Böngészőbővítmény biztonsági keretrendszer: JavaScript Sandbox implementáció

A böngészőbővítmények javítják a felhasználói élményt és kiterjesztik a böngésző funkcionalitását, de potenciális biztonsági kockázatokat is hordoznak. Egy rosszul megtervezett bővítmény átjáró lehet a rosszindulatú szereplők számára, ami adatvédelmi incidensekhez, cross-site scripting (XSS) támadásokhoz és egyéb biztonsági résekhez vezethet. A robusztus JavaScript sandbox implementálása kulcsfontosságú e kockázatok csökkentéséhez és a felhasználók és adataik biztonságának biztosításához.

A böngészőbővítmények biztonsági kockázatainak megértése

A böngészőbővítmények természetüknél fogva a böngésző funkcióinak és felhasználói adatainak széles skálájához férnek hozzá. Ez a széles körű hozzáférés vonzó célponttá teszi őket a támadók számára. A böngészőbővítményekkel kapcsolatos gyakori biztonsági kockázatok a következők:

• Cross-Site Scripting (XSS): A bővítmények sebezhetőek lehetnek az XSS-támadásokkal szemben, ha nem megfelelően tisztítják meg a felhasználói bemeneteket vagy a webhelyekről kapott adatokat. A támadó rosszindulatú szkripteket injektálhat a bővítménybe, ami lehetővé teszi számára, hogy ellopja a felhasználói hitelesítő adatokat, átirányítsa a felhasználókat adathalász oldalakra, vagy más rosszindulatú műveleteket hajtson végre. Például egy bővítmény, amely a webhelyről származó adatokat megfelelő tisztítás nélkül jeleníti meg, sebezhető lehet, ha a webhely kompromittálódik és rosszindulatú JavaScriptet injektál.
• Adatlopás: A bővítmények hozzáférhetnek és potenciálisan ellophatják a bizalmas felhasználói adatokat, például a böngészési előzményeket, a cookie-kat, a jelszavakat és a hitelkártyaadatokat. A rosszindulatú bővítmények csendben továbbíthatják ezeket az adatokat külső szerverekre a felhasználó tudta nélkül. Képzeljen el egy látszólag ártalmatlan bővítményt, amely azt ígéri, hogy javítja a böngészési élményt, de titokban naplózza az összes felkeresett webhelyet, és elküldi egy támadók által vezérelt távoli szerverre.
• Kódinjektálás: A támadók rosszindulatú kódot injektálhatnak a bővítményekbe, ha azok nincsenek megfelelően védve. Ez a kód ezután felhasználható különféle rosszindulatú műveletek végrehajtására, például a bővítmény viselkedésének módosítására, a felhasználók adathalász oldalakra történő átirányítására vagy hirdetések injektálására a weboldalakba.
• Jogosultság eszkaláció: A bővítmények gyakran bizonyos engedélyeket igényelnek a megfelelő működéshez. A támadók kihasználhatják a bővítményekben lévő sebezhetőségeket, hogy magasabb szintű jogosultságokat szerezzenek, lehetővé téve számukra, hogy több érzékeny adathoz férjenek hozzá, vagy veszélyesebb műveleteket hajtsanak végre.
• Ellátási lánc támadások: A bővítményben használt kompromittált függőségek vagy harmadik féltől származó könyvtárak sebezhetőségeket okozhatnak. Egy látszólag jó hírű könyvtár kompromittálódhat, és rosszindulatú kódot injektálhat az összes azt használó bővítménybe.

A JavaScript Sandboxing fontossága

A JavaScript sandbox egy biztonságos végrehajtási környezet, amely elkülöníti a bővítmény kódját a böngésző többi részétől és az operációs rendszertől. Korlátozza a bővítmény erőforrásokhoz való hozzáférését, és megakadályozza a jogosulatlan műveletek végrehajtását. A bővítmény kódjának elkülönítésével a sandbox jelentősen csökkentheti a biztonsági rések hatását.

