תקשורת בין מקורות שונים (Cross-Origin): דפוסי אבטחה עם ה-PostMessage API

בעולם הווב המודרני, יישומים צריכים לעיתים קרובות לתקשר עם משאבים ממקורות שונים. מדיניות אותו מקור (Same-Origin Policy - SOP) היא מנגנון אבטחה חיוני המגביל סקריפטים מגישה למשאבים ממקור אחר. עם זאת, קיימים תרחישים לגיטימיים בהם נדרשת תקשורת בין מקורות שונים. ה-API של postMessage מספק מנגנון מבוקר להשגת מטרה זו, אך חיוני להבין את סיכוני האבטחה הפוטנציאליים שלו וליישם דפוסי אבטחה מתאימים.

הבנת מדיניות אותו מקור (SOP)

מדיניות אותו מקור היא מושג יסוד באבטחה בדפדפני אינטרנט. היא מגבילה דפי אינטרנט מלבצע בקשות לדומיין שונה מזה שהגיש את הדף. מקור מוגדר על ידי הסכמה (פרוטוקול), המארח (דומיין) והפורט. אם אחד מאלה שונה, המקורות נחשבים לשונים. לדוגמה:

• https://example.com
• https://www.example.com
• http://example.com
• https://example.com:8080

כל אלה הם מקורות שונים, ומדיניות SOP מגבילה גישת סקריפטים ישירה ביניהם.

היכרות עם ה-PostMessage API

ה-API של postMessage מספק מנגנון בטוח ומבוקר לתקשורת בין מקורות שונים. הוא מאפשר לסקריפטים לשלוח הודעות לחלונות אחרים (למשל, iframes, חלונות חדשים או לשוניות), ללא קשר למקורם. החלון המקבל יכול להאזין להודעות אלו ולעבד אותן בהתאם.

התחביר הבסיסי לשליחת הודעה הוא:

otherWindow.postMessage(message, targetOrigin);

• otherWindow: הפניה לחלון היעד (למשל, window.parent, iframe.contentWindow, או אובייקט חלון שהתקבל מ-window.open).
• message: הנתונים שברצונכם לשלוח. יכול להיות כל אובייקט JavaScript שניתן להמרה לסדרה (למשל, מחרוזות, מספרים, אובייקטים, מערכים).
• targetOrigin: מציין את המקור אליו ברצונכם לשלוח את ההודעה. זהו פרמטר אבטחה חיוני.

בצד המקבל, עליכם להאזין לאירוע message:

window.addEventListener('message', function(event) {
  // ...
});

אובייקט ה-event מכיל את המאפיינים הבאים:

• event.data: ההודעה שנשלחה על ידי החלון האחר.
• event.origin: המקור של החלון ששלח את ההודעה.
• event.source: הפניה לחלון ששלח את ההודעה.

סיכוני אבטחה ופגיעויות

אף ש-postMessage מציע דרך לעקוף את מגבלות ה-SOP, הוא גם מציג סיכוני אבטחה פוטנציאליים אם אינו מיושם בזהירות. הנה כמה פגיעויות נפוצות:

1. אי-התאמה במקור היעד

אי-אימות המאפיין event.origin הוא פגיעות קריטית. אם המקבל סומך על ההודעה באופן עיוור, כל אתר אינטרנט יכול לשלוח נתונים זדוניים. יש לוודא תמיד שה-event.origin תואם למקור הצפוי לפני עיבוד ההודעה.

דוגמה (קוד פגיע):

window.addEventListener('message', function(event) {
  // אין לעשות זאת!
  processMessage(event.data);
});

דוגמה (קוד מאובטח):

window.addEventListener('message', function(event) {
  if (event.origin !== 'https://trusted-origin.com') {
    console.warn('Received message from untrusted origin:', event.origin);
    return;
  }

  processMessage(event.data);
});

2. הזרקת נתונים

התייחסות לנתונים שהתקבלו (event.data) כקוד בר-ביצוע או הזרקתם ישירות ל-DOM עלולה להוביל לפגיעויות Cross-Site Scripting (XSS). יש תמיד לחטא (sanitize) ולאמת את הנתונים שהתקבלו לפני השימוש בהם.

