API دسترسی به سیستم فایل: عملیات فایل محلی در برابر مرزهای امنیتی

API دسترسی به سیستم فایل (File System Access API) که قبلاً با نام Native File System API شناخته می‌شد، گام مهمی در جهت افزایش قابلیت‌های برنامه‌های وب است و به این برنامه‌ها اجازه می‌دهد تا مستقیماً با سیستم فایل محلی کاربر تعامل داشته باشند. این امر امکان ایجاد تجربیات قدرتمند و شبیه به دسکتاپ را مستقیماً در مرورگر فراهم می‌کند. با این حال، این قدرت جدید با خطرات امنیتی ذاتی همراه است که باید با دقت به آنها پرداخته شود. این مقاله به بررسی قابلیت‌های API دسترسی به سیستم فایل، مرزهای امنیتی که ایجاد می‌کند و بهترین شیوه‌ها برای توسعه‌دهندگان جهت تضمین امنیت کاربر می‌پردازد.

درک API دسترسی به سیستم فایل

قبل از API دسترسی به سیستم فایل، برنامه‌های وب عمدتاً برای تعامل با فایل‌های محلی به بارگذاری (upload) و بارگیری (download) فایل‌ها متکی بودند. این رویکرد اغلب دست‌وپاگیر بود و فاقد یکپارچگی روانی بود که کاربران از برنامه‌های دسکتاپ انتظار دارند. API دسترسی به سیستم فایل روشی مستقیم‌تر و شهودی‌تر برای برنامه‌های وب فراهم می‌کند تا بتوانند:

• فایل‌ها را بخوانند: به محتوای فایل‌ها در سیستم فایل کاربر دسترسی پیدا کنند.
• فایل‌ها را بنویسند: داده‌ها را مستقیماً در فایل‌های سیستم فایل کاربر ذخیره کنند.
• به دایرکتوری‌ها دسترسی پیدا کنند: در دایرکتوری‌های سیستم فایل کاربر پیمایش و آنها را مدیریت کنند.
• فایل‌ها و دایرکتوری‌های جدید ایجاد کنند: در مکان‌هایی که کاربر اجازه داده است، فایل‌ها و دایرکتوری‌های جدید بسازند.

مفاهیم اصلی

این API حول چندین رابط کلیدی می‌چرخد:

• `FileSystemHandle`: رابط پایه برای فایل‌ها و دایرکتوری‌ها. این رابط ویژگی‌های مشترکی مانند `name` و `kind` (فایل یا دایرکتوری) را فراهم می‌کند.
• `FileSystemFileHandle`: نماینده یک فایل در سیستم فایل کاربر است. امکان دسترسی به محتوا و فراداده (metadata) فایل را فراهم می‌کند.
• `FileSystemDirectoryHandle`: نماینده یک دایرکتوری در سیستم فایل کاربر است. امکان پیمایش و مدیریت فایل‌ها و زیردایرکتوری‌ها را در آن دایرکتوری فراهم می‌کند.
• `FileSystemWritableFileStream`: یک جریان (stream) برای نوشتن داده در یک فایل فراهم می‌کند.

مثال کاربردی پایه

در اینجا یک مثال ساده برای نشان دادن نحوه استفاده از API دسترسی به سیستم فایل برای خواندن یک فایل آورده شده است:

            
async function readFile() {
  try {
    const [fileHandle] = await window.showOpenFilePicker();
    const file = await fileHandle.getFile();
    const contents = await file.text();
    console.log(contents);
  } catch (err) {
    console.error('Failed to read file:', err);
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

و در اینجا نحوه نوشتن در یک فایل آمده است:

            
async function writeFile(data) {
  try {
    const [fileHandle] = await window.showSaveFilePicker();
    const writable = await fileHandle.createWritable();
    await writable.write(data);
    await writable.close();
    console.log('Successfully wrote to file!');
  } catch (err) {
    console.error('Failed to write file:', err);
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

مرزهای امنیتی: حفاظت از داده‌های کاربر

با توجه به پتانسیل سوءاستفاده، API دسترسی به سیستم فایل به شدت توسط تدابیر امنیتی محافظت می‌شود. این تدابیر برای جلوگیری از دسترسی برنامه‌های وب مخرب به داده‌های حساس کاربر بدون رضایت صریح او طراحی شده‌اند.

