Implementering av Cross-Origin Isolation: Sikkerhet for JavaScript SharedArrayBuffer

I dagens komplekse webmiljø er sikkerhet avgjørende. Cross-Origin Isolation (COI) er en kritisk sikkerhetsmekanisme som betydelig forbedrer sikkerheten til webapplikasjoner, spesielt ved bruk av JavaScripts SharedArrayBuffer. Denne guiden gir en omfattende oversikt over implementering av COI, dens fordeler og praktiske eksempler for å hjelpe deg med å sikre webapplikasjonene dine effektivt for et globalt publikum.

Forstå Cross-Origin Isolation (COI)

Cross-Origin Isolation (COI) er en sikkerhetsfunksjon som isolerer webapplikasjonens kjøringskontekst fra andre opprinnelser. Denne isolasjonen forhindrer ondsinnede nettsteder fra å få tilgang til sensitive data gjennom sidekanalangrep som Spectre og Meltdown. Ved å aktivere COI, skaper du i hovedsak en sikrere sandkasse for applikasjonen din.

Før COI var websider generelt sårbare for angrep som kunne utnytte de spekulative kjøringsfunksjonene til moderne prosessorer. Disse angrepene kunne lekke data på tvers av opprinnelser. SharedArrayBuffer, en kraftig JavaScript-funksjon for å muliggjøre høytytende flertrådskjøring i webapplikasjoner, forverret disse risikoene. COI reduserer disse risikoene ved å sikre at applikasjonens minneområde er isolert.

Sentrale fordeler med Cross-Origin Isolation

• Forbedret sikkerhet: Reduserer risikoen for Spectre- og Meltdown-lignende angrep ved å isolere applikasjonens kjøringskontekst.
• Aktiverer SharedArrayBuffer: Tillater sikker bruk av SharedArrayBuffer for høytytende flertrådskjøring.
• Tilgang til kraftige API-er: Låser opp tilgang til andre kraftige web-API-er som krever COI, for eksempel høyoppløselige tidtakere med økt presisjon.
• Forbedret ytelse: Ved å tillate bruk av SharedArrayBuffer, kan applikasjoner overføre beregningsintensive oppgaver til worker-tråder, noe som forbedrer den generelle ytelsen.
• Beskyttelse mot informasjonslekkasje på tvers av nettsteder: Forhindrer ondsinnede skript fra andre opprinnelser i å få tilgang til sensitive data i applikasjonen din.

Implementering av Cross-Origin Isolation: En trinn-for-trinn-guide

Implementering av COI innebærer å konfigurere serveren din til å sende spesifikke HTTP-headere som instruerer nettleseren til å isolere applikasjonens opprinnelse. Det er tre sentrale headere involvert:

• Cross-Origin-Opener-Policy (COOP): Kontrollerer hvilke opprinnelser som kan dele en nettleserkontekstgruppe med dokumentet ditt.
• Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP): Kontrollerer hvilke ressurser et dokument kan laste fra andre opprinnelser.
• Cross-Origin-Resource-Policy (CORP): Brukes til å kontrollere tilgang på tvers av opprinnelser til ressurser basert på den forespørrende opprinnelsen. Selv om det ikke er strengt *nødvendig* for at COI skal fungere, er det viktig for å sikre at ressurseiere kan kontrollere hvem som får tilgang til ressursene deres på tvers av opprinnelser.

Trinn 1: Sette Cross-Origin-Opener-Policy (COOP)-headeren

COOP-headeren isolerer applikasjonens nettleserkontekst. Å sette den til same-origin forhindrer dokumenter fra forskjellige opprinnelser i å dele den samme nettleserkontekstgruppen. En nettleserkontekstgruppe er et sett med nettleserkontekster (f.eks. faner, vinduer, iframes) som deler samme prosess. Ved å isolere konteksten din reduserer du risikoen for angrep på tvers av opprinnelser.

Anbefalt verdi: same-origin

Eksempel på HTTP-header:

            Cross-Origin-Opener-Policy: same-origin
            

              
                Copy
              
            
          

Trinn 2: Sette Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP)-headeren

COEP-headeren forhindrer dokumentet ditt i å laste ressurser fra andre opprinnelser som ikke eksplisitt gir tillatelse. Dette er avgjørende for å forhindre angripere i å bygge inn ondsinnede skript eller data i applikasjonen din. Spesifikt instruerer den nettleseren til å blokkere alle ressurser på tvers av opprinnelser som ikke melder seg på ved hjelp av Cross-Origin-Resource-Policy (CORP)-headeren eller CORS-headere.

