Frontend Service Worker kešatmiņas sadalīšana: uz izcelsmi balstīta kešatmiņas izolācija

Nepārtraukti mainīgajā tīmekļa izstrādes vidē veiktspējas un drošības optimizācija ir vissvarīgākā. Servisa darbinieki (service workers), spēcīgi rīki bezsaistes iespēju nodrošināšanai un ielādes laiku uzlabošanai, arī rada potenciālas drošības ievainojamības, ja ar tiem nerīkojas uzmanīgi. Viena no svarīgākajām metodēm šo risku mazināšanai un lietotāju privātuma uzlabošanai ir Frontend Service Worker kešatmiņas sadalīšana ar uz izcelsmi balstītu kešatmiņas izolāciju. Šī visaptverošā rokasgrāmata iedziļināsies šīs būtiskās metodes koncepcijās, priekšrocībās, ieviešanā un labākajās praksēs.

Kas ir kešatmiņas sadalīšana?

Kešatmiņas sadalīšana, servisa darbinieku kontekstā, attiecas uz praksi izolēt kešatmiņā saglabātos resursus, pamatojoties uz to izcelsmi. Bez sadalīšanas servisa darbinieks potenciāli var piekļūt kešatmiņā saglabātajiem resursiem no dažādām izcelsmēm, kas rada drošības riskus un potenciālu datu noplūdi. Tas ir īpaši svarīgi scenārijos, kur iesaistīti trešo pušu skripti vai resursi.

Iedomājieties vietni, kas izmanto koplietojamu satura piegādes tīklu (CDN) tādām populārām bibliotēkām kā jQuery vai Bootstrap. Bez kešatmiņas sadalīšanas, ļaunprātīgs skripts, kas ievietots vienā vietnē, varētu potenciāli piekļūt un manipulēt ar citas vietnes kešatmiņā saglabātajiem resursiem, kura izmanto to pašu CDN, kas varētu novest pie starpvietņu skriptošanas (XSS) uzbrukuma vai citām drošības ievainojamībām.

Uz izcelsmi balstīta kešatmiņas izolācija ir specifisks kešatmiņas sadalīšanas veids, kurā resursi tiek glabāti un izgūti, pamatojoties uz to izcelsmi (shēmu, resursdatora nosaukumu un portu). Tas nodrošina, ka servisa darbinieks var piekļūt tikai resursiem no tās pašas izcelsmes kā vietne, kuru tas apkalpo.

Kāpēc uz izcelsmi balstīta kešatmiņas izolācija ir svarīga?

Uz izcelsmi balstīta kešatmiņas izolācija piedāvā vairākas galvenās priekšrocības:

• Uzlabota drošība: Novērš starpizcelsmju piekļuvi kešatmiņā saglabātajiem resursiem, mazinot XSS uzbrukumu un citu drošības ievainojamību risku.
• Uzlabots privātums: Ierobežo iespēju izsekot lietotājus dažādās vietnēs, izolējot kešatmiņā saglabātos datus, pamatojoties uz izcelsmi.
• Uzlabota veiktspēja: Potenciāli var uzlabot kešatmiņas trāpījumu rādītājus, samazinot kešatmiņas piesārņojuma risku no nesaistītiem resursiem.
• Atbilstība drošības standartiem: Atbilst labākajām praksēm un drošības ieteikumiem tīmekļa lietotņu izstrādē.

Drošības risku izpratne bez kešatmiņas sadalīšanas

Lai pilnībā novērtētu uz izcelsmi balstītas kešatmiņas izolācijas nozīmi, ir būtiski izprast drošības riskus, kas saistīti ar koplietojamu kešatmiņu:

Starpvietņu skriptošanas (XSS) uzbrukumi

Kā minēts iepriekš, ļaunprātīgs skripts, kas ievietots vienā vietnē, varētu potenciāli piekļūt un manipulēt ar citas vietnes kešatmiņā saglabātajiem resursiem. Tas ļautu uzbrucējam ievietot ļaunprātīgu kodu likumīgās vietnēs, nozagt lietotāju akreditācijas datus vai veikt citas kaitīgas darbības.

Datu noplūde

Bez kešatmiņas sadalīšanas, sensitīvi dati, ko kešatmiņā saglabājusi viena vietne, varētu būt pieejami citai vietnei. Tas varētu novest pie personiskās informācijas, finanšu datu vai citas konfidenciālas informācijas noplūdes.

