Trusted Types API: تقویت امنیت از طریق دستکاری امن DOM

در نبرد مداوم علیه آسیب‌پذیری‌های وب، حملات Cross-Site Scripting (XSS) همچنان یک تهدید پایدار هستند. این حملات از آسیب‌پذیری‌ها در برنامه‌های وب برای تزریق اسکریپت‌های مخرب به وب‌سایت‌های معتبر سوءاستفاده می‌کنند و به مهاجمان اجازه می‌دهند داده‌های حساس را سرقت کنند، وب‌سایت‌ها را تخریب کنند یا کاربران را به سایت‌های مخرب هدایت کنند. برای مقابله با این مشکل، Trusted Types API به عنوان یک مکانیسم دفاعی قدرتمند ظهور کرده است که دستکاری امن DOM را ترویج می‌دهد و خطر آسیب‌پذیری‌های XSS را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.

درک حملات Cross-Site Scripting (XSS)

حملات XSS زمانی رخ می‌دهند که داده‌های ارسالی توسط کاربر به درستی در خروجی یک صفحه وب بدون پاک‌سازی یا کدگذاری مناسب گنجانده شوند. سه نوع اصلی XSS وجود دارد:

• XSS ذخیره شده (Stored XSS): اسکریپت مخرب به طور دائمی روی سرور هدف ذخیره می‌شود (مثلاً در یک پایگاه داده، پست انجمن یا بخش نظرات). هنگامی که کاربران دیگر به داده‌های ذخیره شده دسترسی پیدا می‌کنند، اسکریپت در مرورگر آنها اجرا می‌شود.
• XSS منعکس شده (Reflected XSS): اسکریپت مخرب در یک URL یا فرم ارسالی تعبیه شده و بلافاصله در پاسخ به کاربر بازتاب داده می‌شود. این معمولاً شامل فریب دادن کاربر برای کلیک بر روی یک لینک مخرب است.
• XSS مبتنی بر DOM (DOM-based XSS): اسکریپت مخرب از آسیب‌پذیری‌ها در خود کد جاوا اسکریپت سمت کلاینت سوءاستفاده می‌کند، به جای اینکه به ذخیره‌سازی داده یا بازتاب در سمت سرور متکی باشد. این اغلب شامل دستکاری مستقیم Document Object Model (DOM) است.

به طور سنتی، توسعه‌دهندگان برای جلوگیری از حملات XSS به اعتبارسنجی ورودی و کدگذاری خروجی تکیه کرده‌اند. در حالی که این تکنیک‌ها ضروری هستند، پیاده‌سازی صحیح آنها می‌تواند پیچیده باشد و اغلب مستعد خطا هستند. Trusted Types API با اعمال شیوه‌های کدنویسی امن در سطح DOM، رویکردی قوی‌تر و کاربرپسندتر ارائه می‌دهد.

معرفی Trusted Types API

Trusted Types API، یک ویژگی امنیتی پلتفرم وب، به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا با محدود کردن استفاده از متدهای بالقوه خطرناک دستکاری DOM، برنامه‌های وب امن‌تری بنویسند. این API این قانون را اعمال می‌کند که سینک‌های DOM XSS (مکان‌هایی که تزریق اسکریپت می‌تواند رخ دهد) فقط می‌توانند مقادیری را بپذیرند که به صراحت پاک‌سازی شده و در یک "Trusted Type" پیچیده شده‌اند. این اساساً یک سیستم نوع برای رشته‌هایی ایجاد می‌کند که برای دستکاری DOM استفاده می‌شوند، جایی که داده‌های نامعتبر نمی‌توانند مستقیماً به این سینک‌ها منتقل شوند.

مفاهیم کلیدی:

• سینک‌های DOM XSS (DOM XSS Sinks): این‌ها خصوصیات و متدهایی هستند که معمولاً برای تزریق اسکریپت به یک صفحه استفاده می‌شوند. مثال‌ها شامل innerHTML، outerHTML، src، href و document.write هستند.
• انواع معتبر (Trusted Types): این‌ها اشیاء پوششی خاصی هستند که نشان می‌دهند یک رشته با دقت بررسی شده و برای استفاده در یک سینک DOM XSS امن است. این API چندین نوع معتبر داخلی مانند TrustedHTML، TrustedScript و TrustedScriptURL را ارائه می‌دهد.
• سیاست‌های نوع (Type Policies): این‌ها قوانینی هستند که نحوه ایجاد و استفاده از انواع معتبر را تعریف می‌کنند. آنها مشخص می‌کنند که کدام توابع مجاز به ایجاد انواع معتبر هستند و چگونه رشته‌های زیرین پاک‌سازی یا اعتبارسنجی می‌شوند.