سیاست همان مبدأ (Same-Origin Policy)

سیاست همان مبدأ (SOP) یک مکانیزم امنیتی اساسی در مرورگرهای وب است. این سیاست اسکریپت‌های یک مبدأ را از دسترسی به منابع یک مبدأ دیگر محدود می‌کند. در زمینه API دسترسی به سیستم فایل، این بدان معناست که یک برنامه وب تنها در صورتی می‌تواند به فایل‌ها و دایرکتوری‌ها دسترسی داشته باشد که مبدأ یکسانی (پروتکل، دامنه و پورت) با صفحه‌ای که اسکریپت از آن اجرا می‌شود، داشته باشد.

مثال: یک وب‌سایت میزبانی شده در `https://example.com` تنها در صورتی می‌تواند به فایل‌ها دسترسی پیدا کند که کاربر به صراحت اجازه داده باشد و نمی‌تواند به فایل‌های مرتبط با `https://anotherdomain.com` بدون دخالت صریح کاربر دسترسی پیدا کند (مثلاً از طریق اشتراک‌گذاری منابع بین مبدأها با هدرهای مناسب، که در دسترسی مستقیم به سیستم فایل کاربرد ندارد). این امر از دسترسی مخفیانه یک وب‌سایت مخرب به فایل‌های وب‌سایت‌ها یا برنامه‌های دیگر در حال اجرا در مرورگر جلوگیری می‌کند.

مجوزها و رضایت کاربر

API دسترسی به سیستم فایل قبل از اینکه یک برنامه وب بتواند به سیستم فایل محلی دسترسی پیدا کند، به رضایت صریح کاربر نیاز دارد. این امر از طریق متدهای `showOpenFilePicker()` و `showSaveFilePicker()` حاصل می‌شود که از کاربر می‌خواهند فایل‌ها یا دایرکتوری‌ها را انتخاب کند. مرورگر یک کادر محاوره‌ای نمایش می‌دهد که کاربر را از درخواست برنامه مطلع کرده و به او اجازه می‌دهد دسترسی را اعطا یا رد کند.

کاربر کنترل دقیقی بر سطح دسترسی اعطا شده دارد. آنها می‌توانند دسترسی به فایل‌های جداگانه، دایرکتوری‌های خاص را اعطا کنند یا به طور کلی دسترسی را رد کنند.

مثال: یک برنامه وب ویرایش عکس ممکن است درخواست دسترسی به دایرکتوری حاوی عکس‌های کاربر را بدهد. سپس کاربر می‌تواند دسترسی به آن دایرکتوری خاص را اعطا کند و به برنامه اجازه دهد فایل‌های تصویری درون آن را بخواند و بنویسد. آنها همچنین می‌توانند دسترسی را تنها به یک فایل تصویری واحد اعطا کنند.

فعال‌سازی گذرا توسط کاربر

بسیاری از فراخوانی‌های API دسترسی به سیستم فایل به یک فعال‌سازی گذرا توسط کاربر نیاز دارند. این بدان معناست که فراخوانی API باید مستقیماً توسط یک اقدام کاربر، مانند کلیک روی دکمه یا فشار دادن کلید، آغاز شود. این امر از دسترسی مخفیانه برنامه‌های وب به سیستم فایل بدون اطلاع کاربر جلوگیری می‌کند. این موضوع به ویژه برای امنیت اهمیت دارد.

مثال: یک ویرایشگر تصویر نمی‌تواند به طور خودکار هر چند ثانیه یک بار ذخیره کند، مگر اینکه عمل ذخیره در ابتدا با کلیک صریح کاربر روی دکمه ذخیره آغاز شده باشد. این امر از تغییرات غیرمنتظره یا ناخواسته خودکار فایل جلوگیری می‌کند.

