Sikre kommunikasjon på tvers av opprinnelser: Et dypdykk i PostMessage-APIet

postMessage-APIet er en kraftig mekanisme for å muliggjøre sikker kommunikasjon på tvers av opprinnelser i nettapplikasjoner. Det lar skript fra forskjellige opprinnelser (domener, protokoller eller porter) kommunisere med hverandre på en kontrollert måte. Imidlertid kan feilaktig bruk av postMessage introdusere betydelige sikkerhetssårbarheter. Denne artikkelen gir en omfattende guide til å bruke postMessage-APIet på en sikker måte, og dekker beste praksis, potensielle fallgruver og strategier for å redusere risiko.

Forstå det grunnleggende i PostMessage

postMessage-metoden lar et vindu sende en melding til et annet vindu, uavhengig av deres opprinnelser. Mål-vinduet kan nås på forskjellige måter, som for eksempel window.opener, window.parent, eller ved å referere til et iframe-element. Den grunnleggende syntaksen for å sende en melding er:

            targetWindow.postMessage(message, targetOrigin);
            

              
                Copy
              
            
          

• targetWindow: En referanse til vinduet meldingen sendes til.
• message: Dataene som skal sendes. Dette kan være et hvilket som helst JavaScript-objekt som kan serialiseres.
• targetOrigin: Spesifiserer opprinnelsen meldingen skal sendes til. Dette er en avgjørende sikkerhetsparameter. Å bruke '*' er sterkt frarådet.

På mottakersiden lytter mål-vinduet etter message-hendelser. Hendelsesobjektet inneholder dataene som ble sendt, avsenderens opprinnelse og en referanse til avsendervinduet.

            window.addEventListener('message', function(event) {
    // Håndter meldingen
});
            

              
                Copy
              
            
          

Sikkerhetshensyn og potensielle sårbarheter

Selv om postMessage tilbyr en praktisk måte å muliggjøre kommunikasjon på tvers av opprinnelser, presenterer det også flere sikkerhetsrisikoer hvis det ikke implementeres nøye. Å forstå disse risikoene er avgjørende for å bygge sikre nettapplikasjoner.

1. Validering av målopprinnelse

Parameteren targetOrigin er den første forsvarslinjen mot ondsinnede aktører. Å sette den riktig sikrer at meldingen bare leveres til den tiltenkte mottakeren. Her er hvorfor det er så viktig:

• Forhindre datalekkasje: Hvis targetOrigin er satt til '*', kan hvilken som helst nettside lytte etter og motta meldingen. Dette kan føre til at sensitive data lekkes til upålitelige opprinnelser.
• Redusere XSS-angrep: En ondsinnet nettside kan forfalske opprinnelsen til den tiltenkte mottakeren og avskjære meldingen, noe som potensielt kan føre til Cross-Site Scripting (XSS)-angrep.

Beste praksis: Spesifiser alltid den nøyaktige opprinnelsen til mål-vinduet. For eksempel, hvis du sender en melding til https://example.com, sett targetOrigin til 'https://example.com'. Unngå å bruke jokertegn.

Eksempel (Sikker):

            const targetOrigin = 'https://example.com';
targetWindow.postMessage({ data: 'Hei fra opprinnelse A' }, targetOrigin);
            

              
                Copy
              
            
          

Eksempel (Usikker):

            // IKKE BRUK DETTE - SÅRBART!
targetWindow.postMessage({ data: 'Hei fra opprinnelse A' }, '*');
            

              
                Copy
              
            
          

2. Opprinnelsesverifisering på mottakersiden

Selv om du setter targetOrigin riktig når du sender meldingen, er det like viktig å verifisere origin-egenskapen til message-hendelsen på mottakersiden. Dette sikrer at meldingen faktisk kommer fra den forventede opprinnelsen og ikke en ondsinnet side som forfalsker opprinnelsen.

Eksempel (Sikker):

            window.addEventListener('message', function(event) {
    if (event.origin !== 'https://example.com') {
        console.warn('Uautorisert opprinnelse:', event.origin);
        return;
    }

    // Prosesser meldingsdataene
    console.log('Mottatte data:', event.data);
});
            

              
                Copy
              
            
          

Eksempel (Usikker):

            // IKKE BRUK DETTE - SÅRBART!
window.addEventListener('message', function(event) {
    // Ingen opprinnelsesverifisering! Sårbar for forfalskning.
    console.log('Mottatte data:', event.data);
});
            

              
                Copy
              
            
          

3. Datarensing og validering

Stol aldri på data mottatt gjennom postMessage uten skikkelig rensing og validering. Ondsinnede aktører kan sende spesiallagde meldinger designet for å utnytte sårbarheter i applikasjonen din. Dette er spesielt kritisk hvis de mottatte dataene brukes til å oppdatere DOM-en eller utføre andre sensitive operasjoner.