Det er to hovedverdier for COEP-headeren:

• require-corp: Denne verdien håndhever streng isolasjon på tvers av opprinnelser. Applikasjonen din kan kun laste ressurser som eksplisitt tillater tilgang på tvers av opprinnelser (enten via CORP eller CORS). Dette er den anbefalte verdien for å aktivere COI.
• credentialless: Denne verdien tillater henting av ressurser på tvers av opprinnelser uten å sende legitimasjon (informasjonskapsler, autentiseringsheadere). Dette er nyttig for å laste offentlige ressurser uten å eksponere sensitiv informasjon. Dette setter også Sec-Fetch-Mode-forespørselsheaderen til cors. Ressurser som forespørres på denne måten må fortsatt sende de riktige CORS-headerne.

Anbefalt verdi: require-corp

Eksempel på HTTP-header:

            Cross-Origin-Embedder-Policy: require-corp
            

              
                Copy
              
            
          

Hvis du bruker credentialless, vil headeren se slik ut:

            Cross-Origin-Embedder-Policy: credentialless
            

              
                Copy
              
            
          

Trinn 3: Sette Cross-Origin-Resource-Policy (CORP)-headeren (valgfritt, men anbefalt)

CORP-headeren lar deg erklære hvilke opprinnelser som har lov til å laste en bestemt ressurs. Selv om det ikke er strengt *nødvendig* for at grunnleggende COI skal fungere (nettleseren vil blokkere ressurser som standard hvis COEP er satt og ingen CORP/CORS-headere er til stede), gir bruk av CORP deg mer detaljert kontroll over ressurstilgang og forhindrer utilsiktede brudd når COEP er aktivert.

Mulige verdier for CORP-headeren inkluderer:

• same-origin: Bare ressurser fra *samme* opprinnelse kan laste denne ressursen.
• same-site: Bare ressurser fra *samme nettsted* (f.eks. example.com) kan laste denne ressursen. Et nettsted er domenet og toppnivådomenet. Forskjellige underdomener på samme nettsted (f.eks. app.example.com og blog.example.com) regnes som samme nettsted.
• cross-origin: Enhver opprinnelse kan laste denne ressursen. Dette krever eksplisitt CORS-konfigurasjon på serveren som leverer ressursen.

Eksempler på HTTP-headere:

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

              
                Copy
              
            
          

Eksempler på serverkonfigurasjon

Den spesifikke konfigurasjonsmetoden vil variere avhengig av webserveren din. Her er noen eksempler for vanlige serverkonfigurasjoner:

Apache

I din Apache-konfigurasjonsfil (f.eks. .htaccess eller httpd.conf), legg til følgende headere:

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

              
                Copy
              
            
          

Nginx

I din Nginx-konfigurasjonsfil (f.eks. nginx.conf), legg til følgende headere i din server-blokk:

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

              
                Copy
              
            
          

Node.js (Express)

I din Express-applikasjon kan du bruke middleware for å sette headerne:

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

              
                Copy
              
            
          

Når du serverer statiske filer, må du sørge for at den statiske filserveren (f.eks. express.static) også inkluderer disse headerne.

Global CDN-konfigurasjon (f.eks. Cloudflare, Akamai)

Hvis du bruker et CDN, kan du konfigurere headerne direkte i CDN-ets kontrollpanel. Dette sikrer at headerne blir konsekvent brukt på alle forespørsler som serveres gjennom CDN-et.

Verifisere Cross-Origin Isolation

Etter å ha konfigurert headerne, kan du verifisere at COI er aktivert ved å sjekke nettleserens utviklerverktøy. I Chrome, åpne utviklerverktøyene og naviger til "Application"-fanen. Under "Frames", velg din applikasjons opprinnelse. Du bør se en seksjon merket "Cross-Origin Isolation" som indikerer at COI er aktivert. Alternativt kan du bruke JavaScript for å sjekke om SharedArrayBuffer og andre COI-avhengige funksjoner er tilgjengelige:

            if (typeof SharedArrayBuffer !== 'undefined') {
  console.log('SharedArrayBuffer er tilgjengelig (COI er sannsynligvis aktivert)');
} else {
  console.log('SharedArrayBuffer er ikke tilgjengelig (COI er kanskje ikke aktivert)');
}
            

              
                Copy
              
            
          

Feilsøking av vanlige problemer

Implementering av COI kan noen ganger føre til problemer hvis ressurser ikke er riktig konfigurert for å tillate tilgang på tvers av opprinnelser. Her er noen vanlige problemer og løsninger:

1. Feil ved lasting av ressurser

Hvis du støter på feil som indikerer at ressurser er blokkert på grunn av COEP, betyr det at ressursene ikke sender de riktige CORP- eller CORS-headerne. Sørg for at alle ressurser på tvers av opprinnelser du laster er konfigurert med passende headere.