سیستم فایل خصوصی مبدأ (OPFS)

سیستم فایل خصوصی مبدأ (OPFS) یک سیستم فایل سندباکس شده را فراهم می‌کند که برای مبدأ برنامه وب خصوصی است. این امر به برنامه‌های وب اجازه می‌دهد تا فایل‌ها را در یک محیط امن ذخیره و مدیریت کنند بدون اینکه آنها را مستقیماً در معرض برنامه‌های دیگر یا سیستم فایل کاربر قرار دهند.

OPFS در مقایسه با گزینه‌های ذخیره‌سازی سنتی مرورگر مانند `localStorage` یا IndexedDB عملکرد بهتری ارائه می‌دهد، زیرا از عملیات سیستم فایل بومی بهره می‌برد. با این حال، دسترسی به OPFS همچنان تابع سیاست همان مبدأ است.

مثال: یک برنامه وب توسعه بازی ممکن است از OPFS برای ذخیره دارایی‌های بازی، فایل‌های ذخیره شده و داده‌های پیکربندی استفاده کند. این امر تضمین می‌کند که این فایل‌ها فقط برای آن بازی قابل دسترسی هستند و در معرض برنامه‌های وب دیگر یا سیستم فایل کاربر قرار نمی‌گیرند. کاربر ممکن است این فایل‌ها را فقط از طریق یک رابط خاص در داخل خود بازی ببیند.

API مجوزها (Permissions API)

API مجوزها می‌تواند برای استعلام وضعیت مجوز فعلی برای API دسترسی به سیستم فایل استفاده شود. این به برنامه‌های وب اجازه می‌دهد تا بررسی کنند که آیا قبلاً مجوز دسترسی به سیستم فایل را دارند و در صورت لزوم درخواست مجوز کنند. شیء `navigator.permissions` یک متد `query()` ارائه می‌دهد که می‌تواند برای بررسی وضعیت مجوز برای ویژگی‌های مختلف API، از جمله API دسترسی به سیستم فایل، استفاده شود.

مثال: قبل از تلاش برای دسترسی به سیستم فایل، یک برنامه وب می‌تواند از API مجوزها برای بررسی اینکه آیا قبلاً مجوز دارد، استفاده کند. اگر نه، می‌تواند از کاربر بخواهد با استفاده از `showOpenFilePicker()` یا `showSaveFilePicker()` مجوز را اعطا کند.

            
async function checkFileSystemAccess() {
  const status = await navigator.permissions.query({
    name: 'file-system-write',
  });

  if (status.state === 'granted') {
    console.log('File system access granted!');
    // Proceed with file system operations
  } else if (status.state === 'prompt') {
    console.log('File system access requires user permission.');
    // Prompt the user to grant permission
  } else {
    console.log('File system access denied.');
    // Handle the denial appropriately
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

بهترین شیوه‌های امنیتی برای توسعه‌دهندگان

در حالی که API دسترسی به سیستم فایل مکانیزم‌های امنیتی قوی‌ای فراهم می‌کند، توسعه‌دهندگان باید از بهترین شیوه‌ها برای تضمین امنیت کاربر و جلوگیری از آسیب‌پذیری‌های بالقوه پیروی کنند.

اصل کمترین امتیاز (Least Privilege)

فقط به فایل‌ها و دایرکتوری‌هایی که برای عملکرد برنامه کاملاً ضروری هستند، درخواست دسترسی دهید. از درخواست دسترسی گسترده به کل سیستم فایل خودداری کنید.

مثال: اگر یک ویرایشگر متن فقط نیاز به باز کردن و ذخیره فایل‌های `.txt` دارد، باید فقط برای دسترسی به فایل‌های `.txt` درخواست دهد و نه همه انواع فایل.

