Sikkerhet i kryss-opprinnelseskommunikasjon: Beste praksis for JavaScript PostMessage

I dagens nettlandskap blir Single-Page Applications (SPA-er) og mikro-frontend-arkitekturer stadig vanligere. Disse arkitekturene krever ofte kommunikasjon mellom forskjellige opprinnelser (domener, protokoller eller porter). JavaScripts postMessage-API gir en mekanisme for denne kryss-opprinnelseskommunikasjonen. Men hvis det ikke implementeres nøye, kan det introdusere betydelige sikkerhetssårbarheter.

Forstå PostMessage API-et

postMessage-API-et lar skript fra forskjellige opprinnelser kommunisere. Det er et kraftig verktøy, men dets kraft krever ansvarlig håndtering. Den grunnleggende bruken innebærer to trinn:

1. Sende en melding: Et skript kaller postMessage på et vinduobjekt (f.eks. window.parent, iframe.contentWindow, eller et WindowProxy-objekt hentet fra window.open). Metoden tar to argumenter: meldingen som skal sendes og målopprinnelsen.
2. Motta en melding: Det mottakende skriptet lytter etter message-hendelsen på window-objektet. Hendelsesobjektet inneholder informasjon om meldingen, inkludert dataene, opprinnelsen til avsenderen og kildevinduobjektet.

Her er et enkelt eksempel:

Avsender (på opprinnelse A)

            
// Antar at du har en referanse til målvinduet (f.eks. en iframe)
const targetWindow = document.getElementById('myIframe').contentWindow;

// Send en melding til opprinnelse B
targetWindow.postMessage('Hello from Origin A!', 'https://origin-b.example.com');

            

              
                Copy
              
            
          

Mottaker (på opprinnelse B)

            
window.addEventListener('message', (event) => {
  // Viktig: Sjekk opprinnelsen til meldingen!
  if (event.origin === 'https://origin-a.example.com') {
    console.log('Received message:', event.data);
    // Behandle meldingen
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

Sikkerhetsrisikoer ved feilaktig bruk av PostMessage

Uten riktige forholdsregler kan postMessage utsette applikasjonen din for ulike sikkerhetstrusler:

• Cross-Site Scripting (XSS): Hvis du blindt stoler på meldinger fra hvilken som helst opprinnelse, kan en angriper injisere skadelige skript inn i applikasjonen din.
• Cross-Site Request Forgery (CSRF): En angriper kan forfalske forespørsler på vegne av en bruker ved å sende meldinger til en klarert opprinnelse.
• Datalekkasje: Sensitiv data kan bli eksponert hvis meldinger blir fanget opp eller sendt til utilsiktede opprinnelser.

Beste praksis for sikker PostMessage-kommunikasjon

For å redusere disse risikoene, følg disse beste praksisene:

1. Valider alltid opprinnelsen

Det mest kritiske sikkerhetstiltaket er å alltid validere opprinnelsen til den innkommende meldingen. Stol aldri blindt på meldinger. Bruk event.origin-egenskapen for å sikre at meldingen kommer fra en forventet opprinnelse. Implementer en hviteliste over klarerte opprinnelser og avvis meldinger fra enhver annen opprinnelse.

Eksempel (JavaScript):

            
const trustedOrigins = [
  'https://origin-a.example.com',
  'https://another-trusted-origin.com'
];

window.addEventListener('message', (event) => {
  if (trustedOrigins.includes(event.origin)) {
    console.log('Received message from trusted origin:', event.data);
    // Behandle meldingen
  } else {
    console.warn('Received message from untrusted origin:', event.origin);
    return;
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

Viktige hensyn:

• Unngå jokertegn: Motstå fristelsen til å bruke et jokertegn ('*') for målopprinnelsen når du sender meldinger. Selv om det er praktisk, åpner det applikasjonen din for meldinger fra enhver opprinnelse, noe som undergraver formålet med opprinnelsesvalidering.
• Null-opprinnelse: Vær oppmerksom på at noen nettlesere kan rapportere en "null"-opprinnelse for meldinger fra file://-URL-er eller sandkasse-iframes. Bestem hvordan du skal håndtere disse tilfellene basert på dine spesifikke applikasjonskrav. Ofte er det å behandle en null-opprinnelse som uklarert den tryggeste tilnærmingen.
• Vurderinger rundt underdomener: Hvis du trenger å kommunisere med underdomener (f.eks. app.example.com og api.example.com), sørg for at logikken for opprinnelsesvalidering tar hensyn til dette. Du kan bruke et regulært uttrykk for å matche et mønster av klarerte underdomener. Vurder imidlertid nøye sikkerhetsimplikasjonene før du implementerer en jokertegn-basert validering av underdomener.

2. Valider meldingsdataene

Selv etter å ha validert opprinnelsen, bør du fortsatt validere formatet og innholdet i meldingsdataene. Ikke utfør kode blindt eller endre applikasjonens tilstand utelukkende basert på den mottatte meldingen.