דוגמה (קוד פגיע):

window.addEventListener('message', function(event) {
  if (event.origin === 'https://trusted-origin.com') {
    document.body.innerHTML = event.data; // אין לעשות זאת!
  }
});

דוגמה (קוד מאובטח):

window.addEventListener('message', function(event) {
  if (event.origin === 'https://trusted-origin.com') {
    const sanitizedData = sanitize(event.data); // יש ליישם פונקציית חיטוי (sanitization) ראויה
    document.getElementById('message-container').textContent = sanitizedData;
  }
});

function sanitize(data) {
    // יש ליישם כאן לוגיקת חיטוי חזקה.
    // לדוגמה, השתמשו ב-DOMPurify או בספרייה דומה
    return DOMPurify.sanitize(data);
}

3. התקפות Man-in-the-Middle (MITM)

אם התקשורת מתבצעת על ערוץ לא מאובטח (HTTP), תוקף MITM יכול ליירט ולשנות את ההודעות. יש להשתמש תמיד ב-HTTPS לתקשורת מאובטחת.

4. זיוף בקשות בין אתרים (CSRF)

אם המקבל מבצע פעולות על סמך ההודעה שהתקבלה ללא אימות מתאים, תוקף יכול לזייף הודעות כדי לגרום למקבל לבצע פעולות לא רצויות. יש ליישם מנגנוני הגנה מפני CSRF, כגון הכללת אסימון סודי בהודעה ואימותו בצד המקבל.

5. שימוש בתו כללי (Wildcard) ב-targetOrigin

הגדרת targetOrigin ל-* מאפשרת לכל מקור לקבל את ההודעה. יש להימנע מכך אלא אם כן זה הכרחי לחלוטין, מכיוון שזה מרוקן מתוכן את מטרת האבטחה מבוססת המקור. אם חייבים להשתמש ב-*, ודאו שאתם מיישמים אמצעי אבטחה חזקים אחרים, כגון קודי אימות הודעות (MACs).

דוגמה (יש להימנע מכך):

otherWindow.postMessage(message, '*'); // הימנעו משימוש ב-'*' אלא אם כן זה הכרחי לחלוטין

דפוסי אבטחה ופרקטיקות מומלצות

כדי לצמצם את הסיכונים הקשורים ל-postMessage, יש לפעול על פי דפוסי אבטחה ופרקטיקות מומלצות אלה:

1. אימות קפדני של המקור

יש לאמת תמיד את המאפיין event.origin בצד המקבל. השוו אותו מול רשימה מוגדרת מראש של מקורות מהימנים. השתמשו בהשוואה קפדנית (===).

2. חיטוי ואימות נתונים

חטאו ואמתו את כל הנתונים המתקבלים דרך postMessage לפני השימוש בהם. השתמשו בטכניקות חיטוי מתאימות בהתאם לאופן השימוש בנתונים (למשל, HTML escaping, קידוד URL, אימות קלט). השתמשו בספריות כמו DOMPurify לחיטוי HTML.

3. קודי אימות הודעות (MACs)

כללו קוד אימות הודעה (MAC) בהודעה כדי להבטיח את שלמותה ואת האותנטיות שלה. השולח מחשב את ה-MAC באמצעות מפתח סודי משותף וכולל אותו בהודעה. המקבל מחשב מחדש את ה-MAC באמצעות אותו מפתח סודי ומשווה אותו ל-MAC שהתקבל. אם הם תואמים, ההודעה נחשבת אותנטית ולא שונתה.