Kešatmiņas saindēšana

Uzbrucējs varētu potenciāli ievietot ļaunprātīgus resursus kešatmiņā, kuri pēc tam tiktu pasniegti nenojaušošiem lietotājiem. Tas varētu novest pie ļaunprātīga koda izpildes vai maldinoša satura parādīšanas.

Uz izcelsmi balstītas kešatmiņas izolācijas ieviešana

Uz izcelsmi balstītas kešatmiņas izolācijas ieviešana parasti ietver šādus soļus:

1. Atsevišķu kešatmiņu nosaukumu izmantošana katrai izcelsmei

Vienkāršākā pieeja ir izmantot atšķirīgu kešatmiņas nosaukumu katrai izcelsmei. Tas nodrošina, ka resursi no dažādām izcelsmēm tiek glabāti atsevišķās kešatmiņās, novēršot starpizcelsmju piekļuvi.

Šeit ir piemērs, kā to ieviest servisa darbiniekā:

const CACHE_NAME = 'my-site-cache-' + self.location.hostname;
const urlsToCache = [
  '/',
  '/styles/main.css',
  '/script/main.js'
];

self.addEventListener('install', function(event) {
  // Veic instalēšanas soļus
  event.waitUntil(
    caches.open(CACHE_NAME)
      .then(function(cache) {
        console.log('Kešatmiņa atvērta');
        return cache.addAll(urlsToCache);
      })
  );
});

self.addEventListener('fetch', function(event) {
  event.respondWith(
    caches.match(event.request)
      .then(function(response) {
        // Kešatmiņas trāpījums - atgriezt atbildi
        if (response) {
          return response;
        }

        // SVARĪGI: Klonējiet pieprasījumu.
        // Pieprasījums ir straume, un to var patērēt tikai vienu reizi. Tā kā mēs to patērējam
        // vienreiz kešatmiņai un vienreiz pārlūkam priekš fetch, mums ir jāklonē atbilde.
        var fetchRequest = event.request.clone();

        return fetch(fetchRequest).then(
          function(response) {
            // Pārbaudiet, vai saņēmām derīgu atbildi
            if(!response || response.status !== 200 || response.type !== 'basic') {
              return response;
            }

            // SVARĪGI: Klonējiet atbildi.
            // Atbilde ir straume, un to ir nepieciešams patērēt tikai vienu reizi.
            var responseToCache = response.clone();

            caches.open(CACHE_NAME)
              .then(function(cache) {
                cache.put(event.request, responseToCache);
              });

            return response;
          }
        );
      })
    );
});

Šajā piemērā CACHE_NAME tiek dinamiski ģenerēts, pamatojoties uz vietnes resursdatora nosaukumu. Tas nodrošina, ka katrai vietnei ir sava veltīta kešatmiņa.

2. Cache API funkciju izmantošana (piemēram, Vary galvene)

Cache API nodrošina tādas funkcijas kā Vary galveni, ko var izmantot, lai atšķirtu kešatmiņā saglabātos resursus, pamatojoties uz pieprasījuma galvenēm. Lai gan tas nav tieši saistīts ar izcelsmi, Vary galveni var izmantot, lai uzlabotu kešatmiņas efektivitāti un novērstu nejaušu resursu koplietošanu starp izcelsmēm.

Vary galvene informē pārlūku, ka serveris var atgriezt dažādas atbildes, pamatojoties uz noteiktu pieprasījuma galveņu vērtībām. Piemēram, ja vietne pasniedz atšķirīgu saturu, pamatojoties uz Accept-Language galveni, tai atbildē jāiekļauj Vary: Accept-Language galvene.

3. Apakšresursu integritātes (SRI) ieviešana

Apakšresursu integritāte (SRI) ir drošības funkcija, kas ļauj pārlūkiem pārbaudīt, vai faili, kas ielādēti no CDN vai citiem trešo pušu avotiem, nav tikuši mainīti. Iekļaujot integritātes atribūtu <script> vai <link> tagā, jūs varat nodrošināt, ka pārlūks izpilda vai piemēro resursu tikai tad, ja tas atbilst gaidītajai jaucējvērtībai (hash).

<script
  src="https://example.com/script.js"
  integrity="sha384-oqVuAfXRKap7fdgcCY5uykM6+R9GqQ8K/uxy9rx7HNQlGYl1kPzQho1wx4JwE8wc"
  crossorigin="anonymous"></script>

Lai gan SRI tieši neievieš kešatmiņas sadalīšanu, tas nodrošina papildu drošības slāni, pārliecinoties, ka kešatmiņā saglabātie resursi nav kompromitēti.