• Inputvalidering: Valider datatype, format og omfang av mottatte data. Sørg for at de samsvarer med den forventede strukturen.
• Outputkoding: Kod dataene før du bruker dem i DOM-en for å forhindre XSS-angrep. Bruk passende escaping-funksjoner for å rense dataene.
• Content Security Policy (CSP): Implementer en streng CSP for å ytterligere begrense kjøringen av upålitelige skript og forhindre XSS.

Eksempel (Sikker - Datavalidering):

            window.addEventListener('message', function(event) {
    if (event.origin !== 'https://example.com') {
        return;
    }

    const data = event.data;

    if (typeof data !== 'object' || !data.hasOwnProperty('command') || !data.hasOwnProperty('value')) {
        console.warn('Ugyldig dataformat:', data);
        return;
    }

    const command = data.command;
    const value = data.value;

    // Valider kommando og verdi basert på forventede typer
    if (typeof command !== 'string' || typeof value !== 'string') {
      console.warn("Ugyldig kommando- eller verditype");
      return;
    }

    // Prosesser kommandoen og verdien på en sikker måte
    console.log('Mottatt kommando:', command, 'med verdi:', value);
});
            

              
                Copy
              
            
          

Eksempel (Usikker - Ingen datavalidering):

            // IKKE BRUK DETTE - SÅRBART!
window.addEventListener('message', function(event) {
    if (event.origin !== 'https://example.com') {
        return;
    }

    // Bruker event.data direkte uten validering!
    document.body.innerHTML = event.data; // Ekstremt farlig
});
            

              
                Copy
              
            
          

4. Unngå vanlige fallgruver

Flere vanlige feil kan føre til sikkerhetssårbarheter ved bruk av postMessage. Her er noen du bør unngå:

• Bruke eval() eller new Function(): Bruk aldri eval() eller new Function() til å kjøre kode mottatt gjennom postMessage. Dette er en oppskrift på katastrofe og kan føre til vilkårlig kodekjøring.
• Eksponere sensitive API-er: Unngå å eksponere sensitive API-er som kan nås gjennom postMessage. Hvis du må eksponere et API, må du nøye begrense funksjonaliteten og sørge for at det er riktig autentisert og autorisert.
• Stole på avsenderen: Stol aldri blindt på avsenderen av en melding. Verifiser alltid opprinnelsen og valider dataene før du behandler dem.

Beste praksis for sikker implementering av PostMessage

For å sikre trygg bruk av postMessage-APIet, følg disse beste praksisene:

1. Prinsippet om minste privilegium

Gi kun de nødvendige tillatelsene og tilgangen til de vinduene som trenger å kommunisere med hverandre. Unngå å gi overdrevne privilegier, da dette kan øke angrepsflaten.

2. Inputvalidering og outputkoding

Som nevnt tidligere, valider og rens alltid dataene som mottas gjennom postMessage. Bruk passende kodingsteknikker for å forhindre XSS-angrep.

3. Content Security Policy (CSP)

Implementer en sterk CSP for å begrense kjøringen av upålitelige skript og redusere XSS-sårbarheter. En veldefinert CSP kan betydelig redusere risikoen for angrep som utnytter postMessage.

4. Regelmessige sikkerhetsrevisjoner

Gjennomfør regelmessige sikkerhetsrevisjoner av nettapplikasjonene dine for å identifisere potensielle sårbarheter i din postMessage-implementering. Bruk automatiserte sikkerhetsskanningsverktøy og manuelle kodegjennomganger for å sikre at koden din er sikker.

5. Hold biblioteker og rammeverk oppdatert

Sørg for at alle biblioteker og rammeverk som brukes i nettapplikasjonen din er oppdaterte. Sikkerhetssårbarheter blir ofte oppdaget i eldre versjoner av biblioteker, så det er avgjørende å holde dem oppdatert for å opprettholde et sikkert miljø.

6. Dokumenter din bruk av PostMessage

Dokumenter grundig hvordan du bruker postMessage i applikasjonen din. Dette inkluderer dokumentasjon av dataformater, forventede opprinnelser og sikkerhetshensyn. Denne dokumentasjonen vil være uvurderlig for fremtidige utviklere og sikkerhetsrevisorer.

Avanserte sikkerhetsmønstre for PostMessage

Utover de grunnleggende beste praksisene, finnes det flere avanserte mønstre som kan forbedre sikkerheten i din postMessage-implementering ytterligere.

1. Kryptografisk verifisering

For svært sensitive data, vurder å bruke kryptografiske teknikker for å verifisere meldingens integritet og autentisitet. Dette kan innebære å signere meldingen med en hemmelig nøkkel eller bruke kryptering for å beskytte dataene.