نحوه کارکرد Trusted Types

اصل اساسی Trusted Types جلوگیری از انتقال مستقیم رشته‌های نامعتبر توسط توسعه‌دهندگان به سینک‌های DOM XSS است. هنگامی که Trusted Types فعال باشد، اگر یک رشته معمولی در جایی استفاده شود که یک Trusted Type انتظار می‌رود، مرورگر یک خطای TypeError ایجاد می‌کند.

برای استفاده از Trusted Types، ابتدا باید یک سیاست نوع تعریف کنید. یک سیاست نوع یک شیء جاوا اسکریپت است که نحوه ایجاد انواع معتبر را مشخص می‌کند. برای مثال:

if (window.trustedTypes && window.trustedTypes.createPolicy) {
  window.myPolicy = trustedTypes.createPolicy('myPolicy', {
    createHTML: function(input) {
      // ورودی را در اینجا پاک‌سازی کنید. این یک جایگزین است؛ از یک کتابخانه پاک‌سازی واقعی استفاده کنید.
      let sanitized = DOMPurify.sanitize(input); // مثال با استفاده از DOMPurify
      return sanitized;
    },
    createScriptURL: function(input) {
      // ورودی را در اینجا اعتبارسنجی کنید تا از امن بودن URL اطمینان حاصل شود.
      if (input.startsWith('https://example.com/')) {
        return input;
      } else {
        throw new Error('URL نامعتبر: ' + input);
      }
    },
    createScript: function(input) {
         // در ایجاد اسکریپت بسیار مراقب باشید، فقط اگر می‌دانید چه کاری انجام می‌دهید این کار را انجام دهید
         return input;
    }
  });
}

در این مثال، ما یک سیاست نوع به نام "myPolicy" با سه تابع ایجاد می‌کنیم: createHTML، createScriptURL و createScript. تابع createHTML رشته ورودی را با استفاده از یک کتابخانه پاک‌سازی مانند DOMPurify پاک‌سازی می‌کند. تابع createScriptURL ورودی را برای اطمینان از اینکه یک URL امن است، اعتبارسنجی می‌کند. تابع createScript باید با احتیاط شدید استفاده شود و در صورت امکان از آن اجتناب شود، زیرا اجازه اجرای اسکریپت دلخواه را می‌دهد.

هنگامی که یک سیاست نوع ایجاد شد، می‌توانید از آن برای ایجاد انواع معتبر استفاده کنید:

let untrustedHTML = '';
let trustedHTML = myPolicy.createHTML(untrustedHTML);

document.getElementById('myElement').innerHTML = trustedHTML;

در این مثال، ما یک رشته HTML نامعتبر را به تابع createHTML از سیاست نوع خود ارسال می‌کنیم. این تابع رشته را پاک‌سازی کرده و یک شیء TrustedHTML برمی‌گرداند. سپس می‌توانیم این شیء TrustedHTML را با خیال راحت به خاصیت innerHTML یک عنصر اختصاص دهیم بدون اینکه خطر حمله XSS وجود داشته باشد.

مزایای استفاده از Trusted Types

• امنیت تقویت شده: Trusted Types با جلوگیری از انتقال مستقیم رشته‌های نامعتبر توسط توسعه‌دهندگان به سینک‌های DOM XSS، خطر حملات XSS را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.
• کیفیت کد بهبود یافته: Trusted Types توسعه‌دهندگان را تشویق می‌کند تا با دقت بیشتری در مورد پاک‌سازی و اعتبارسنجی داده‌ها فکر کنند، که منجر به بهبود کیفیت کد و شیوه‌های امنیتی می‌شود.
• بررسی‌های امنیتی ساده‌تر: Trusted Types شناسایی و بررسی آسیب‌پذیری‌های بالقوه XSS در کد را آسان‌تر می‌کند، زیرا استفاده از سینک‌های DOM XSS به صراحت توسط سیاست‌های نوع کنترل می‌شود.
• سازگاری با CSP: Trusted Types را می‌توان در ترکیب با Content Security Policy (CSP) برای افزایش بیشتر امنیت برنامه‌های وب استفاده کرد.