4. Satura drošības politika (CSP)

Satura drošības politika (CSP) ir spēcīgs drošības mehānisms, kas ļauj kontrolēt resursus, kurus pārlūks drīkst ielādēt konkrētai vietnei. Definējot CSP, jūs varat liegt pārlūkam ielādēt resursus no neuzticamiem avotiem, mazinot XSS uzbrukumu un citu drošības ievainojamību risku.

CSP parasti tiek definēts, izmantojot Content-Security-Policy HTTP galveni vai <meta> tagu. Tas sastāv no virknes direktīvu, kas norāda atļautos avotus dažādu veidu resursiem, piemēram, skriptiem, stila lapām, attēliem un fontiem.

Piemēram, šāda CSP direktīva ierobežo skriptu ielādi tikai no tās pašas izcelsmes:

Content-Security-Policy: script-src 'self'

Līdzīgi kā SRI, CSP tieši neievieš kešatmiņas sadalīšanu, bet tas nodrošina svarīgu aizsardzības slāni pret starpvietņu skriptošanas uzbrukumiem, kurus var saasināt koplietojamas kešatmiņas.

Labākās prakses kešatmiņas sadalīšanas ieviešanai

Lai efektīvi ieviestu kešatmiņas sadalīšanu, ievērojiet šādas labākās prakses:

• Izmantojiet konsekventus kešatmiņu nosaukumu veidošanas noteikumus: Izveidojiet skaidru un konsekventu nosaukumu veidošanas konvenciju savām kešatmiņām, lai nodrošinātu, ka resursi tiek pareizi izolēti.
• Regulāri atjauniniet savas kešatmiņas: Ieviesiet stratēģiju regulārai kešatmiņu atjaunināšanai, lai nodrošinātu, ka lietotājiem vienmēr tiek pasniegta jaunākā jūsu vietnes versija.
• Apstrādājiet kešatmiņas atjauninājumus saudzīgi: Ieviesiet mehānismu, kas saudzīgi apstrādā kešatmiņas atjauninājumus, lai netraucētu lietotāja pieredzi. Tas var ietvert versiju shēmas izmantošanu vai fona atjaunināšanas procesu.
• Testējiet savu kešatmiņas sadalīšanas ieviešanu: Rūpīgi pārbaudiet savu kešatmiņas sadalīšanas ieviešanu, lai pārliecinātos, ka tā darbojas, kā paredzēts, un ka tā neievieš jaunas drošības ievainojamības.
• Pārraugiet savas kešatmiņas: Pārraugiet savas kešatmiņas, lai nodrošinātu, ka tās darbojas optimāli un ka tām nav problēmu.
• Apsveriet CDN kešatmiņu: Ja izmantojat CDN, pārliecinieties, ka tas ir pareizi konfigurēts, lai ievērotu uz izcelsmi balstītu kešatmiņu. Daudzi CDN piedāvā funkcijas kešatmiņā saglabāto resursu izolēšanai, pamatojoties uz izcelsmi.

Kešatmiņas sadalīšanas piemēri reālās pasaules lietotnēs

Kešatmiņas sadalīšana tiek plaši izmantota dažādās reālās pasaules lietotnēs, lai uzlabotu drošību, privātumu un veiktspēju. Šeit ir daži piemēri:

• E-komercijas vietnes: E-komercijas vietnes izmanto kešatmiņas sadalīšanu, lai aizsargātu sensitīvus lietotāju datus, piemēram, kredītkaršu informāciju un pirkumu vēsturi. Izolējot kešatmiņā saglabātos datus, pamatojoties uz izcelsmi, tās var novērst nesankcionētu piekļuvi šai informācijai.
• Sociālo mediju platformas: Sociālo mediju platformas izmanto kešatmiņas sadalīšanu, lai novērstu starpvietņu skriptošanas uzbrukumus un aizsargātu lietotāju privātumu. Izolējot kešatmiņā saglabātos datus, pamatojoties uz izcelsmi, tās var novērst ļaunprātīgu skriptu piekļuvi lietotāju kontiem vai personiskās informācijas zagšanu.
• Tiešsaistes banku lietotnes: Tiešsaistes banku lietotnes izmanto kešatmiņas sadalīšanu, lai aizsargātu sensitīvus finanšu datus. Izolējot kešatmiņā saglabātos datus, pamatojoties uz izcelsmi, tās var novērst nesankcionētu piekļuvi kontu atlikumiem, darījumu vēsturei un citai konfidenciālai informācijai.
• Satura pārvaldības sistēmas (CMS): CMS platformas izmanto kešatmiņas sadalīšanu, lai izolētu saturu un novērstu starpvietņu skriptošanas uzbrukumus. Katrai vietnei, kas mitināta platformā, parasti ir sava veltīta kešatmiņa.

