יישום בידוד ממקור-צולב (Cross-Origin Isolation): אבטחת SharedArrayBuffer ב-JavaScript

בסביבת הווב המורכבת של ימינו, אבטחה היא ערך עליון. בידוד ממקור-צולב (Cross-Origin Isolation או COI) הוא מנגנון אבטחה חיוני המשפר באופן משמעותי את אבטחת יישומי ווב, במיוחד בעת שימוש ב-SharedArrayBuffer של JavaScript. מדריך זה מספק סקירה מקיפה של יישום COI, יתרונותיו ודוגמאות מעשיות שיעזרו לכם לאבטח את יישומי הווב שלכם ביעילות עבור קהל גלובלי.

הבנת בידוד ממקור-צולב (COI)

בידוד ממקור-צולב (COI) הוא תכונת אבטחה המבודדת את הקשר ההרצה (execution context) של יישום הווב שלכם ממקורות אחרים. בידוד זה מונע מאתרים זדוניים לגשת לנתונים רגישים באמצעות התקפות ערוץ-צד (side-channel attacks) כמו Spectre ו-Meltdown. על ידי הפעלת COI, אתם למעשה יוצרים ארגז חול (sandbox) מאובטח יותר עבור היישום שלכם.

לפני COI, דפי אינטרנט היו חשופים בדרך כלל להתקפות שיכלו לנצל את תכונות הביצוע הספקולטיבי (speculative execution) של מעבדים מודרניים. התקפות אלו יכלו לגרום לדליפת נתונים בין מקורות שונים. SharedArrayBuffer, תכונה עוצמתית ב-JavaScript המאפשרת ריבוי-תהליכונים (multithreading) בעל ביצועים גבוהים ביישומי ווב, החמירה סיכונים אלו. COI מפחית סיכונים אלה על ידי הבטחת בידוד מרחב הזיכרון של היישום שלכם.

יתרונות מרכזיים של בידוד ממקור-צולב

• אבטחה משופרת: מפחית התקפות בסגנון Spectre ו-Meltdown על ידי בידוד הקשר ההרצה של היישום שלכם.
• מאפשר שימוש ב-SharedArrayBuffer: מאפשר שימוש בטוח ב-SharedArrayBuffer לריבוי-תהליכונים בעל ביצועים גבוהים.
• גישה לממשקי API חזקים: פותח גישה לממשקי API ווב חזקים אחרים הדורשים COI, כגון טיימרים ברזולוציה גבוהה עם דיוק מוגבר.
• ביצועים משופרים: על ידי מתן האפשרות להשתמש ב-SharedArrayBuffer, יישומים יכולים להעביר משימות עתירות-חישוב ל-worker threads, ובכך לשפר את הביצועים הכוללים.
• הגנה מפני דליפת מידע בין אתרים: מונע מסקריפטים זדוניים ממקורות אחרים לגשת לנתונים רגישים בתוך היישום שלכם.

יישום בידוד ממקור-צולב: מדריך צעד-אחר-צעד

יישום COI כרוך בהגדרת השרת שלכם לשלוח כותרות HTTP ספציפיות המורות לדפדפן לבודד את מקור היישום שלכם. ישנן שלוש כותרות מרכזיות המעורבות:

• Cross-Origin-Opener-Policy (COOP): שולט אילו מקורות יכולים לחלוק קבוצת הקשרי גלישה (browsing context group) עם המסמך שלכם.
• Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP): שולט אילו משאבים מסמך יכול לטעון ממקורות אחרים.
• Cross-Origin-Resource-Policy (CORP): משמש לשליטה על גישה ממקור-צולב למשאבים בהתבסס על המקור המבקש. למרות שאינו *נדרש* באופן מחמיר לתפקוד COI, הוא חשוב כדי להבטיח שבעלי המשאבים יוכלו לשלוט כראוי במי שיכול לגשת למשאביהם ממקור-צולב.

שלב 1: הגדרת כותרת Cross-Origin-Opener-Policy (COOP)

כותרת ה-COOP מבודדת את הקשר הגלישה של היישום שלכם. הגדרתה ל-same-origin מונעת ממסמכים ממקורות שונים לחלוק את אותה קבוצת הקשרי גלישה. קבוצת הקשרי גלישה היא סט של הקשרי גלישה (למשל, לשוניות, חלונות, iframes) החולקים את אותו תהליך. על ידי בידוד ההקשר שלכם, אתם מפחיתים את הסיכון להתקפות ממקור-צולב.

ערך מומלץ: same-origin

דוגמה לכותרת HTTP:

            Cross-Origin-Opener-Policy: same-origin
            

              
                Copy
              
            
          

שלב 2: הגדרת כותרת Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP)

כותרת ה-COEP מונעת מהמסמך שלכם לטעון משאבים ממקורות אחרים שאינם מעניקים הרשאה מפורשת. זה חיוני למניעת הטמעה של סקריפטים או נתונים זדוניים ביישום שלכם על ידי תוקפים. באופן ספציפי, היא מורה לדפדפן לחסום כל משאב ממקור-צולב שאינו מסכים לכך באמצעות כותרת Cross-Origin-Resource-Policy (CORP) או כותרות CORS.