דוגמה (שימוש ב-HMAC-SHA256):

// שולח
async function sendMessage(message, targetOrigin, sharedSecret) {
  const encoder = new TextEncoder();
  const data = encoder.encode(JSON.stringify(message));
  const key = await crypto.subtle.importKey(
    "raw",
    encoder.encode(sharedSecret),
    { name: "HMAC", hash: "SHA-256" },
    false,
    ["sign"]
  );
  const signature = await crypto.subtle.sign("HMAC", key, data);
  const signatureArray = Array.from(new Uint8Array(signature));
  const signatureHex = signatureArray.map(b => b.toString(16).padStart(2, '0')).join('');

  const securedMessage = {
    data: message,
    signature: signatureHex
  };

  otherWindow.postMessage(securedMessage, targetOrigin);
}

// מקבל
async function receiveMessage(event, sharedSecret) {
  if (event.origin !== 'https://trusted-origin.com') {
    console.warn('Received message from untrusted origin:', event.origin);
    return;
  }

  const securedMessage = event.data;
  const message = securedMessage.data;
  const receivedSignature = securedMessage.signature;

  const encoder = new TextEncoder();
  const data = encoder.encode(JSON.stringify(message));
  const key = await crypto.subtle.importKey(
    "raw",
    encoder.encode(sharedSecret),
    { name: "HMAC", hash: "SHA-256" },
    false,
    ["verify"]
  );
  const signature = await crypto.subtle.sign("HMAC", key, data);
  const signatureArray = Array.from(new Uint8Array(signature));
  const signatureHex = signatureArray.map(b => b.toString(16).padStart(2, '0')).join('');

  if (signatureHex === receivedSignature) {
    console.log('Message is authentic!');
    processMessage(message); // המשיכו בעיבוד ההודעה
  } else {
    console.error('Message signature verification failed!');
  }
}

חשוב: יש ליצור ולאחסן את המפתח הסודי המשותף באופן מאובטח. הימנעו מהטמעת המפתח ישירות בקוד.

4. שימוש ב-Nonce ובחותמות זמן

כדי למנוע התקפות שידור חוזר (replay attacks), כללו nonce ייחודי (מספר לשימוש חד-פעמי) וחותמת זמן בהודעה. המקבל יכול לוודא שה-nonce לא שימש בעבר ושהחותמת זמן נמצאת בטווח זמן מקובל. זה מצמצם את הסיכון שתוקף ישדר מחדש הודעות שיירט בעבר.

5. עקרון ההרשאה המינימלית

העניקו רק את ההרשאות המינימליות הנדרשות לחלון השני. לדוגמה, אם החלון השני צריך רק לקרוא נתונים, אל תאפשרו לו לכתוב נתונים. תכננו את פרוטוקול התקשורת שלכם תוך שמירה על עקרון ההרשאה המינימלית.

6. מדיניות אבטחת תוכן (CSP)

השתמשו במדיניות אבטחת תוכן (CSP) כדי להגביל את המקורות מהם ניתן לטעון סקריפטים ואת הפעולות שסקריפטים יכולים לבצע. זה יכול לעזור להפחית את ההשפעה של פגיעויות XSS שעלולות לנבוע מטיפול לא נכון בנתוני postMessage.

7. אימות קלט

אמתו תמיד את המבנה והפורמט של הנתונים שהתקבלו. הגדירו פורמט הודעה ברור וודאו שהנתונים שהתקבלו תואמים לפורמט זה. זה עוזר למנוע התנהגות בלתי צפויה ופגיעויות.

8. סריאליזציה מאובטחת של נתונים

השתמשו בפורמט סריאליזציה מאובטח של נתונים, כגון JSON, כדי לבצע סריאליזציה ודה-סריאליזציה של הודעות. הימנעו משימוש בפורמטים המאפשרים הרצת קוד, כגון eval() או Function().

9. הגבלת גודל ההודעה

הגבילו את גודל ההודעות הנשלחות דרך postMessage. הודעות גדולות עלולות לצרוך משאבים מופרזים ועלולות להוביל להתקפות מניעת שירות.

10. ביקורות אבטחה סדירות

ערכו ביקורות אבטחה סדירות לקוד שלכם כדי לזהות ולטפל בפגיעויות פוטנציאליות. שימו לב במיוחד ליישום של postMessage וודאו שכל הפרקטיקות המומלצות לאבטחה מיושמות.