Eksempel (Forenklet illustrasjon med HMAC):

            // Avsenderside
const secretKey = 'din-hemmelige-nøkkel'; // Erstatt med en sterk, sikkert lagret nøkkel

function createHMAC(message, key) {
  const hmac = CryptoJS.HmacSHA256(message, key);
  return hmac.toString();
}

const messageData = { command: 'update', value: 'new value' };
const messageString = JSON.stringify(messageData);
const hmac = createHMAC(messageString, secretKey);

const secureMessage = { data: messageData, signature: hmac };

targetWindow.postMessage(secureMessage, targetOrigin);


// Mottakerside
window.addEventListener('message', function(event) {
    if (event.origin !== 'https://example.com') {
        return;
    }

    const receivedMessage = event.data;

    if (!receivedMessage.data || !receivedMessage.signature) {
        console.warn('Ugyldig meldingsformat');
        return;
    }

    const receivedDataString = JSON.stringify(receivedMessage.data);
    const expectedHmac = createHMAC(receivedDataString, secretKey);

    if (receivedMessage.signature !== expectedHmac) {
        console.warn('Ugyldig meldingssignatur');
        return;
    }

    // Meldingen er autentisk, prosesser dataene
    console.log('Mottatte data:', receivedMessage.data);
});

            

              
                Copy
              
            
          

Merk: Dette er et forenklet eksempel. I et reelt scenario, bruk et robust kryptografisk bibliotek og administrer den hemmelige nøkkelen på en sikker måte.

2. Nonce-basert beskyttelse

Bruk en nonce (number used once - et engangstall) for å forhindre replay-angrep. Avsenderen inkluderer en unik, tilfeldig generert nonce i meldingen, og mottakeren verifiserer at noncen ikke har blitt brukt før.

3. Kapasitetsbasert sikkerhet

Implementer en kapasitetsbasert sikkerhetsmodell, der evnen til å utføre visse handlinger gis gjennom unike, uforfalskbare kapabiliteter. Disse kapabilitetene kan sendes gjennom postMessage for å autorisere spesifikke operasjoner.

Eksempler og bruksområder fra den virkelige verden

postMessage-APIet brukes i en rekke virkelige scenarier, inkludert:

• Single Sign-On (SSO): SSO-systemer bruker ofte postMessage for å kommunisere autentiseringstokener mellom forskjellige domener.
• Tredjeparts-widgets: Widgets som er innebygd på nettsteder bruker ofte postMessage for å kommunisere med hovednettstedet.
• IFrames med kryss-opprinnelse: IFrames fra forskjellige opprinnelser kan bruke postMessage for å utveksle data og kontrollere hverandre.
• Betalingsløsninger: Noen betalingsløsninger bruker postMessage for å sikkert overføre betalingsinformasjon mellom forhandlerens nettsted og betalingsløsningen.

Eksempel: Sikker kommunikasjon mellom et hovednettsted og en Iframe (Illustrativt):

Tenk deg et scenario der et nettsted (https://main.example.com) bygger inn en iframe fra et annet domene (https://widget.example.net). Iframen må vise informasjon hentet fra hovednettstedet, men Same-Origin Policy forhindrer direkte tilgang. postMessage kan brukes for å løse dette.

            // Hovednettsted (https://main.example.com)
const iframe = document.getElementById('myIframe');
const widgetOrigin = 'https://widget.example.net';

// Anta at vi henter brukerdata fra vår backend
const userData = { name: 'Ola Nordmann', country: 'Norge' };

iframe.onload = function() {
  iframe.contentWindow.postMessage({ type: 'userData', data: userData }, widgetOrigin);
};


// Iframe (https://widget.example.net)
window.addEventListener('message', function(event) {
  if (event.origin !== 'https://main.example.com') {
    console.warn('Uautorisert opprinnelse:', event.origin);
    return;
  }

  if (event.data.type === 'userData') {
    const userData = event.data.data;
    // Rens og vis userData
    document.getElementById('userName').textContent = userData.name;
    document.getElementById('userCountry').textContent = userData.country;
  }
});
            

              
                Copy
              
            
          

Konklusjon

postMessage-APIet er et verdifullt verktøy for å muliggjøre sikker kommunikasjon på tvers av opprinnelser i nettapplikasjoner. Det er imidlertid avgjørende å forstå de potensielle sikkerhetsrisikoene og implementere passende strategier for å redusere dem. Ved å følge beste praksis som beskrevet i denne artikkelen, kan du sikre at din postMessage-implementering er robust og sikker, og beskytter brukerne dine og applikasjonen din mot ondsinnede angrep. Prioriter alltid opprinnelsesvalidering, datarensing og regelmessige sikkerhetsrevisjoner for å opprettholde et sikkert nett-miljø. Å ignorere disse kritiske trinnene kan føre til alvorlige sikkerhetssårbarheter og kompromittere integriteten til applikasjonen din.