ישנם שני ערכים עיקריים לכותרת ה-COEP:

• require-corp: ערך זה אוכף בידוד קפדני ממקור-צולב. היישום שלכם יכול לטעון רק משאבים המאפשרים במפורש גישה ממקור-צולב (באמצעות CORP או CORS). זהו הערך המומלץ להפעלת COI.
• credentialless: ערך זה מאפשר שליפת משאבים ממקור-צולב ללא שליחת אישורי זהות (עוגיות, כותרות אימות). זה שימושי לטעינת משאבים ציבוריים מבלי לחשוף מידע רגיש. זה גם מגדיר את כותרת הבקשה Sec-Fetch-Mode ל-cors. משאבים המבוקשים בדרך זו עדיין חייבים לשלוח את כותרות ה-CORS המתאימות.

ערך מומלץ: require-corp

דוגמה לכותרת HTTP:

            Cross-Origin-Embedder-Policy: require-corp
            

              
                Copy
              
            
          

אם אתם משתמשים ב-credentialless, הכותרת תיראה כך:

            Cross-Origin-Embedder-Policy: credentialless
            

              
                Copy
              
            
          

שלב 3: הגדרת כותרת Cross-Origin-Resource-Policy (CORP) (אופציונלי אך מומלץ)

כותרת ה-CORP מאפשרת לכם להצהיר על המקור(ות) המורשים לטעון משאב מסוים. למרות שהיא אינה *נדרשת* באופן מחמיר לתפקוד COI בסיסי (הדפדפן יחסום משאבים כברירת מחדל אם COEP מוגדר ואין כותרות CORP/CORS), שימוש ב-CORP מעניק לכם שליטה פרטנית יותר על גישה למשאבים ומונע שבירה לא מכוונת כאשר COEP מופעל.

ערכים אפשריים לכותרת CORP כוללים:

• same-origin: רק משאבים מאותו *מקור* יכולים לטעון משאב זה.
• same-site: רק משאבים מאותו *אתר* (למשל, example.com) יכולים לטעון משאב זה. אתר הוא הדומיין וה-TLD. תת-דומיינים שונים של אותו אתר (למשל, app.example.com ו-blog.example.com) נחשבים לאותו אתר (same-site).
• cross-origin: כל מקור יכול לטעון משאב זה. הדבר דורש הגדרת CORS מפורשת בשרת המגיש את המשאב.

דוגמאות לכותרות HTTP:

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

              
                Copy
              
            
          

דוגמאות לתצורת שרת

שיטת התצורה הספציפית תשתנה בהתאם לשרת הווב שלכם. הנה כמה דוגמאות לתצורות שרת נפוצות:

Apache

בקובץ התצורה של Apache (למשל, .htaccess או httpd.conf), הוסיפו את הכותרות הבאות:

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

              
                Copy
              
            
          

Nginx

בקובץ התצורה של Nginx (למשל, nginx.conf), הוסיפו את הכותרות הבאות לבלוק השרת שלכם:

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

              
                Copy
              
            
          

Node.js (Express)

ביישום Express שלכם, תוכלו להשתמש ב-middleware כדי להגדיר את הכותרות:

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

              
                Copy
              
            
          

כאשר אתם מגישים קבצים סטטיים, ודאו ששרת הקבצים הסטטיים (למשל, express.static) כולל גם הוא את הכותרות הללו.

תצורה גלובלית ב-CDN (למשל, Cloudflare, Akamai)

אם אתם משתמשים ב-CDN, תוכלו להגדיר את הכותרות ישירות בלוח הבקרה של ה-CDN. זה מבטיח שהכותרות יוחלו באופן עקבי על כל הבקשות המוגשות דרך ה-CDN.

אימות בידוד ממקור-צולב

לאחר הגדרת הכותרות, תוכלו לוודא ש-COI מופעל על ידי בדיקה בכלי המפתחים של הדפדפן. בכרום, פתחו את כלי המפתחים ועברו ללשונית "Application". תחת "Frames", בחרו את מקור היישום שלכם. אתם אמורים לראות קטע שכותרתו "Cross-Origin Isolation" המציין ש-COI מופעל. לחלופין, תוכלו להשתמש ב-JavaScript כדי לבדוק את נוכחותו של SharedArrayBuffer ותכונות אחרות התלויות ב-COI:

            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
              
            
          

פתרון בעיות נפוצות

יישום COI עלול לעיתים להוביל לבעיות אם משאבים אינם מוגדרים כראוי לאפשר גישה ממקור-צולב. הנה כמה בעיות ופתרונות נפוצים:

1. שגיאות בטעינת משאבים

אם אתם נתקלים בשגיאות המציינות שמשאבים נחסמים עקב COEP, המשמעות היא שהמשאבים אינם שולחים את כותרות ה-CORP או CORS הנכונות. ודאו שכל המשאבים ממקור-צולב שאתם טוענים מוגדרים עם הכותרות המתאימות.