Rīki un resursi kešatmiņas sadalīšanas ieviešanai

Vairāki rīki un resursi var palīdzēt jums efektīvi ieviest kešatmiņas sadalīšanu:

• Workbox: Workbox ir JavaScript bibliotēku un rīku apkopojums, kas atvieglo uzticamu, augstas veiktspējas tīmekļa lietotņu izveidi. Tas nodrošina moduļus kešatmiņai, maršrutēšanai un citiem ar servisa darbiniekiem saistītiem uzdevumiem.
• Lighthouse: Lighthouse ir atvērtā koda, automatizēts rīks tīmekļa lapu kvalitātes uzlabošanai. Tas veic auditus veiktspējai, pieejamībai, progresīvajām tīmekļa lietotnēm, SEO un citiem aspektiem. Izmantojiet to, lai auditētu kešatmiņas efektivitāti.
• Pārlūka izstrādātāju rīki: Pārlūka izstrādātāju rīki sniedz plašu informāciju par kešatmiņas darbību, ieskaitot kešatmiņas trāpījumu rādītājus, kešatmiņas lielumu un kešatmiņas derīguma termiņus. Izmantojiet šos rīkus, lai pārraudzītu savas kešatmiņas un identificētu potenciālās problēmas.
• Tīmekļa drošības kontrolsaraksti: Konsultējieties ar tīmekļa drošības kontrolsarakstiem un labākajām praksēm, lai nodrošinātu, ka pareizi ieviešat kešatmiņas sadalīšanu un risināt citas potenciālās drošības ievainojamības. OWASP (Open Web Application Security Project) ir lielisks resurss.

Kešatmiņas sadalīšanas nākotne

Kešatmiņas sadalīšanas nākotne, visticamāk, ietvers vēl sarežģītākas metodes kešatmiņā saglabāto resursu izolēšanai un drošības uzlabošanai. Daži potenciālie nākotnes attīstības virzieni ietver:

• Granulārāka kešatmiņas sadalīšana: Tā vietā, lai sadalītu tikai pēc izcelsmes, nākotnes implementācijas varētu sadalīt, pamatojoties uz citiem faktoriem, piemēram, lietotāja identitāti vai satura veidu.
• Automatizēta kešatmiņas sadalīšana: Nākotnes pārlūki un servisa darbinieku bibliotēkas varētu automātiski ieviest kešatmiņas sadalīšanu, atbrīvojot izstrādātājus no manuālas konfigurēšanas sloga.
• Integrācija ar satura piegādes tīkliem (CDN): Nākotnes CDN varētu piedāvāt progresīvākas funkcijas kešatmiņā saglabāto resursu pārvaldībai un izolēšanai, padarot kešatmiņas sadalīšanas ieviešanu plašā mērogā vieglāku.
• Uzlaboti drošības audita rīki: Nākotnes drošības audita rīki varētu nodrošināt visaptverošāku kešatmiņas sadalīšanas implementāciju analīzi, palīdzot izstrādātājiem identificēt un novērst potenciālās drošības ievainojamības.

Noslēgums

Frontend Service Worker kešatmiņas sadalīšana ar uz izcelsmi balstītu kešatmiņas izolāciju ir būtiska tehnika tīmekļa lietotņu drošības, privātuma un veiktspējas uzlabošanai. Izolējot kešatmiņā saglabātos resursus, pamatojoties uz izcelsmi, jūs varat mazināt starpvietņu skriptošanas uzbrukumu, datu noplūdes un citu drošības ievainojamību risku. Ievērojot šajā rokasgrāmatā izklāstītās labākās prakses un izmantojot pieejamos rīkus un resursus, jūs varat efektīvi ieviest kešatmiņas sadalīšanu un nodrošināt, ka jūsu tīmekļa lietotnes ir drošas un veiktspējīgas.

Tā kā tīmeklis turpina attīstīties un parādās jauni drošības draudi, ir svarīgi sekot līdzi jaunākajām drošības labākajām praksēm un ieviest stabilus drošības pasākumus, lai aizsargātu savus lietotājus un datus. Kešatmiņas sadalīšana ir svarīga daļa no šiem centieniem.

Atcerieties vienmēr prioritizēt drošību un privātumu savos tīmekļa izstrādes projektos. To darot, jūs varat palīdzēt radīt drošāku un uzticamāku tīmekli visiem.