ملاحظات پیاده‌سازی

پیاده‌سازی Trusted Types نیازمند برنامه‌ریزی و اجرای دقیق است. در اینجا برخی از ملاحظات مهم آورده شده است:

• شناسایی سینک‌های DOM XSS: اولین قدم شناسایی تمام سینک‌های DOM XSS در برنامه شما است. این‌ها خصوصیات و متدهایی هستند که برای دستکاری DOM استفاده می‌شوند و به طور بالقوه می‌توانند توسط حملات XSS مورد سوءاستفاده قرار گیرند.
• انتخاب یک کتابخانه پاک‌سازی: یک کتابخانه پاک‌سازی معتبر و با نگهداری خوب را برای پاک‌سازی داده‌های نامعتبر قبل از ایجاد انواع معتبر انتخاب کنید. DOMPurify یک انتخاب محبوب و مؤثر است. حتماً آن را برای نیازهای خاص خود به درستی پیکربندی کنید.
• تعریف سیاست‌های نوع: سیاست‌های نوعی ایجاد کنید که نحوه ایجاد و استفاده از انواع معتبر را مشخص می‌کنند. منطق پاک‌سازی و اعتبارسنجی را در سیاست‌های نوع خود به دقت در نظر بگیرید تا از مؤثر بودن آنها در جلوگیری از حملات XSS اطمینان حاصل کنید.
• به‌روزرسانی کد: کد خود را برای استفاده از Trusted Types هر زمان که با داده‌های بالقوه نامعتبر DOM را دستکاری می‌کنید، به‌روز کنید. تخصیص‌های مستقیم به سینک‌های DOM XSS را با تخصیص انواع معتبر جایگزین کنید.
• تست کامل: پس از پیاده‌سازی Trusted Types، برنامه خود را به طور کامل تست کنید تا مطمئن شوید که به درستی کار می‌کند و هیچ پسرفتی وجود ندارد. به مناطقی که در آن DOM را دستکاری می‌کنید، توجه ویژه‌ای داشته باشید.
• استراتژی مهاجرت: پیاده‌سازی Trusted Types بر روی یک پایگاه کد بزرگ و موجود می‌تواند چالش‌برانگیز باشد. یک استراتژی مهاجرت تدریجی را در نظر بگیرید، که با حیاتی‌ترین بخش‌های برنامه شما شروع می‌شود. شما می‌توانید در ابتدا Trusted Types را در حالت "فقط گزارش" (report-only) فعال کنید تا تخلفات را بدون شکستن برنامه خود شناسایی کنید.

سناریوهای نمونه

بیایید به چند مثال عملی از نحوه استفاده از Trusted Types در سناریوهای مختلف نگاهی بیندازیم:

سناریو ۱: نمایش محتوای تولید شده توسط کاربر

یک وب‌سایت به کاربران اجازه می‌دهد نظرات و پست‌ها را ارسال کنند. بدون Trusted Types، نمایش این محتوا می‌تواند در برابر حملات XSS آسیب‌پذیر باشد. با استفاده از Trusted Types، می‌توانید محتوای تولید شده توسط کاربر را قبل از نمایش آن پاک‌سازی کنید و اطمینان حاصل کنید که هر اسکریپت مخربی حذف می‌شود.

// قبل از Trusted Types:
// document.getElementById('comments').innerHTML = userComment; // آسیب‌پذیر در برابر XSS

// بعد از Trusted Types:
let trustedHTML = myPolicy.createHTML(userComment);
document.getElementById('comments').innerHTML = trustedHTML;

سناریو ۲: بارگذاری فایل‌های جاوا اسکریپت خارجی

یک وب‌سایت به صورت پویا فایل‌های جاوا اسکریپت را از منابع خارجی بارگذاری می‌کند. بدون Trusted Types، یک مهاجم مخرب به طور بالقوه می‌تواند یکی از این فایل‌ها را با اسکریپت مخرب خود جایگزین کند. با استفاده از Trusted Types، می‌توانید URL فایل اسکریپت را قبل از بارگذاری آن اعتبارسنجی کنید و اطمینان حاصل کنید که از یک منبع معتبر می‌آید.