اعتبارسنجی و پاک‌سازی ورودی

همیشه هر داده‌ای را که از فایل‌ها خوانده می‌شود، قبل از پردازش، اعتبارسنجی و پاک‌سازی کنید. این کار به جلوگیری از آسیب‌پذیری‌هایی مانند حملات اسکریپت‌نویسی بین سایتی (XSS) و تزریق کد کمک می‌کند.

مثال: اگر یک برنامه وب محتوای HTML را از یک فایل می‌خواند، باید قبل از نمایش آن در مرورگر، محتوا را برای حذف هرگونه کد جاوااسکریپت بالقوه مخرب پاک‌سازی کند.

سیاست امنیت محتوا (CSP)

از سیاست امنیت محتوا (CSP) برای محدود کردن منابعی که یک برنامه وب می‌تواند بارگذاری و اجرا کند، استفاده کنید. این کار به کاهش خطر حملات XSS و سایر انواع اجرای کد مخرب کمک می‌کند.

مثال: یک CSP می‌تواند طوری پیکربندی شود که فقط به برنامه اجازه دهد اسکریپت‌ها را از مبدأ خود بارگذاری کند و اسکریپت‌های درون‌خطی را مسدود کند، که از تزریق کد مخرب توسط مهاجمان به برنامه جلوگیری می‌کند.

ممیزی‌های امنیتی منظم

ممیزی‌های امنیتی منظمی را بر روی برنامه وب خود انجام دهید تا آسیب‌پذیری‌های بالقوه را شناسایی و برطرف کنید. از ابزارهای خودکار و بررسی دستی کد برای اطمینان از امنیت برنامه استفاده کنید.

مثال: از یک ابزار تحلیل استاتیک برای اسکن کد برنامه برای آسیب‌پذیری‌های امنیتی رایج مانند XSS، تزریق SQL و تزریق کد استفاده کنید.

به‌روز بمانید

مرورگر و سایر اجزای نرم‌افزاری خود را با آخرین وصله‌های امنیتی به‌روز نگه دارید. این کار به محافظت در برابر آسیب‌پذیری‌های شناخته شده‌ای که مهاجمان ممکن است از آنها سوءاستفاده کنند، کمک می‌کند.

مثال: مرورگر وب را به طور منظم به آخرین نسخه به‌روزرسانی کنید تا اطمینان حاصل شود که شامل آخرین اصلاحات امنیتی است.

مدیریت صحیح خطاها

مدیریت خطای قوی را پیاده‌سازی کنید تا هرگونه خطایی که ممکن است در طول عملیات سیستم فایل رخ دهد را به درستی مدیریت کنید. این کار به جلوگیری از رفتار غیرمنتظره و تضمین پایداری برنامه کمک می‌کند.

مثال: اگر فایلی پیدا نشد یا قابل خواندن نبود، به جای از کار افتادن برنامه، یک پیام خطای آموزنده به کاربر نمایش دهید.

مراقب پسوند فایل‌ها باشید

هنگام کار با فایل‌هایی با پسوندهای اجرایی (مانند `.exe`, `.bat`, `.sh`) محتاط باشید. هرگز فایل‌ها را مستقیماً از سیستم فایل بدون اعتبارسنجی و بررسی‌های امنیتی مناسب اجرا نکنید.

مثال: اگر یک برنامه وب به کاربران اجازه آپلود فایل می‌دهد، باید از آپلود فایل‌هایی با پسوندهای اجرایی توسط کاربران جلوگیری کند یا نام آنها را تغییر دهد تا از اجرای مستقیم آنها جلوگیری شود.

ذخیره‌سازی امن فایل

اگر برنامه شما داده‌های حساس را در فایل‌ها ذخیره می‌کند، اطمینان حاصل کنید که فایل‌ها به درستی رمزگذاری شده و از دسترسی غیرمجاز محافظت می‌شوند. از الگوریتم‌های رمزگذاری قوی استفاده کنید و کلیدهای رمزگذاری را به صورت امن مدیریت کنید.

