Isolation inter-origines : sécurisation du SharedArrayBuffer de JavaScript

Dans le paysage en constante évolution du développement web, la sécurité reste une préoccupation primordiale. L'introduction de fonctionnalités puissantes comme SharedArrayBuffer en JavaScript a apporté des améliorations significatives de performance, mais a également ouvert de nouvelles voies pour des vulnérabilités de sécurité potentielles. Pour atténuer ces risques, le concept d'isolation inter-origines (COOP/COEP) a été introduit. Cet article explore en détail les subtilités de l'isolation inter-origines, sa relation avec SharedArrayBuffer, les implications de sécurité et comment l'implémenter efficacement dans vos applications web.

Comprendre SharedArrayBuffer

SharedArrayBuffer est un objet JavaScript qui permet à plusieurs agents (par exemple, des Web Workers ou différents contextes de navigateur) d'accéder et de modifier la même mémoire. Cela permet un partage de données et un traitement parallèle efficaces, ce qui est particulièrement utile pour les tâches gourmandes en calcul comme le traitement d'images, l'encodage/décodage vidéo et le développement de jeux.

Par exemple, imaginez une application de montage vidéo fonctionnant dans le navigateur. En utilisant SharedArrayBuffer, le thread principal et plusieurs Web Workers peuvent travailler simultanément sur différentes images de la vidéo, réduisant considérablement le temps de traitement.

Cependant, la capacité de partager de la mémoire entre différentes origines (domaines) introduit des risques de sécurité potentiels. La principale préoccupation est l'exploitation des attaques par canal auxiliaire temporel, telles que Spectre.

La vulnérabilité Spectre et son impact

Spectre est une classe de vulnérabilités d'exécution spéculative qui affectent les processeurs modernes. Ces vulnérabilités permettent à du code malveillant d'accéder potentiellement à des données auxquelles il ne devrait pas avoir accès, y compris des informations sensibles stockées dans le cache du processeur.

Dans le contexte des navigateurs web, Spectre peut être exploité par du code JavaScript malveillant pour divulguer des données d'autres sites web ou même du navigateur lui-même. Le SharedArrayBuffer, lorsqu'il n'est pas correctement isolé, peut être utilisé pour mesurer précisément le temps des opérations, ce qui facilite l'exploitation des vulnérabilités de type Spectre. En élaborant soigneusement du code JavaScript qui interagit avec SharedArrayBuffer et en observant les différences de temps, un attaquant pourrait potentiellement déduire le contenu du cache du processeur et extraire des informations sensibles.

Considérez un scénario où un utilisateur visite un site web malveillant qui exécute du code JavaScript conçu pour exploiter Spectre. Sans l'isolation inter-origines, ce code pourrait potentiellement lire des données d'autres sites web que l'utilisateur a visités dans la même session de navigateur, comme des coordonnées bancaires ou des informations personnelles.

L'isolation inter-origines (COOP/COEP) à la rescousse

L'isolation inter-origines est une fonctionnalité de sécurité qui atténue les risques associés à SharedArrayBuffer et aux vulnérabilités de type Spectre. Elle crée essentiellement une frontière de sécurité plus stricte entre les différents sites web et contextes de navigateur, empêchant le code malveillant d'accéder à des données sensibles.

L'isolation inter-origines est obtenue en définissant deux en-têtes de réponse HTTP :

• Cross-Origin-Opener-Policy (COOP) : Cet en-tête contrôle quels autres documents peuvent ouvrir le document actuel en tant que popup. Le définir à same-origin ou same-origin-allow-popups isole l'origine actuelle des autres origines.
• Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP) : Cet en-tête empêche un document de charger des ressources inter-origines qui n'accordent pas explicitement au document la permission de les charger. Le définir à require-corp impose que toutes les ressources inter-origines doivent être récupérées avec CORS (Cross-Origin Resource Sharing) activé, et l'attribut crossorigin doit être utilisé sur les balises HTML qui intègrent ces ressources.

En définissant ces en-têtes, vous isolez efficacement votre site web des autres sites web, ce qui rend beaucoup plus difficile pour les attaquants d'exploiter les vulnérabilités de type Spectre.

Comment fonctionne l'isolation inter-origines

Voyons comment COOP et COEP fonctionnent ensemble pour réaliser l'isolation inter-origines :

Cross-Origin-Opener-Policy (COOP)

L'en-tête COOP contrôle la manière dont le document actuel interagit avec d'autres documents qu'il ouvre en tant que popups ou qui l'ouvrent en tant que popup. Il a trois valeurs possibles :

• unsafe-none : C'est la valeur par défaut et elle permet au document d'être ouvert par n'importe quel autre document. Cela désactive essentiellement la protection COOP.
• same-origin : Cette valeur isole le document actuel pour qu'il ne puisse être ouvert que par des documents de la même origine. Si un document d'une origine différente essaie d'ouvrir le document actuel, il sera bloqué.
• same-origin-allow-popups : Cette valeur permet aux documents de la même origine d'ouvrir le document actuel en tant que popup, mais empêche les documents d'origines différentes de le faire. Ceci est utile pour les scénarios où vous devez ouvrir des popups depuis la même origine.