// قبل از Trusted Types:
// let script = document.createElement('script');
// script.src = untrustedURL; // آسیب‌پذیر در برابر XSS
// document.head.appendChild(script);

// بعد از Trusted Types:
let trustedScriptURL = myPolicy.createScriptURL(untrustedURL);
let script = document.createElement('script');
script.src = trustedScriptURL;
document.head.appendChild(script);

سناریو ۳: تنظیم ویژگی‌های عنصر

یک وب‌سایت ویژگی‌های عناصر DOM را بر اساس ورودی کاربر تنظیم می‌کند. به عنوان مثال، تنظیم ویژگی `href` یک تگ لنگر (anchor). بدون Trusted Types، یک مهاجم مخرب می‌تواند یک JavaScript URI تزریق کند که منجر به XSS می‌شود. با Trusted Types، می‌توانید URL را قبل از تنظیم ویژگی اعتبارسنجی کنید.

// قبل از Trusted Types:
// anchorElement.href = userInputURL; // آسیب‌پذیر در برابر XSS

// بعد از Trusted Types:
let trustedURL = myPolicy.createScriptURL(userInputURL);
anchorElement.href = trustedURL;

Trusted Types و Content Security Policy (CSP)

Trusted Types به خوبی در کنار Content Security Policy (CSP) برای ارائه دفاع در عمق در برابر حملات XSS کار می‌کند. CSP یک مکانیسم امنیتی است که به شما اجازه می‌دهد مشخص کنید کدام منابع محتوا مجاز به بارگذاری در وب‌سایت شما هستند. با ترکیب Trusted Types و CSP، می‌توانید یک برنامه وب بسیار امن ایجاد کنید.

برای فعال کردن Trusted Types در CSP، می‌توانید از دستورالعمل require-trusted-types-for استفاده کنید. این دستورالعمل مشخص می‌کند که Trusted Types برای تمام سینک‌های DOM XSS مورد نیاز است. برای مثال:

Content-Security-Policy: require-trusted-types-for 'script'; trusted-types myPolicy;

این هدر CSP به مرورگر می‌گوید که برای تمام اجراهای اسکریپت به Trusted Types نیاز دارد و فقط به انواع معتبر ایجاد شده توسط سیاست نوع "myPolicy" اجازه می‌دهد.

پشتیبانی مرورگر و Polyfills

پشتیبانی مرورگرها از Trusted Types در حال رشد است، اما هنوز به طور جهانی در دسترس نیست. تا اواخر سال ۲۰۲۴، مرورگرهای اصلی مانند کروم، فایرفاکس و اج پشتیبانی خوبی دارند. پشتیبانی سافاری عقب‌تر است. برای آخرین اطلاعات سازگاری مرورگرها به CanIUse.com مراجعه کنید.

برای مرورگرهای قدیمی‌تری که به طور بومی از Trusted Types پشتیبانی نمی‌کنند، می‌توانید از یک polyfill استفاده کنید. یک polyfill قطعه کدی از جاوا اسکریپت است که عملکرد یک ویژگی جدیدتر را در مرورگرهای قدیمی‌تر فراهم می‌کند. چندین polyfill برای Trusted Types موجود است، مانند آنچه توسط گوگل ارائه شده است. با این حال، polyfillها سطح امنیتی مشابه پشتیبانی بومی را ارائه نمی‌دهند. آنها عمدتاً به سازگاری کمک می‌کنند و به شما اجازه می‌دهند حتی اگر برخی از کاربران شما از مرورگرهای قدیمی‌تر استفاده می‌کنند، شروع به استفاده از API کنید.

جایگزین‌ها و ملاحظات

در حالی که Trusted Types افزایش قابل توجهی در امنیت ارائه می‌دهد، مهم است که رویکردهای جایگزین و سناریوهایی را که ممکن است در آنها مناسب نباشند، در نظر بگیریم:

• ادغام با فریمورک‌ها: فریمورک‌های مدرن جاوا اسکریپت مانند React، Angular و Vue.js اغلب دستکاری DOM را به گونه‌ای انجام می‌دهند که خطرات XSS را کاهش می‌دهد. این فریمورک‌ها معمولاً داده‌ها را به طور پیش‌فرض escape می‌کنند و استفاده از الگوهای کدنویسی امن را تشویق می‌کنند. با این حال، حتی با وجود فریمورک‌ها، هنوز هم ممکن است آسیب‌پذیری‌های XSS را معرفی کنید اگر از حفاظت‌های داخلی فریمورک عبور کنید یا از dangerouslySetInnerHTML (در React) یا عملکردهای مشابه به درستی استفاده نکنید.
• اعتبارسنجی سختگیرانه ورودی و کدگذاری خروجی: روش‌های سنتی اعتبارسنجی ورودی و کدگذاری خروجی همچنان حیاتی هستند. Trusted Types این تکنیک‌ها را تکمیل می‌کند؛ آنها را جایگزین نمی‌کند. اعتبارسنجی ورودی اطمینان می‌دهد که داده‌های ورودی به برنامه شما خوش‌فرم هستند و به فرمت‌های مورد انتظار پایبند هستند. کدگذاری خروجی اطمینان می‌دهد که داده‌ها هنگام نمایش در صفحه به درستی escape می‌شوند و از تفسیر آنها به عنوان کد توسط مرورگرها جلوگیری می‌کند.
• سربار عملکردی: در حالی که به طور کلی حداقل است، ممکن است سربار عملکردی جزئی مرتبط با فرآیندهای پاک‌سازی و اعتبارسنجی مورد نیاز توسط Trusted Types وجود داشته باشد. پروفایل کردن برنامه برای شناسایی هرگونه گلوگاه عملکردی و بهینه‌سازی متناسب با آن ضروری است.
• بار نگهداری: پیاده‌سازی و نگهداری Trusted Types نیازمند درک جامعی از ساختار DOM و جریان داده برنامه شما است. ایجاد و مدیریت سیاست‌های نوع می‌تواند به بار نگهداری اضافه کند.

مثال‌های دنیای واقعی و مطالعات موردی

چندین سازمان با موفقیت Trusted Types را برای بهبود امنیت برنامه‌های وب خود پیاده‌سازی کرده‌اند. به عنوان مثال، گوگل به طور گسترده از Trusted Types در محصولات و خدمات خود استفاده کرده است. شرکت‌های دیگر در بخش‌های مالی و تجارت الکترونیک، که امنیت در آنها از اهمیت بالایی برخوردار است، نیز در حال پذیرش Trusted Types برای حفاظت از داده‌های حساس کاربران و جلوگیری از کلاهبرداری مالی هستند. این مثال‌های دنیای واقعی، اثربخشی Trusted Types را در کاهش خطرات XSS در محیط‌های پیچیده و پرخطر نشان می‌دهند.

نتیجه‌گیری

Trusted Types API گام مهمی رو به جلو در امنیت برنامه‌های وب است و مکانیزمی قوی و کاربرپسند برای جلوگیری از حملات XSS فراهم می‌کند. با اعمال شیوه‌های دستکاری امن DOM و ترویج پاک‌سازی و اعتبارسنجی دقیق داده‌ها، Trusted Types به توسعه‌دهندگان قدرت می‌دهد تا برنامه‌های وب امن‌تر و قابل اعتمادتری بسازند. در حالی که پیاده‌سازی Trusted Types نیازمند برنامه‌ریزی و اجرای دقیق است، مزایای آن از نظر امنیت تقویت شده و کیفیت کد بهبود یافته ارزش تلاش را دارد. با ادامه رشد پشتیبانی مرورگرها از Trusted Types، احتمالاً به ابزاری مهم‌تر در مبارزه با آسیب‌پذیری‌های وب تبدیل خواهد شد.

به عنوان یک مخاطب جهانی، پذیرش بهترین شیوه‌های امنیتی مانند استفاده از Trusted Types فقط به معنای محافظت از برنامه‌های فردی نیست، بلکه به معنای پرورش یک وب امن‌تر و قابل اعتمادتر برای همه است. این امر به ویژه در دنیای جهانی شده که داده‌ها از مرزها عبور می‌کنند و نقض‌های امنیتی می‌توانند عواقب گسترده‌ای داشته باشند، بسیار حیاتی است. چه شما یک توسعه‌دهنده در توکیو باشید، یک متخصص امنیت در لندن، یا یک صاحب کسب‌وکار در سائوپائولو، درک و پیاده‌سازی فناوری‌هایی مانند Trusted Types برای ساختن یک اکوسیستم دیجیتال امن و انعطاف‌پذیر ضروری است.