مثال: اگر یک برنامه وب رمزهای عبور کاربران را در یک فایل ذخیره می‌کند، باید فایل را با استفاده از یک الگوریتم رمزگذاری قوی رمزگذاری کرده و کلید رمزگذاری را به صورت امن ذخیره کند.

پیاده‌سازی احراز هویت و مجوزدهی قوی

مکانیزم‌های احراز هویت و مجوزدهی قوی را برای کنترل دسترسی به سیستم فایل پیاده‌سازی کنید. اطمینان حاصل کنید که فقط کاربران مجاز می‌توانند به فایل‌ها و دایرکتوری‌های حساس دسترسی داشته باشند.

مثال: از یک سیستم احراز هویت امن برای تأیید هویت کاربران قبل از اعطای دسترسی به سیستم فایل استفاده کنید.

ملاحظات چند پلتفرمی

هنگام توسعه برنامه‌های وبی که از API دسترسی به سیستم فایل استفاده می‌کنند، در نظر گرفتن سازگاری چند پلتفرمی بسیار مهم است. سیستم‌عامل‌های مختلف (ویندوز، macOS، لینوکس، اندروید) و مرورگرها ممکن است سطوح مختلفی از پشتیبانی برای این API داشته باشند.

• تشخیص ویژگی: از تشخیص ویژگی برای بررسی اینکه آیا API دسترسی به سیستم فایل توسط مرورگر کاربر پشتیبانی می‌شود یا نه، قبل از تلاش برای استفاده از آن، استفاده کنید.
• سازگاری مرورگر: برنامه خود را بر روی مرورگرهای مختلف آزمایش کنید تا اطمینان حاصل شود که بر روی تمام پلتفرم‌های پشتیبانی شده به درستی کار می‌کند.
• تفاوت‌های سیستم‌عامل: از تفاوت‌ها در ساختارها و قراردادهای سیستم فایل بین سیستم‌عامل‌های مختلف آگاه باشید.
• مدیریت مسیر فایل: از تکنیک‌های مدیریت مسیر فایل مستقل از پلتفرم استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که برنامه شما بر روی همه پلتفرم‌ها به درستی کار می‌کند.

نمونه‌هایی از کاربرد API دسترسی به سیستم فایل

API دسترسی به سیستم فایل می‌تواند برای ساخت انواع برنامه‌های وب قدرتمند استفاده شود، از جمله:

• ویرایشگرهای متن: ایجاد ویرایشگرهای متن با امکانات کامل که می‌توانند فایل‌ها را مستقیماً روی سیستم فایل کاربر باز، ویرایش و ذخیره کنند. یک IDE مبتنی بر وب را تصور کنید که به جز یک مرورگر به هیچ نصب محلی نیاز ندارد.
• ویرایشگرهای تصویر: توسعه ویرایشگرهای تصویری که می‌توانند تصاویر را مستقیماً از سیستم فایل کاربر بارگذاری، دستکاری و ذخیره کنند. یک جایگزین فتوشاپ مبتنی بر وب را در نظر بگیرید.
• ویرایشگرهای کد: ساخت ویرایشگرهای کدی که می‌توانند فایل‌های کد را مستقیماً روی سیستم فایل کاربر باز، ویرایش و ذخیره کنند. به یک VS Code سبک در مرورگر فکر کنید.
• مدیران فایل: ایجاد مدیران فایلی که به کاربران اجازه می‌دهند فایل‌های خود را مستقیماً در مرورگر مرور، مدیریت و سازماندهی کنند. این می‌تواند جایگزینی مبتنی بر وب برای Finder یا Explorer شود.
• نمایشگرهای اسناد: توسعه نمایشگرهای اسنادی که می‌توانند فرمت‌های مختلف اسناد (مانند PDF، DOCX) را مستقیماً از سیستم فایل کاربر باز و نمایش دهند.
• بازی‌ها: به بازی‌ها اجازه دهید پیشرفت را ذخیره کنند، محتوای سفارشی و پیکربندی‌ها را مستقیماً از سیستم فایل کاربر بارگذاری کنند. یک بازی مبتنی بر وب را تصور کنید که اجازه می‌دهد فایل‌های ذخیره بازی از کامپیوتر محلی کاربر وارد شوند.