Vegyünk egy olyan esetet, amikor egy bővítmény sebezhetőséget tartalmaz, amely lehetővé teszi egy támadó számára, hogy rosszindulatú JavaScriptet injektáljon. Sandbox nélkül ez a rosszindulatú kód hozzáférhet a felhasználó cookie-jaihoz, böngészési előzményeihez és más érzékeny adataihoz. Egy sandbox használatával azonban a rosszindulatú kód a sandbox környezetére korlátozódik, és nem tud hozzáférni ezekhez az erőforrásokhoz.

JavaScript Sandbox implementációs stratégiák

Számos stratégia alkalmazható a JavaScript sandboxok böngészőbővítményekhez történő implementálására. A leggyakoribb megközelítések a következők:

1. Tartalom biztonsági irányelv (CSP)

A Content Security Policy (CSP) egy webbiztonsági szabvány, amely lehetővé teszi a fejlesztők számára, hogy szabályozzák azokat az erőforrásokat, amelyeket a böngésző betölthet egy adott weboldalhoz vagy bővítményhez. Szigorú CSP meghatározásával megakadályozhatja, hogy a bővítmény nem megbízható szkripteket, stílusokat és egyéb erőforrásokat töltsön be, ezáltal csökkentve az XSS-támadások és egyéb biztonsági rések kockázatát.

Hogyan működik a CSP: A CSP úgy működik, hogy irányelvek halmazát definiálja, amelyek meghatározzák azokat a forrásokat, amelyekből a böngésző betöltheti az erőforrásokat. Például a `script-src` irányelv szabályozza azokat a forrásokat, amelyekből szkriptek tölthetők be, míg a `style-src` irányelv azokat a forrásokat, amelyekből stílusok tölthetők be. Egy tipikus CSP így nézhet ki:

            Content-Security-Policy: default-src 'self'; script-src 'self' https://example.com; style-src 'self' 'unsafe-inline';
            

              
                Copy
              
            
          

Ez a CSP lehetővé teszi a böngésző számára, hogy ugyanabból a forrásból (`'self'`) és a `https://example.com` címről származó szkripteket töltsön be. Lehetővé teszi a beágyazott stílusokat is (`'unsafe-inline'`), de ezt lehetőség szerint kerülni kell, mivel növelheti az XSS-támadások kockázatát.

CSP bővítményekhez: A böngészőbővítmények esetében a CSP általában a bővítmény manifest fájljában (`manifest.json`) van definiálva. A manifest fájl `content_security_policy` mezője határozza meg a bővítmény CSP-jét. Például:

            {
  "manifest_version": 3,
  "name": "My Extension",
  "version": "1.0",
  "content_security_policy": {
    "extension_pages": "default-src 'self'; script-src 'self'; style-src 'self' 'unsafe-inline'"
  }
}
            

              
                Copy
              
            
          

Ez a CSP a bővítmény oldalaira (pl. felugró ablak, beállítások oldal) vonatkozik. Lehetővé teszi az erőforrások betöltését ugyanabból a forrásból, és engedélyezi a beágyazott stílusokat. A tartalom szkriptek esetében általában a `content_security_policy` -> `content_scripts` elemet kell használnia, de ezt nem minden böngészőszolgáltató és manifest verzió támogatja univerzálisan. Alaposan tesztelje.

A CSP előnyei:

• Csökkenti az XSS-támadások kockázatát: A szkriptek betöltésének forrásainak szabályozásával a CSP megakadályozhatja, hogy a támadók rosszindulatú szkripteket injektáljanak a bővítménybe.
• Biztonságos kódolási gyakorlatokat kényszerít ki: A CSP arra ösztönzi a fejlesztőket, hogy biztonságos kódolási gyakorlatokat alkalmazzanak, például kerüljék a beágyazott szkripteket és stílusokat.
• Védelmi mélységet biztosít: A CSP további biztonsági rétegként működik, még akkor is, ha más biztonsági intézkedések kudarcot vallanak.

A CSP korlátai:

• Bonyolult lehet a konfigurálása: A CSP helyes konfigurálása kihívást jelenthet, különösen a komplex bővítmények esetében.
• Megtörheti a meglévő funkcionalitást: A szigorú CSP-k néha megtörhetik a meglévő funkcionalitást, ami megköveteli a fejlesztőktől a kód átalakítását.
• Nem foglalkozik minden biztonsági kockázattal: A CSP csak bizonyos típusú biztonsági kockázatokkal foglalkozik, például az XSS-támadásokkal. Nem véd más típusú sebezhetőségek ellen, például az adatlopás vagy a kódinjektálás ellen.