Eksempel (JavaScript):

            
window.addEventListener('message', (event) => {
  if (event.origin === 'https://origin-a.example.com') {
    try {
      const messageData = JSON.parse(event.data);

      // Valider strukturen og datatypene i meldingen
      if (messageData.type === 'command' && typeof messageData.payload === 'string') {
        console.log('Received valid command:', messageData.payload);
        // Behandle kommandoen
      } else {
        console.warn('Received invalid message format.');
      }
    } catch (error) {
      console.error('Error parsing message data:', error);
    }
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

Nøkkelstrategier for datavalidering:

• Bruk en forhåndsdefinert meldingsstruktur: Etabler en klar og konsistent struktur for meldingene dine. Dette lar deg enkelt validere tilstedeværelsen av obligatoriske felt og deres datatyper. JSON er et vanlig og egnet format for å strukturere meldinger.
• Typesjekking: Verifiser at datatypene til meldingsfeltene samsvarer med dine forventninger (f.eks. ved å bruke typeof i JavaScript).
• Input-sanering: Saner all brukerlevert data i meldingen for å forhindre injeksjonsangrep. For eksempel, escape HTML-entiteter hvis dataene skal gjengis i DOM.
• Hvitelisting av kommandoer: Hvis meldingen inneholder et "command"- eller "action"-felt, oppretthold en hviteliste over tillatte kommandoer og utfør bare disse. Dette hindrer angripere i å kjøre vilkårlig kode.

3. Bruk sikker serialisering

Når du sender komplekse datastrukturer, bruk sikre serialiseringsmetoder som JSON.stringify og JSON.parse. Unngå å bruke eval() eller andre metoder som kan kjøre vilkårlig kode.

Hvorfor unngå eval()?

eval() utfører en streng som JavaScript-kode. Hvis du bruker eval() på uklarerte data, kan en angriper injisere ondsinnet kode i strengen og kompromittere applikasjonen din.

4. Begrens omfanget av kommunikasjonen

Begrens kommunikasjonen til de spesifikke opprinnelsene og vinduene som trenger å samhandle. Unngå unødvendig kommunikasjon med andre opprinnelser.

Teknikker for å begrense omfanget:

• Målrettet meldingsutveksling: Når du sender en melding, sørg for at du har en direkte referanse til målvinduet (f.eks. en iframes contentWindow). Unngå å kringkaste meldinger til alle vinduer.
• Opprinnelsesspesifikke endepunkter: Hvis du har flere tjenester som trenger å kommunisere, vurder å lage separate endepunkter for hver opprinnelse. Dette reduserer risikoen for at meldinger blir feilrutes eller fanges opp.
• Kortlevde meldinger: Hvis mulig, design kommunikasjonsprotokollen din for å minimere levetiden til meldinger. For eksempel, bruk et forespørsel-svar-mønster der svaret bare er gyldig i en kort periode.

5. Implementer Content Security Policy (CSP)

Content Security Policy (CSP) er en kraftig sikkerhetsmekanisme som lar deg kontrollere hvilke ressurser en nettleser har lov til å laste inn for en gitt side. Du kan bruke CSP til å begrense opprinnelsene som skript, stiler og andre ressurser kan lastes fra.

Hvordan CSP kan hjelpe med postMessage:

• Begrense opprinnelser: Du kan bruke frame-ancestors-direktivet til å spesifisere hvilke opprinnelser som har lov til å bygge inn siden din i en iframe. Dette kan forhindre clickjacking-angrep og begrense opprinnelsene som potensielt kan sende meldinger til applikasjonen din.
• Deaktivere inline-skript: Du kan bruke script-src-direktivet til å forby inline-skript. Dette kan bidra til å forhindre XSS-angrep som kan bli utløst av ondsinnede meldinger.

Eksempel på CSP-header:

            
Content-Security-Policy: frame-ancestors 'self' https://origin-a.example.com; script-src 'self'

            

              
                Copy
              
            
          

6. Vurder å bruke en meldingsmegler (avansert)

For komplekse kommunikasjonsscenarioer som involverer flere opprinnelser og meldingstyper, vurder å bruke en meldingsmegler. En meldingsmegler fungerer som en mellommann, ruter meldinger mellom forskjellige opprinnelser og håndhever sikkerhetspolicyer.

Fordeler med en meldingsmegler:

• Sentralisert sikkerhet: Meldingsmegleren gir et sentralt punkt for å håndheve sikkerhetspolicyer, som opprinnelsesvalidering og datavalidering.
• Forenklet kommunikasjon: Meldingsmegleren forenkler kommunikasjonen mellom opprinnelser ved å håndtere meldingsruting og levering.
• Forbedret skalerbarhet: Meldingsmegleren kan bidra til å skalere applikasjonen din ved å distribuere meldinger over flere servere.

7. Revider koden din jevnlig

Sikkerhet er en kontinuerlig prosess. Revider koden din jevnlig for potensielle sårbarheter relatert til postMessage. Bruk statiske analyseverktøy og manuelle kodegjennomganger for å identifisere og fikse eventuelle sikkerhetsfeil.

