری از جاسازی اسکریپت‌ها یا داده‌های مخرب توسط مهاجمان در برنامه شما حیاتی است. به طور خاص، به مرورگر دستور می‌دهد تا هرگونه منبع بین-مبدأ را که با استفاده از هدر Cross-Origin-Resource-Policy (CORP) یا هدرهای CORS موافقت نکرده‌اند، مسدود کند.

دو مقدار اصلی برای هدر COEP وجود دارد:

• require-corp: این مقدار جداسازی سخت‌گیرانه بین-مبدا را اعمال می‌کند. برنامه شما فقط می‌تواند منابعی را بارگذاری کند که صراحتاً اجازه دسترسی بین-مبدا را می‌دهند (یا از طریق CORP یا CORS). این مقدار پیشنهادی برای فعال کردن COI است.
• credentialless: این مقدار اجازه واکشی منابع بین-مبدا را بدون ارسال اعتبارنامه‌ها (کوکی‌ها، هدرهای احراز هویت) می‌دهد. این برای بارگذاری منابع عمومی بدون افشای اطلاعات حساس مفید است. این همچنین هدر درخواست Sec-Fetch-Mode را به cors تنظیم می‌کند. منابعی که به این روش درخواست می‌شوند هنوز باید هدرهای CORS مناسب را ارسال کنند.

مقدار پیشنهادی: require-corp

مثال هدر HTTP:

            Cross-Origin-Embedder-Policy: require-corp
            

              
                Copy
              
            
          

اگر از credentialless استفاده می‌کنید، هدر به این شکل خواهد بود:

            Cross-Origin-Embedder-Policy: credentialless
            

              
                Copy
              
            
          

مرحله ۳: تنظیم هدر Cross-Origin-Resource-Policy (CORP) (اختیاری اما توصیه شده)

هدر CORP به شما امکان می‌دهد مبدأ (های) مجاز برای بارگذاری یک منبع خاص را اعلام کنید. در حالی که برای عملکرد COI پایه به طور مطلق *لازم* نیست (مرورگر به طور پیش‌فرض منابع را در صورت تنظیم COEP و عدم وجود هدرهای CORP/CORS مسدود می‌کند)، استفاده از CORP به شما کنترل دقیق‌تری بر دسترسی به منابع می‌دهد و از خرابی ناخواسته هنگام فعال بودن COEP جلوگیری می‌کند.

مقادیر ممکن برای هدر CORP عبارتند از:

• same-origin: فقط منابع از *همان* مبدأ می‌توانند این منبع را بارگذاری کنند.
• same-site: فقط منابع از *همان سایت* (مثلاً example.com) می‌توانند این منبع را بارگذاری کنند. یک سایت، دامنه و TLD است. زیردامنه‌های مختلف از یک سایت (مثلاً app.example.com و blog.example.com) به عنوان same-site در نظر گرفته می‌شوند.
• cross-origin: هر مبدأیی می‌تواند این منبع را بارگذاری کند. این امر به پیکربندی صریح CORS در سروری که منبع را ارائه می‌دهد، نیاز دارد.

مثال‌های هدر HTTP:

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

              
                Copy
              
            
          

مثال‌های پیکربندی سرور

روش پیکربندی خاص بسته به وب سرور شما متفاوت خواهد بود. در اینجا چند مثال برای پیکربندی‌های سرور رایج آورده شده است:

Apache

در فایل پیکربندی آپاچی خود (مثلاً .htaccess یا httpd.conf)، هدرهای زیر را اضافه کنید:

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

              
                Copy
              
            
          

Nginx

در فایل پیکربندی Nginx خود (مثلاً nginx.conf)، هدرهای زیر را به بلوک سرور خود اضافه کنید:

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

              
                Copy
              
            
          

Node.js (Express)

در برنامه Express خود، می‌توانید از یک میان‌افزار (middleware) برای تنظیم هدرها استفاده کنید:

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

              
                Copy
              
            
          

هنگام ارائه فایل‌های استاتیک، اطمینان حاصل کنید که سرور فایل استاتیک (مثلاً express.static) نیز این هدرها را شامل شود.