Løsning:

• For ressurser under din kontroll: Legg til CORP-headeren på serveren som leverer ressursen. Hvis ressursen er ment å være tilgjengelig for enhver opprinnelse, bruk Cross-Origin-Resource-Policy: cross-origin og konfigurer CORS-headere for å eksplisitt tillate din opprinnelse.
• For ressurser fra tredjeparts-CDN-er: Sjekk om CDN-et støtter innstilling av CORS-headere. Hvis ikke, vurder å hoste ressursen selv eller bruke et annet CDN.

2. Blandet innhold-feil (Mixed Content Errors)

Blandet innhold-feil oppstår når du laster usikre (HTTP) ressurser fra en sikker (HTTPS) side. COI krever at alle ressurser lastes over HTTPS.

Løsning:

• Sørg for at alle ressurser lastes over HTTPS. Oppdater alle HTTP-URL-er til HTTPS.
• Konfigurer serveren din til å automatisk omdirigere HTTP-forespørsler til HTTPS.

3. CORS-feil

CORS-feil oppstår når en forespørsel på tvers av opprinnelser blokkeres fordi serveren ikke tillater tilgang fra din opprinnelse.

Løsning:

• Konfigurer serveren som leverer ressursen til å sende de riktige CORS-headerne, inkludert Access-Control-Allow-Origin, Access-Control-Allow-Methods og Access-Control-Allow-Headers.

4. Nettleserkompatibilitet

Selv om COI er bredt støttet av moderne nettlesere, kan eldre nettlesere mangle full støtte. Det er viktig å teste applikasjonen din i forskjellige nettlesere for å sikre kompatibilitet.

Løsning:

• Tilby en reserveløsning for eldre nettlesere som ikke støtter COI. Dette kan innebære å deaktivere funksjoner som krever SharedArrayBuffer eller bruke alternative teknikker.
• Informer brukere av eldre nettlesere om at de kan oppleve redusert funksjonalitet eller sikkerhet.

Praktiske eksempler og bruksområder

Her er noen praktiske eksempler på hvordan COI kan brukes i virkelige applikasjoner:

1. Høyytelses bildebehandling

En webapplikasjon for bilderedigering kan bruke SharedArrayBuffer til å utføre beregningsintensive oppgaver i worker-tråder, som å bruke filtre eller endre størrelse på bilder. COI sikrer at bildedataene er beskyttet mot angrep på tvers av opprinnelser.

2. Lyd- og videobehandling

Webapplikasjoner for lyd- eller videoredigering kan bruke SharedArrayBuffer til å behandle lyd- eller videodata i sanntid. COI er avgjørende for å beskytte personvernet til sensitivt lyd- eller videoinnhold.

3. Vitenskapelige simuleringer

Nettbaserte vitenskapelige simuleringer kan bruke SharedArrayBuffer til å utføre komplekse beregninger parallelt. COI sikrer at simuleringsdataene ikke kompromitteres av ondsinnede skript.

4. Samarbeidsredigering

Webapplikasjoner for samarbeidsredigering kan bruke SharedArrayBuffer til å synkronisere endringer mellom flere brukere i sanntid. COI er kritisk for å opprettholde integriteten og konfidensialiteten til det delte dokumentet.

Fremtiden for websikkerhet og COI

Cross-Origin Isolation er et kritisk skritt mot en sikrere web. Etter hvert som webapplikasjoner blir stadig mer sofistikerte og avhengige av kraftigere API-er, vil COI bli enda viktigere. Nettleserleverandører jobber aktivt med å forbedre COI-støtten og gjøre det enklere for utviklere å implementere. Nye webstandarder utvikles også for å ytterligere forbedre websikkerheten.

Konklusjon

Implementering av Cross-Origin Isolation er avgjørende for å sikre webapplikasjoner som bruker SharedArrayBuffer og andre kraftige web-API-er. Ved å følge trinnene som er beskrevet i denne guiden, kan du betydelig forbedre sikkerheten til webapplikasjonene dine og beskytte brukerne dine mot angrep på tvers av opprinnelser. Husk å teste applikasjonen din nøye etter implementering av COI for å sikre at alle ressurser lastes riktig og at applikasjonen din fungerer som forventet. Å prioritere sikkerhet er ikke bare en teknisk vurdering; det er en forpliktelse til sikkerheten og tilliten til din globale brukerbase.