2. Elszigetelt világok (tartalom szkriptek)

Az elszigetelt világok külön végrehajtási környezetet biztosítanak a tartalom szkriptek számára, amelyek a weboldalak kontextusában futó szkriptek. A tartalom szkriptek hozzáférhetnek a weboldal DOM-jához, de el vannak szigetelve a weboldal JavaScript-kódjától. Ez az elkülönítés megakadályozza, hogy a tartalom szkriptek zavarják a weboldal funkcionalitását, és megvédi a bővítményt a weboldalon található rosszindulatú kódtól. A Chrome-ban az elszigetelt világok az alapértelmezettek, és erősen ajánlott gyakorlat. A Firefox egy kissé eltérő, de koncepcionálisan hasonló mechanizmust alkalmaz.

Hogyan működnek az elszigetelt világok: Minden tartalom szkript saját elszigetelt világában fut, amelynek saját JavaScript objektum- és változókészlete van. Ez azt jelenti, hogy a tartalom szkript nem férhet hozzá közvetlenül a weboldal JavaScript kódjához vagy adataihoz, és fordítva. A tartalom szkript és a weboldal közötti kommunikációhoz a `window.postMessage()` API-t használhatja.

Példa: Tegyük fel, hogy van egy tartalom szkriptje, amely egy gombot ad hozzá egy weboldalhoz. A tartalom szkript hozzáférhet a weboldal DOM-jához, és beszúrhatja a gombelemet. A tartalom szkript azonban nem férhet hozzá közvetlenül a weboldal JavaScript kódjához, hogy eseményfigyelőt csatoljon a gombhoz. Ehelyett a tartalom szkriptnek a `window.postMessage()` használatával kell üzenetet küldenie a weboldalnak, és a weboldal JavaScript kódjának kell csatolnia az eseményfigyelőt a gombhoz.

Az elszigetelt világok előnyei:

• Megakadályozza, hogy a tartalom szkriptek zavarják a weboldalakat: Az elszigetelt világok megakadályozzák, hogy a tartalom szkriptek véletlenül vagy szándékosan módosítsák a weboldal JavaScript kódját vagy adatait.
• Megvédi a bővítményeket a rosszindulatú weboldalaktól: Az elszigetelt világok megakadályozzák, hogy a rosszindulatú weboldalak kódot injektáljanak a bővítménybe, vagy adatokat lopjanak a bővítményből.
• Egyszerűsíti a bővítményfejlesztést: Az elszigetelt világok megkönnyítik a bővítmények fejlesztését, mivel nem kell aggódnia amiatt, hogy a kódja ütközik a weboldal kódjával.

Az elszigetelt világok korlátai:

• Üzenetküldést igényel a kommunikációhoz: A tartalom szkript és a weboldal közötti kommunikáció üzenetküldést igényel, ami bonyolultabb lehet, mint a közvetlen hozzáférés.
• Nem véd minden biztonsági kockázattól: Az elszigetelt világok csak bizonyos típusú biztonsági kockázatoktól védenek, például a weboldalakba való beavatkozástól. Nem véd más típusú sebezhetőségek ellen, például az adatlopás vagy a kódinjektálás ellen magán a tartalom szkripten belül.

3. Web Workers

A Web Workers lehetőséget biztosít a JavaScript kód háttérben történő futtatására, függetlenül a böngésző fő szálától. Ez javíthatja a bővítmények teljesítményét, mivel a hosszú ideig futó feladatok átkerülhetnek a háttérszálra. A Web Workers korlátozott hozzáféréssel rendelkeznek a DOM-hoz is, ami javíthatja a biztonságot.

Hogyan működnek a Web Workers: A Web Workers külön szálon futnak, és saját globális hatókörrel rendelkeznek. Nem férhetnek hozzá közvetlenül a DOM-hoz vagy a `window` objektumhoz. A fő szálral való kommunikációhoz a `postMessage()` API-t használhatja.