جایگزین‌های API دسترسی به سیستم فایل

در حالی که API دسترسی به سیستم فایل مزایای قابل توجهی ارائه می‌دهد، رویکردهای جایگزینی برای مدیریت فایل در برنامه‌های وب وجود دارد. این جایگزین‌ها ممکن است در شرایط خاص، بسته به الزامات خاص برنامه، مناسب‌تر باشند.

• بارگذاری فایل: از بارگذاری فایل سنتی برای اجازه دادن به کاربران برای آپلود فایل‌ها به سرور استفاده کنید. این رویکرد برای برنامه‌هایی که نیاز به پردازش فایل‌ها در سمت سرور دارند مناسب است.
• بارگیری: از دانلود برای اجازه دادن به کاربران برای دانلود فایل‌ها از سرور استفاده کنید. این رویکرد برای برنامه‌هایی که نیاز به ارائه فایل به کاربر دارند مناسب است.
• کشیدن و رها کردن (Drag and Drop): از کشیدن و رها کردن برای اجازه دادن به کاربران برای کشیدن و رها کردن فایل‌ها بر روی صفحه وب استفاده کنید. این رویکرد می‌تواند با بارگذاری فایل یا API دسترسی به سیستم فایل ترکیب شود.
• API کلیپ‌بورد: API کلیپ‌بورد به برنامه‌های وب اجازه می‌دهد تا با کلیپ‌بورد سیستم تعامل داشته باشند و به کاربران امکان کپی و پیست کردن فایل‌ها یا محتوای فایل را می‌دهد.

آینده دسترسی به فایل در وب

API دسترسی به سیستم فایل هنوز در حال تکامل است و انتظار می‌رود ویژگی‌ها و بهبودهای جدیدی در آینده به آن اضافه شود. برخی از تحولات بالقوه آینده عبارتند از:

• امنیت بهبود یافته: بهبودهای بیشتر در مدل امنیتی برای رسیدگی به آسیب‌پذیری‌های بالقوه و حفاظت از داده‌های کاربر.
• عملکرد پیشرفته: ویژگی‌های اضافی برای ارائه عملیات پیشرفته‌تر سیستم فایل، مانند دستکاری فراداده فایل و قفل کردن فایل.
• پشتیبانی گسترده‌تر مرورگر: پذیرش گسترده‌تر API توسط مرورگرهای مختلف برای تضمین سازگاری چند پلتفرمی.
• ادغام با سایر APIها: ادغام با سایر APIهای وب برای فعال کردن برنامه‌های وب پیچیده‌تر و قدرتمندتر.

نتیجه‌گیری

API دسترسی به سیستم فایل به برنامه‌های وب قدرت تعامل مستقیم با سیستم فایل محلی کاربر را می‌دهد و سطح جدیدی از عملکرد و تجربه کاربری را باز می‌کند. با این حال، این قدرت باید مسئولانه به کار گرفته شود. با درک مرزهای امنیتی ایجاد شده توسط API و پیروی از بهترین شیوه‌ها، توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌های وب امن و قابل اعتمادی ایجاد کنند که تجربه کاربری روان و ایمنی را فراهم می‌کنند.

به یاد داشته باشید که رضایت کاربر را در اولویت قرار دهید، ورودی را اعتبارسنجی کنید و اقدامات امنیتی قوی را برای محافظت از داده‌های کاربر و جلوگیری از آسیب‌پذیری‌های بالقوه پیاده‌سازی کنید. با ادامه تکامل API دسترسی به سیستم فایل، آگاه ماندن از آخرین دستورالعمل‌های امنیتی و بهترین شیوه‌ها برای تضمین ایمنی و امنیت برنامه‌های وب بسیار مهم است.