En définissant COOP à same-origin ou same-origin-allow-popups, vous empêchez les documents d'origines différentes d'accéder à l'objet window de votre site web, ce qui réduit la surface d'attaque.

Par exemple, si votre site web définit COOP à same-origin, et qu'un site web malveillant tente d'ouvrir votre site dans une popup, le site malveillant ne pourra pas accéder à l'objet window de votre site ni à aucune de ses propriétés. Cela empêche le site malveillant de manipuler le contenu de votre site ou de voler des informations sensibles.

Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP)

L'en-tête COEP contrôle quelles ressources inter-origines peuvent être chargées par le document actuel. Il a trois valeurs principales :

• unsafe-none : C'est la valeur par défaut et elle permet au document de charger n'importe quelle ressource inter-origines. Cela désactive essentiellement la protection COEP.
• require-corp : Cette valeur exige que toutes les ressources inter-origines soient récupérées avec CORS activé, et que l'attribut crossorigin soit utilisé sur les balises HTML qui intègrent ces ressources. Cela signifie que le serveur hébergeant la ressource inter-origines doit explicitement autoriser votre site web à charger la ressource.
• credentialless : Similaire à `require-corp`, mais omet l'envoi des informations d'identification (cookies, en-têtes d'autorisation) dans la requête. C'est utile pour charger des ressources publiques sans divulguer d'informations spécifiques à l'utilisateur.

La valeur require-corp est l'option la plus sécurisée et est recommandée pour la plupart des cas d'utilisation. Elle garantit que toutes les ressources inter-origines sont explicitement autorisées à être chargées par votre site web.

Lorsque vous utilisez require-corp, vous devez vous assurer que toutes les ressources inter-origines que votre site web charge sont servies avec les en-têtes CORS appropriés. Cela signifie que le serveur hébergeant la ressource doit inclure l'en-tête Access-Control-Allow-Origin dans sa réponse, en spécifiant soit l'origine de votre site web, soit * (ce qui permet à n'importe quelle origine de charger la ressource, mais n'est généralement pas recommandé pour des raisons de sécurité).

Par exemple, si votre site web charge une image depuis un CDN, le serveur du CDN doit inclure l'en-tête Access-Control-Allow-Origin dans sa réponse, en spécifiant l'origine de votre site web. Si le serveur du CDN n'inclut pas cet en-tête, l'image ne sera pas chargée, et votre site web affichera une erreur.

L'attribut crossorigin est utilisé sur les balises HTML comme <img>, <script>, et <link> pour indiquer que la ressource doit être récupérée avec CORS activé. Par exemple :

<img src="https://example.com/image.jpg" crossorigin="anonymous">
<script src="https://example.com/script.js" crossorigin="anonymous">

La valeur anonymous indique que la requête doit être faite sans envoyer d'informations d'identification (par exemple, des cookies). Si vous devez envoyer des informations d'identification, vous pouvez utiliser la valeur use-credentials, mais vous devez également vous assurer que le serveur hébergeant la ressource autorise l'envoi d'informations d'identification en incluant l'en-tête Access-Control-Allow-Credentials: true dans sa réponse.

Implémenter l'isolation inter-origines

L'implémentation de l'isolation inter-origines implique de définir les en-têtes COOP et COEP sur les réponses de votre serveur. La méthode spécifique pour définir ces en-têtes dépend de votre technologie de serveur.

Exemples d'implémentations

Voici quelques exemples de la manière de définir les en-têtes COOP et COEP dans différents environnements de serveur :

Apache

Ajoutez les lignes suivantes à votre fichier .htaccess :

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

Nginx

Ajoutez les lignes suivantes à votre fichier de configuration Nginx :

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

Node.js (Express)

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

Python (Flask)

@app.after_request
def add_security_headers(response):
    response.headers['Cross-Origin-Opener-Policy'] = 'same-origin'
    response.headers['Cross-Origin-Embedder-Policy'] = 'require-corp'
    return response

PHP

header('Cross-Origin-Opener-Policy: same-origin');
header('Cross-Origin-Embedder-Policy: require-corp');

N'oubliez pas d'adapter ces exemples à votre environnement et configuration de serveur spécifiques.

Vérifier l'isolation inter-origines

Après avoir implémenté l'isolation inter-origines, il est crucial de vérifier qu'elle fonctionne correctement. Vous pouvez le faire en vérifiant les en-têtes COOP et COEP dans les outils de développement de votre navigateur. Ouvrez l'onglet Réseau et inspectez les en-têtes de réponse du document principal de votre site web. Vous devriez voir les en-têtes Cross-Origin-Opener-Policy et Cross-Origin-Embedder-Policy avec les valeurs que vous avez configurées.