תרחיש לדוגמה: תקשורת מאובטחת בין Iframe להורה שלו

שקלו תרחיש שבו iframe המתארח ב-https://iframe.example.com צריך לתקשר עם דף האב שלו המתארח ב-https://parent.example.com. ה-iframe צריך לשלוח נתוני משתמש לדף האב לצורך עיבוד.

Iframe (https://iframe.example.com):

// יצירת מפתח סודי משותף (החליפו בשיטת יצירת מפתח מאובטחת)
const sharedSecret = 'YOUR_SECURE_SHARED_SECRET';

// קבלת נתוני משתמש
const userData = {
  name: 'John Doe',
  email: 'john.doe@example.com'
};

// שליחת נתוני המשתמש לדף האב
async function sendUserData(userData) {
  const encoder = new TextEncoder();
  const data = encoder.encode(JSON.stringify(userData));
  const key = await crypto.subtle.importKey(
    "raw",
    encoder.encode(sharedSecret),
    { name: "HMAC", hash: "SHA-256" },
    false,
    ["sign"]
  );
  const signature = await crypto.subtle.sign("HMAC", key, data);
  const signatureArray = Array.from(new Uint8Array(signature));
  const signatureHex = signatureArray.map(b => b.toString(16).padStart(2, '0')).join('');

  const securedMessage = {
    data: userData,
    signature: signatureHex
  };
  parent.postMessage(securedMessage, 'https://parent.example.com');
}

sendUserData(userData);

דף האב (https://parent.example.com):

// מפתח סודי משותף (חייב להתאים למפתח של ה-iframe)
const sharedSecret = 'YOUR_SECURE_SHARED_SECRET';

window.addEventListener('message', async function(event) {
  if (event.origin !== 'https://iframe.example.com') {
    console.warn('Received message from untrusted origin:', event.origin);
    return;
  }

  const securedMessage = event.data;
  const userData = securedMessage.data;
  const receivedSignature = securedMessage.signature;

  const encoder = new TextEncoder();
  const data = encoder.encode(JSON.stringify(userData));
  const key = await crypto.subtle.importKey(
    "raw",
    encoder.encode(sharedSecret),
    { name: "HMAC", hash: "SHA-256" },
    false,
    ["verify"]
  );
  const signature = await crypto.subtle.sign("HMAC", key, data);
  const signatureArray = Array.from(new Uint8Array(signature));
  const signatureHex = signatureArray.map(b => b.toString(16).padStart(2, '0')).join('');


  if (signatureHex === receivedSignature) {
    console.log('Message is authentic!');
    // עיבוד נתוני המשתמש
    console.log('User data:', userData);
  } else {
    console.error('Message signature verification failed!');
  }
});

הערות חשובות:

• החליפו את YOUR_SECURE_SHARED_SECRET במפתח סודי משותף שנוצר באופן מאובטח.
• המפתח הסודי המשותף חייב להיות זהה הן ב-iframe והן בדף האב.
• דוגמה זו משתמשת ב-HMAC-SHA256 לאימות הודעות.

סיכום

ה-API של postMessage הוא כלי רב עוצמה המאפשר תקשורת בין מקורות שונים ביישומי ווב. עם זאת, חיוני להבין את סיכוני האבטחה הפוטנציאליים וליישם דפוסי אבטחה מתאימים כדי לצמצם סיכונים אלו. על ידי מעקב אחר דפוסי האבטחה והפרקטיקות המומלצות המפורטות במדריך זה, תוכלו להשתמש ב-postMessage באופן מאובטח לבניית יישומי ווב חזקים ובטוחים.

זכרו לתת עדיפות תמיד לאבטחה ולהישאר מעודכנים בפרקטיקות האבטחה העדכניות ביותר לפיתוח ווב. בדקו באופן קבוע את הקוד ואת תצורות האבטחה שלכם כדי להבטיח שהיישומים שלכם מוגנים מפני פגיעויות פוטנציאליות.