Példa: Tegyük fel, hogy van egy bővítménye, amely számításigényes feladatot hajt végre, például képet dolgoz fel. Ezt a feladatot átadhatja egy Web Workernek, hogy megakadályozza a bővítmény lefagyását a böngészőben. A Web Worker megkapja a képadatait a fő száltól, elvégzi a feldolgozást, majd visszaküldi a feldolgozott képadatokat a fő szálnak.

A Web Workers előnyei:

• Javítja a teljesítményt: A kód háttérben történő futtatásával a Web Workers javíthatják a bővítmények teljesítményét.
• Növeli a biztonságot: A Web Workers korlátozott hozzáféréssel rendelkeznek a DOM-hoz, ami csökkentheti az XSS-támadások kockázatát.
• Egyszerűsíti a bővítményfejlesztést: A Web Workers leegyszerűsíthetik a bővítmények fejlesztését, mivel a komplex feladatokat átadhatja a háttérszálnak.

A Web Workers korlátai:

• Korlátozott DOM-hozzáférés: A Web Workers nem férhetnek hozzá közvetlenül a DOM-hoz, ami megnehezítheti bizonyos feladatok elvégzését.
• Üzenetküldést igényel a kommunikációhoz: A Web Worker és a fő szál közötti kommunikáció üzenetküldést igényel, ami bonyolultabb lehet, mint a közvetlen hozzáférés.
• Nem foglalkozik minden biztonsági kockázattal: A Web Workers csak bizonyos típusú biztonsági kockázatoktól védenek, például a DOM-manipulációval kapcsolatos XSS-támadásoktól. Nem véd más típusú sebezhetőségek ellen, például az adatlopás ellen magán a worker-en belül.

4. Shadow DOM

A Shadow DOM lehetővé teszi egy komponens stílusának és szerkezetének beágyazását, megakadályozva, hogy azt a környező oldal stílusai és szkriptjei befolyásolják. Ez hasznos lehet újrafelhasználható felhasználói felületi komponensek létrehozásához, amelyek el vannak szigetelve a weboldal többi részétől. Bár önmagában nem teljes biztonsági megoldás, segít megakadályozni a nem szándékos stílus- vagy szkript interferenciát.

Hogyan működik a Shadow DOM: A Shadow DOM létrehoz egy külön DOM fát, amely a fő DOM fában lévő elemhez van csatolva. A Shadow DOM fa el van szigetelve a fő DOM fától, ami azt jelenti, hogy a fő DOM fában lévő stílusok és szkriptek nem befolyásolhatják a Shadow DOM fát, és fordítva.

Példa: Tegyük fel, hogy van egy bővítménye, amely egyéni gombot ad hozzá egy weboldalhoz. A Shadow DOM használatával beágyazhatja a gomb stílusát és szerkezetét, megakadályozva, hogy azt a weboldal stílusai és szkriptjei befolyásolják. Ez biztosítja, hogy a gomb mindig ugyanúgy nézzen ki és viselkedjen, függetlenül attól, hogy melyik weboldalba van beszúrva.

A Shadow DOM előnyei:

• Beágyazza a stílust és a szerkezetet: A Shadow DOM megakadályozza, hogy a környező oldal stílusai és szkriptjei befolyásolják a komponenst.
• Újrafelhasználható felhasználói felületi komponenseket hoz létre: A Shadow DOM megkönnyíti a weboldal többi részétől elszigetelt, újrafelhasználható felhasználói felületi komponensek létrehozását.
• Növeli a biztonságot: A Shadow DOM bizonyos szintű elkülönítést biztosít, megakadályozva a nem szándékos stílus- vagy szkript interferenciát.

A Shadow DOM korlátai:

• Nem teljes biztonsági megoldás: A Shadow DOM nem biztosít teljes biztonsági elkülönítést, és más biztonsági intézkedésekkel együtt kell használni.
• Bonyolult lehet a használata: A Shadow DOM használata bonyolult lehet, különösen a komplex komponensek esetében.