Vous pouvez également utiliser la propriété crossOriginIsolated en JavaScript pour vérifier si votre site web est isolé inter-origines :

if (crossOriginIsolated) {
  console.log("L'isolation inter-origines est activée.");
} else {
  console.warn("L'isolation inter-origines n'est PAS activée.");
}

Si crossOriginIsolated est true, cela signifie que l'isolation inter-origines est activée, et vous pouvez utiliser SharedArrayBuffer en toute sécurité.

Dépannage des problèmes courants

L'implémentation de l'isolation inter-origines peut parfois être difficile, surtout si votre site web charge de nombreuses ressources inter-origines. Voici quelques problèmes courants et comment les résoudre :

• Ressources ne se chargeant pas : Si vous utilisez COEP: require-corp, assurez-vous que toutes les ressources inter-origines sont servies avec les en-têtes CORS corrects (Access-Control-Allow-Origin) et que vous utilisez l'attribut crossorigin sur les balises HTML qui intègrent ces ressources.
• Erreurs de contenu mixte : Assurez-vous que toutes les ressources sont chargées via HTTPS. Le mélange de ressources HTTP et HTTPS peut provoquer des avertissements de sécurité et empêcher le chargement des ressources.
• Problèmes de compatibilité : Les anciens navigateurs peuvent ne pas prendre en charge COOP et COEP. Envisagez d'utiliser une bibliothèque de détection de fonctionnalités ou un polyfill pour fournir un comportement de repli pour les anciens navigateurs. Cependant, les avantages complets en matière de sécurité ne sont réalisés que dans les navigateurs compatibles.
• Impact sur les scripts tiers : Certains scripts tiers peuvent ne pas être compatibles avec l'isolation inter-origines. Testez minutieusement votre site web après avoir implémenté l'isolation inter-origines pour vous assurer que tous les scripts tiers fonctionnent correctement. Vous devrez peut-être contacter les fournisseurs de scripts tiers pour demander la prise en charge de CORS et COEP.

Alternatives à SharedArrayBuffer

Bien que SharedArrayBuffer offre des avantages de performance significatifs, ce n'est pas toujours la bonne solution, surtout si vous êtes préoccupé par la complexité de l'implémentation de l'isolation inter-origines. Voici quelques alternatives à considérer :

• Passage de messages : Utilisez l'API postMessage pour envoyer des données entre différents contextes de navigateur. C'est une alternative plus sûre à SharedArrayBuffer, car elle n'implique pas le partage direct de mémoire. Cependant, elle peut être moins efficace pour les transferts de données volumineuses.
• WebAssembly : WebAssembly (Wasm) est un format d'instruction binaire qui peut être exécuté dans les navigateurs web. Il offre des performances quasi-natives et peut être utilisé pour effectuer des tâches gourmandes en calcul sans dépendre de SharedArrayBuffer. Wasm peut également fournir un environnement d'exécution plus sécurisé que JavaScript.
• Service Workers : Les Service Workers peuvent être utilisés pour effectuer des tâches en arrière-plan et mettre des données en cache. Ils peuvent également être utilisés pour intercepter les requêtes réseau et modifier les réponses. Bien qu'ils ne remplacent pas directement SharedArrayBuffer, ils peuvent être utilisés pour améliorer les performances de votre site web sans dépendre de la mémoire partagée.

Avantages de l'isolation inter-origines

Outre la possibilité d'utiliser SharedArrayBuffer en toute sécurité, l'isolation inter-origines offre plusieurs autres avantages :

• Sécurité renforcée : Elle atténue les risques associés aux vulnérabilités de type Spectre et autres attaques par canal auxiliaire temporel.
• Performances améliorées : Elle vous permet d'utiliser SharedArrayBuffer pour améliorer les performances des tâches gourmandes en calcul.
• Plus de contrôle sur la posture de sécurité de votre site web : Elle vous donne plus de contrôle sur les ressources inter-origines qui peuvent être chargées par votre site web.
• À l'épreuve du futur : Alors que la sécurité web continue d'évoluer, l'isolation inter-origines fournit une base solide pour les futures améliorations de sécurité.

Conclusion

L'isolation inter-origines (COOP/COEP) est une fonctionnalité de sécurité essentielle pour le développement web moderne, en particulier lors de l'utilisation de SharedArrayBuffer. En implémentant l'isolation inter-origines, vous pouvez atténuer les risques associés aux vulnérabilités de type Spectre et autres attaques par canal auxiliaire temporel, tout en profitant des avantages de performance offerts par SharedArrayBuffer. Bien que l'implémentation puisse nécessiter une attention particulière au chargement des ressources inter-origines et aux problèmes de compatibilité potentiels, les avantages en matière de sécurité et les gains de performance en valent largement la peine. À mesure que le web évolue, l'adoption de meilleures pratiques de sécurité comme l'isolation inter-origines devient de plus en plus importante pour protéger les données des utilisateurs et garantir une expérience en ligne sûre et sécurisée.

Lectures complémentaires

• Un guide pour activer l'isolation inter-origines
• Cross-Origin-Opener-Policy (COOP) - HTTP | MDN
• Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP) - HTTP | MDN