פתרון:

• עבור משאבים תחת שליטתכם: הוסיפו את כותרת ה-CORP לשרת המגיש את המשאב. אם המשאב מיועד לגישה מכל מקור, השתמשו ב-Cross-Origin-Resource-Policy: cross-origin והגדירו כותרות CORS כדי לאפשר במפורש את המקור שלכם.
• עבור משאבים מ-CDN של צד שלישי: בדקו אם ה-CDN תומך בהגדרת כותרות CORS. אם לא, שקלו לארח את המשאב בעצמכם או להשתמש ב-CDN אחר.

2. שגיאות תוכן מעורב (Mixed Content)

שגיאות תוכן מעורב מתרחשות כאשר אתם טוענים משאבים לא מאובטחים (HTTP) מדף מאובטח (HTTPS). COI דורש שכל המשאבים ייטענו באמצעות HTTPS.

פתרון:

• ודאו שכל המשאבים נטענים באמצעות HTTPS. עדכנו כל כתובת URL מ-HTTP ל-HTTPS.
• הגדירו את השרת שלכם להפנות אוטומטית בקשות HTTP ל-HTTPS.

3. שגיאות CORS

שגיאות CORS מתרחשות כאשר בקשה ממקור-צולב נחסמת מכיוון שהשרת אינו מאפשר גישה מהמקור שלכם.

פתרון:

4. תאימות דפדפנים

אף על פי ש-COI נתמך באופן נרחב על ידי דפדפנים מודרניים, דפדפנים ישנים יותר עשויים שלא לתמוך בו באופן מלא. חשוב לבדוק את היישום שלכם בדפדפנים שונים כדי להבטיח תאימות.

פתרון:

• ספקו מנגנון חלופי (fallback) לדפדפנים ישנים יותר שאינם תומכים ב-COI. זה עשוי לכלול השבתת תכונות הדורשות SharedArrayBuffer או שימוש בטכניקות חלופיות.
• יידעו משתמשים בדפדפנים ישנים שהם עלולים לחוות פונקציונליות או אבטחה מופחתת.

דוגמאות מעשיות ומקרי שימוש

הנה כמה דוגמאות מעשיות לאופן שבו ניתן להשתמש ב-COI ביישומים בעולם האמיתי:

1. עיבוד תמונה בביצועים גבוהים

יישום ווב לעריכת תמונות יכול להשתמש ב-SharedArrayBuffer לביצוע משימות עתירות-חישוב ב-worker threads, כגון החלת פילטרים או שינוי גודל תמונות. COI מבטיח שנתוני התמונה מוגנים מפני התקפות ממקור-צולב.

2. עיבוד אודיו ווידאו

יישומי ווב לעריכת אודיו או וידאו יכולים להשתמש ב-SharedArrayBuffer לעיבוד נתוני אודיו או וידאו בזמן אמת. COI חיוני להגנה על פרטיות תוכן אודיו או וידאו רגיש.

3. סימולציות מדעיות

סימולציות מדעיות מבוססות ווב יכולות להשתמש ב-SharedArrayBuffer לביצוע חישובים מורכבים במקביל. COI מבטיח שנתוני הסימולציה אינם נפגעים על ידי סקריפטים זדוניים.

4. עריכה שיתופית

יישומי ווב לעריכה שיתופית יכולים להשתמש ב-SharedArrayBuffer כדי לסנכרן שינויים בין מספר משתמשים בזמן אמת. COI קריטי לשמירה על שלמות וסודיות המסמך המשותף.

עתיד אבטחת הווב ו-COI

בידוד ממקור-צולב הוא צעד קריטי לעבר ווב מאובטח יותר. ככל שיישומי ווב הופכים מתוחכמים יותר ונסמכים על ממשקי API חזקים יותר, COI יהפוך לחשוב עוד יותר. יצרני הדפדפנים פועלים באופן פעיל לשיפור התמיכה ב-COI ולהקל על מפתחים ליישם אותו. תקני ווב חדשים מפותחים גם כן כדי לשפר עוד יותר את אבטחת הווב.

סיכום

יישום בידוד ממקור-צולב הוא חיוני לאבטחת יישומי ווב המשתמשים ב-SharedArrayBuffer ובממשקי API ווב חזקים אחרים. על ידי ביצוע השלבים המפורטים במדריך זה, תוכלו לשפר באופן משמעותי את אבטחת יישומי הווב שלכם ולהגן על המשתמשים שלכם מפני התקפות ממקור-צולב. זכרו לבדוק בקפידה את היישום שלכם לאחר יישום COI כדי להבטיח שכל המשאבים נטענים כראוי ושהיישום שלכם מתפקד כמצופה. תעדוף האבטחה אינו רק שיקול טכני; זוהי מחויבות לבטיחות ולאמון של בסיס המשתמשים הגלובלי שלכם.