پیکربندی CDN سراسری (مانند Cloudflare، Akamai)

اگر از یک CDN استفاده می‌کنید، می‌توانید هدرها را مستقیماً در پنل کنترل CDN پیکربندی کنید. این تضمین می‌کند که هدرها به طور مداوم برای همه درخواست‌هایی که از طریق CDN ارائه می‌شوند، اعمال شوند.

تأیید جداسازی بین-مبدا

پس از پیکربندی هدرها، می‌توانید با بررسی ابزارهای توسعه‌دهنده مرورگر، فعال بودن COI را تأیید کنید. در کروم، ابزارهای توسعه‌دهنده را باز کرده و به تب "Application" بروید. در زیر "Frames"، مبدأ برنامه خود را انتخاب کنید. شما باید بخشی با عنوان "Cross-Origin Isolation" را ببینید که نشان می‌دهد COI فعال است. به طور جایگزین، می‌توانید از جاوا اسکریپت برای بررسی وجود SharedArrayBuffer و سایر ویژگی‌های وابسته به COI استفاده کنید:

            if (typeof SharedArrayBuffer !== 'undefined') {
  console.log('SharedArrayBuffer is available (COI is likely enabled)');
} else {
  console.log('SharedArrayBuffer is not available (COI may not be enabled)');
}
            

              
                Copy
              
            
          

عیب‌یابی مشکلات رایج

پیاده‌سازی COI گاهی اوقات می‌تواند منجر به مشکلاتی شود اگر منابع به درستی برای اجازه دسترسی بین-مبدا پیکربندی نشده باشند. در اینجا برخی از مشکلات رایج و راه‌حل‌های آنها آورده شده است:

۱. خطاهای بارگذاری منابع

اگر با خطاهایی مواجه شدید که نشان می‌دهد منابع به دلیل COEP مسدود شده‌اند، به این معنی است که منابع هدرهای CORP یا CORS صحیح را ارسال نمی‌کنند. اطمینان حاصل کنید که تمام منابع بین-مبدأ که در حال بارگذاری هستید با هدرهای مناسب پیکربندی شده‌اند.

راه‌حل:

• برای منابع تحت کنترل شما: هدر CORP را به سروری که منبع را ارائه می‌دهد اضافه کنید. اگر قرار است منبع توسط هر مبدأیی قابل دسترسی باشد، از Cross-Origin-Resource-Policy: cross-origin استفاده کنید و هدرهای CORS را برای اجازه صریح به مبدأ خود پیکربندی کنید.
• برای منابع از CDNهای شخص ثالث: بررسی کنید که آیا CDN از تنظیم هدرهای CORS پشتیبانی می‌کند یا خیر. در غیر این صورت، میزبانی منبع توسط خودتان یا استفاده از یک CDN دیگر را در نظر بگیرید.

۲. خطاهای محتوای مختلط (Mixed Content)

خطاهای محتوای مختلط زمانی رخ می‌دهند که شما منابع ناامن (HTTP) را از یک صفحه امن (HTTPS) بارگذاری می‌کنید. COI مستلزم آن است که همه منابع از طریق HTTPS بارگذاری شوند.

راه‌حل:

• اطمینان حاصل کنید که همه منابع از طریق HTTPS بارگذاری می‌شوند. هرگونه URL با HTTP را به HTTPS به‌روزرسانی کنید.
• سرور خود را طوری پیکربندی کنید که به طور خودکار درخواست‌های HTTP را به HTTPS هدایت کند.

۳. خطاهای CORS

خطاهای CORS زمانی رخ می‌دهند که یک درخواست بین-مبدا مسدود می‌شود زیرا سرور اجازه دسترسی از مبدأ شما را نمی‌دهد.

راه‌حل:

• سروری که منبع را ارائه می‌دهد را طوری پیکربندی کنید که هدرهای CORS مناسب را ارسال کند، از جمله Access-Control-Allow-Origin، Access-Control-Allow-Methods، و Access-Control-Allow-Headers.