Hva du skal se etter under koderevisjoner:

• Manglende opprinnelsesvalidering: Sørg for at alle meldingsbehandlere validerer opprinnelsen til den innkommende meldingen.
• Utilstrekkelig datavalidering: Verifiser at meldingsdataene er riktig validert og sanert.
• Bruk av eval(): Identifiser og erstatt alle forekomster av eval() med tryggere alternativer.
• Unødvendig kommunikasjon: Fjern all unødvendig kommunikasjon med andre opprinnelser.

Eksempler og scenarioer fra den virkelige verden

La oss utforske noen eksempler fra den virkelige verden for å illustrere hvordan disse beste praksisene kan brukes.

1. Sikker kommunikasjon mellom en Iframe og dens overordnede vindu

Mange webapplikasjoner bruker iframes til å bygge inn innhold fra andre opprinnelser. For eksempel kan en betalingsgateway være innebygd i en iframe på nettstedet ditt. Det er avgjørende å sikre kommunikasjonen mellom iframen og dens overordnede vindu.

Scenario: En iframe hostet på payment-gateway.example.com trenger å sende en betalingsbekreftelsesmelding til det overordnede vinduet hostet på your-website.com.

Implementering:

Iframe (payment-gateway.example.com):

            
// Etter vellykket betaling
window.parent.postMessage({ type: 'payment_confirmation', transactionId: '12345' }, 'https://your-website.com');

            

              
                Copy
              
            
          

Overordnet vindu (your-website.com):

            
window.addEventListener('message', (event) => {
  if (event.origin === 'https://payment-gateway.example.com') {
    if (event.data.type === 'payment_confirmation') {
      console.log('Payment confirmed. Transaction ID:', event.data.transactionId);
      // Oppdater brukergrensesnittet eller omdiriger brukeren
    }
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

2. Håndtering av autentiseringstokener på tvers av opprinnelser

I noen tilfeller kan du trenge å sende autentiseringstokener mellom forskjellige opprinnelser. Dette krever nøye håndtering for å forhindre tyveri av tokener.

Scenario: En bruker autentiserer seg på auth.example.com og trenger å få tilgang til ressurser på api.example.com. Autentiseringstokenet må sendes sikkert fra auth.example.com til api.example.com.

Implementering (ved bruk av en kortlevd melding og HTTPS):

auth.example.com (etter vellykket autentisering):

            
// Antar at api.example.com åpnes i et nytt vindu
const apiWindow = window.open('https://api.example.com');

// Generer et kortlevd, engangsbruks-token
const token = generateShortLivedToken();

apiWindow.postMessage({ type: 'auth_token', token: token }, 'https://api.example.com');

// Invalider tokenet umiddelbart på auth.example.com
invalidateToken(token);

            

              
                Copy
              
            
          

api.example.com:

            
window.addEventListener('message', (event) => {
  if (event.origin === 'https://auth.example.com') {
    if (event.data.type === 'auth_token') {
      const token = event.data.token;

      // Valider tokenet mot et server-side endepunkt (KUN HTTPS!)
      fetch('/validate_token', { method: 'POST', body: JSON.stringify({ token: token })})
        .then(response => response.json())
        .then(data => {
          if (data.valid) {
            console.log('Token validated. User is authenticated.');
            // Lagre det validerte tokenet (sikkert - f.eks. HTTP-only cookie)
          } else {
            console.warn('Invalid token.');
          }
        });
    }
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

Viktige hensyn ved håndtering av tokener:

• Kun HTTPS: Bruk alltid HTTPS for all kommunikasjon som involverer autentiseringstokener. Å sende tokener over HTTP eksponerer dem for avlytting.
• Kortlevde tokener: Bruk kortlevde tokener som utløper raskt. Dette begrenser tidsvinduet en angriper har til å stjele tokenet.
• Engangsbruks-tokener: Ideelt sett, bruk tokener som bare kan brukes én gang. Etter at tokenet er brukt, bør det bli invalidert på serveren.
• Server-side validering: Valider alltid tokenet på server-siden. Stol aldri på tokenet utelukkende basert på klient-side validering.
• Sikker lagring: Lagre det validerte tokenet sikkert (f.eks. i en HTTP-only cookie eller en sikker økt). Unngå å lagre tokener i lokal lagring, da det er sårbart for XSS-angrep.

Konklusjon

JavaScript sitt postMessage-API er et verdifullt verktøy for kryss-opprinnelseskommunikasjon, men det krever nøye implementering for å unngå sikkerhetssårbarheter. Ved å følge disse beste praksisene kan du beskytte webapplikasjonene dine mot XSS-, CSRF- og datalekkasjeangrep. Husk å alltid validere opprinnelsen og dataene i innkommende meldinger, bruke sikre serialiseringsmetoder, begrense omfanget av kommunikasjonen og revidere koden din jevnlig.

Ved å forstå de potensielle risikoene og implementere disse sikkerhetstiltakene, kan du utnytte kraften i postMessage til å bygge sikre og robuste webapplikasjoner som sømløst integrerer innhold og funksjonalitet fra forskjellige opprinnelser.