A JavaScript Sandboxok implementálásának legjobb gyakorlatai

A JavaScript sandbox implementálása nem egy mindenre jó megoldás. A legjobb megközelítés a bővítmény konkrét követelményeitől és az általa tapasztalt biztonsági kockázatoktól függ. Néhány általános bevált gyakorlat azonban segíthet biztosítani a sandbox hatékonyságát:

• Alkalmazza a legkisebb jogosultság elvét: Csak a bővítmény számára szükséges legkisebb engedélyeket adja meg a tervezett funkciók végrehajtásához. Kerülje a felesleges engedélyek kérését, mert ez növelheti a támadási felületet. Például, ha egy bővítménynek csak az aktuális lap URL-címéhez kell hozzáférnie, ne kérjen engedélyt az összes webhely eléréséhez.
• Tisztítsa meg a felhasználói bemeneteket: Mindig tisztítsa meg a felhasználói bemeneteket és a webhelyekről kapott adatokat az XSS-támadások megelőzése érdekében. Használjon megfelelő escaping és kódolási technikákat annak biztosítására, hogy a felhasználók által megadott adatokat ne lehessen kódként értelmezni. Fontolja meg egy dedikált tisztító könyvtár használatát a feladat megkönnyítése érdekében.
• Érvényesítse az adatokat: Érvényesítsen minden külső forrásból kapott adatot, hogy azok a várt formátumban és tartományban legyenek. Ez segíthet megelőzni a váratlan hibákat és a biztonsági rések előfordulását. Például, ha egy bővítmény számot vár, érvényesítse, hogy a kapott adat valóban szám, mielőtt használná.
• Alkalmazzon biztonságos kódolási gyakorlatokat: Kövesse a biztonságos kódolási gyakorlatokat, például kerülje az `eval()` és más potenciálisan veszélyes függvények használatát. Használjon statikus elemző eszközöket a kód potenciális biztonsági réseinek azonosítására.
• Tartsa naprakészen a függőségeket: Rendszeresen frissítsen minden függőséget és harmadik féltől származó könyvtárat, hogy azok a ismert biztonsági rések ellen javítva legyenek. Iratkozzon fel a biztonsági tanácsokra, hogy tájékozódjon az új sebezhetőségekről.
• Hajtson végre rendszeres biztonsági auditokat: Végezzen rendszeres biztonsági auditokat a bővítményen a potenciális biztonsági rések azonosítása és kezelése érdekében. Fontolja meg egy biztonsági szakértő felvételét a professzionális biztonsági audit elvégzéséhez.
• Figyelje a bővítmény tevékenységét: Figyelje a bővítmény tevékenységét a gyanús viselkedés, például a túlzott hálózati kérések vagy a váratlan adathozzáférés szempontjából. Implementáljon naplózási és riasztási mechanizmusokat a potenciális biztonsági incidensek észleléséhez.
• Használjon kombinált technikákat: Több sandbox technika, például a CSP, az elszigetelt világok és a Web Workers kombinálása robusztusabb védelmet nyújthat a biztonsági fenyegetések ellen.

Példa forgatókönyv: Felhasználói bevitel biztonságos kezelése

Vegyünk egy példát egy olyan bővítményre, amely lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy megjegyzéseket küldjenek a weboldalakra. Megfelelő biztonsági intézkedések nélkül ez a bővítmény sebezhető lehet az XSS-támadásokkal szemben. Íme, hogyan implementálhat egy biztonságos megoldást:

1. Használjon szigorú CSP-t: Definiáljon egy CSP-t, amely korlátozza a szkriptek betöltésének forrásait. Ez megakadályozza, hogy a támadók rosszindulatú szkripteket injektáljanak a bővítménybe.
2. Tisztítsa meg a felhasználói bemenetet: A felhasználó megjegyzésének megjelenítése előtt tisztítsa meg azt, hogy eltávolítsa az esetlegesen káros HTML tageket vagy JavaScript kódot. Használjon dedikált tisztító könyvtárat, például a DOMPurify-t annak biztosítására, hogy a tisztítás hatékony legyen.
3. Használjon paraméterezett lekérdezéseket: Ha a bővítmény adatbázisban tárolja a felhasználó megjegyzéseit, használjon paraméterezett lekérdezéseket az SQL injekciós támadások megakadályozása érdekében. A paraméterezett lekérdezések biztosítják, hogy a felhasználók által megadott adatokat adatként, ne kódként kezeljék.
4. Kódolja a kimenetet: A felhasználó megjegyzésének megjelenítésekor kódolja azt, hogy megakadályozza annak HTML vagy JavaScript kódként való értelmezését. Használjon megfelelő kódolási technikákat, például HTML kódolást, hogy a kimenet biztonságos legyen.