۴. سازگاری مرورگر

در حالی که COI به طور گسترده توسط مرورگرهای مدرن پشتیبانی می‌شود، مرورگرهای قدیمی‌تر ممکن است به طور کامل از آن پشتیبانی نکنند. مهم است که برنامه خود را در مرورگرهای مختلف آزمایش کنید تا از سازگاری اطمینان حاصل شود.

راه‌حل:

• یک مکانیزم جایگزین (fallback) برای مرورگرهای قدیمی‌تری که از COI پشتیبانی نمی‌کنند، فراهم کنید. این ممکن است شامل غیرفعال کردن ویژگی‌هایی باشد که به SharedArrayBuffer نیاز دارند یا استفاده از تکنیک‌های جایگزین باشد.
• به کاربران مرورگرهای قدیمی‌تر اطلاع دهید که ممکن است با عملکرد یا امنیت کاهش یافته مواجه شوند.

مثال‌های عملی و موارد استفاده

در اینجا چند مثال عملی از نحوه استفاده از COI در برنامه‌های دنیای واقعی آورده شده است:

۱. پردازش تصویر با کارایی بالا

یک برنامه وب برای ویرایش تصاویر می‌تواند از SharedArrayBuffer برای انجام وظایف محاسباتی سنگین در ترد‌های کارگر استفاده کند، مانند اعمال فیلترها یا تغییر اندازه تصاویر. COI اطمینان می‌دهد که داده‌های تصویر از حملات بین-مبدا محافظت می‌شوند.

۲. پردازش صدا و ویدئو

برنامه‌های وب برای ویرایش صدا یا ویدئو می‌توانند از SharedArrayBuffer برای پردازش داده‌های صوتی یا تصویری در زمان واقعی استفاده کنند. COI برای محافظت از حریم خصوصی محتوای صوتی یا تصویری حساس ضروری است.

۳. شبیه‌سازی‌های علمی

شبیه‌سازی‌های علمی مبتنی بر وب می‌توانند از SharedArrayBuffer برای انجام محاسبات پیچیده به صورت موازی استفاده کنند. COI اطمینان می‌دهد که داده‌های شبیه‌سازی توسط اسکریپت‌های مخرب به خطر نمی‌افتند.

۴. ویرایش مشترک

برنامه‌های وب برای ویرایش مشترک می‌توانند از SharedArrayBuffer برای همگام‌سازی تغییرات بین چندین کاربر در زمان واقعی استفاده کنند. COI برای حفظ یکپارچگی و محرمانگی سند به اشتراک گذاشته شده حیاتی است.

آینده امنیت وب و COI

جداسازی بین-مبدا یک گام حیاتی به سوی یک وب امن‌تر است. با پیچیده‌تر شدن برنامه‌های وب و اتکای آنها به APIهای قدرتمندتر، COI حتی مهم‌تر نیز خواهد شد. فروشندگان مرورگر فعالانه در حال کار برای بهبود پشتیبانی از COI و آسان‌تر کردن پیاده‌سازی آن برای توسعه‌دهندگان هستند. استانداردهای وب جدیدی نیز برای افزایش بیشتر امنیت وب در حال توسعه هستند.

نتیجه‌گیری

پیاده‌سازی جداسازی بین-مبدا برای ایمن‌سازی برنامه‌های وبی که از SharedArrayBuffer و سایر APIهای قدرتمند وب استفاده می‌کنند، ضروری است. با دنبال کردن مراحل ذکر شده در این راهنما، می‌توانید امنیت برنامه‌های وب خود را به طور قابل توجهی افزایش دهید و کاربران خود را از حملات بین-مبدا محافظت کنید. به یاد داشته باشید که پس از پیاده‌سازی COI، برنامه خود را به دقت آزمایش کنید تا اطمینان حاصل شود که همه منابع به درستی بارگذاری می‌شوند و برنامه شما مطابق انتظار عمل می‌کند. اولویت دادن به امنیت صرفاً یک ملاحظه فنی نیست؛ بلکه تعهدی به ایمنی و اعتماد پایگاه کاربران جهانی شماست.