Ezen biztonsági intézkedések végrehajtásával jelentősen csökkentheti az XSS-támadások kockázatát, és megvédheti felhasználóit a károktól.

A Sandbox tesztelése és auditálása

• Penetrációs tesztelés: Szimuláljon valós támadásokat a sebezhetőségek azonosítására. Béreljen etikus hackereket, hogy megpróbálják megkerülni a biztonsági intézkedéseit.
• Statikus elemzés: Használjon eszközöket a kód automatikus elemzésére a potenciális gyengeségek szempontjából.
• Dinamikus elemzés: Figyelje a bővítmény viselkedését futás közben az anomáliák észleléséhez.
• Kódfelülvizsgálatok: Tapasztalt fejlesztők végezzenek kódfelülvizsgálatot a biztonsági hibák szempontjából.
• Fuzzing: Adjon meg érvénytelen vagy váratlan bemenetet a bővítménynek, hogy lássa, hogyan kezeli azt.

Esettanulmányok

Esettanulmány 1: Jelszókezelő bővítmény védelme

Egy népszerű jelszókezelő bővítményben volt egy sebezhetőség, amely lehetővé tette a támadók számára, hogy ellopják a felhasználói jelszavakat. A sebezhetőséget a megfelelő bemeneti tisztítás hiánya okozta. A bővítményt újratervezték szigorú CSP-vel, bemeneti tisztítással és az érzékeny adatok titkosításával. Ez drasztikusan javította a bővítmény biztonságát, és megakadályozta a további jelszólopásokat. A bővítmény biztonságának fenntartása érdekében most rendszeres biztonsági auditokat végeznek.

Esettanulmány 2: Böngészőalapú kriptovaluta pénztárca védelme

Egy kriptovaluta pénztárca bővítmény sebezhető volt az XSS-támadásokkal szemben, ami lehetővé tette a támadók számára, hogy ellopják a felhasználói pénzeszközeit. A bővítményt elszigetelt világokkal, biztonságos üzenetküldéssel és egy Web Workerben megvalósított tranzakcióaláírással tervezték újra. Mostantól minden érzékeny művelet a biztonságos Web Worker környezetben zajlik. Ez jelentősen csökkentette az alapok ellopásának kockázatát.

A böngészőbővítmények biztonságának jövőbeli trendjei

• Részletesebb engedélyek: A böngészőgyártók részletesebb engedélyeket vezetnek be, lehetővé téve a felhasználók számára, hogy engedélyeket adjanak a bővítményeknek, hogy csak akkor férhessenek hozzá bizonyos erőforrásokhoz, amikor azokra szükség van.
• Továbbfejlesztett CSP: A CSP egyre kifinomultabbá válik, új irányelvekkel és funkciókkal, amelyek nagyobb irányítást biztosítanak a bővítmény által betölthető erőforrások felett.
• WebAssembly (Wasm) Sandboxing: A Wasm hordozható és biztonságos végrehajtási környezetet biztosít a kód számára. A bővítmény kódjának sandboxolására és a teljesítmény javítására használják.
• Formális ellenőrzés: A bővítmény kódjának helyességének és biztonságának formális ellenőrzésére szolgáló technikák fejlesztés alatt állnak.
• AI-alapú biztonság: Az AI-t a böngészőbővítmények biztonsági fenyegetéseinek felderítésére és megelőzésére használják. A gépi tanulási modellek azonosíthatják a rosszindulatú mintákat, és automatikusan blokkolhatják a gyanús tevékenységeket.

Következtetés

A böngészőbővítményekkel kapcsolatos biztonsági kockázatok megértésével és a megfelelő sandbox technikák implementálásával a fejlesztők hozzájárulhatnak egy biztonságosabb és biztonságosabb böngészési élményhez mindenki számára. Ne felejtse el tájékozódni a legújabb biztonsági fenyegetésekről és a bevált gyakorlatokról, és folyamatosan javítsa a bővítményei biztonságát.