API Trusted Types: Wzmocnienie bezpieczeństwa poprzez bezpieczną manipulację DOM

W nieustannej walce z lukami w zabezpieczeniach internetowych, ataki typu Cross-Site Scripting (XSS) pozostają uporczywym zagrożeniem. Ataki te wykorzystują luki w aplikacjach internetowych do wstrzykiwania złośliwych skryptów do zaufanych stron, co pozwala atakującym na kradzież poufnych danych, niszczenie witryn lub przekierowywanie użytkowników na złośliwe strony. Aby temu przeciwdziałać, API Trusted Types jawi się jako potężny mechanizm obronny, promujący bezpieczną manipulację DOM i znacznie zmniejszający ryzyko luk XSS.

Zrozumienie Cross-Site Scripting (XSS)

Ataki XSS mają miejsce, gdy dane dostarczone przez użytkownika są niewłaściwie włączane do wyników strony internetowej bez odpowiedniej sanityzacji lub kodowania. Istnieją trzy główne typy XSS:

• Przechowywany XSS (Stored XSS): Złośliwy skrypt jest trwale przechowywany na serwerze docelowym (np. w bazie danych, poście na forum lub sekcji komentarzy). Gdy inni użytkownicy uzyskują dostęp do przechowywanych danych, skrypt jest wykonywany w ich przeglądarkach.
• Odbity XSS (Reflected XSS): Złośliwy skrypt jest osadzony w adresie URL lub formularzu i natychmiastowo odbijany z powrotem do użytkownika w odpowiedzi. Zwykle polega to na nakłonieniu użytkownika do kliknięcia złośliwego linku.
• XSS oparty na DOM (DOM-based XSS): Złośliwy skrypt wykorzystuje luki w samym kodzie JavaScript po stronie klienta, zamiast polegać na przechowywaniu danych lub odbiciu po stronie serwera. Często polega to na bezpośredniej manipulacji modelem obiektu dokumentu (DOM).

Tradycyjnie deweloperzy polegali na walidacji danych wejściowych i kodowaniu danych wyjściowych, aby zapobiec atakom XSS. Chociaż techniki te są niezbędne, ich prawidłowe wdrożenie może być skomplikowane i często podatne na błędy. API Trusted Types zapewnia bardziej solidne i przyjazne dla deweloperów podejście poprzez egzekwowanie bezpiecznych praktyk kodowania na poziomie DOM.

Wprowadzenie do API Trusted Types

API Trusted Types, funkcja bezpieczeństwa platformy internetowej, pomaga deweloperom pisać bezpieczniejsze aplikacje internetowe poprzez ograniczenie użycia potencjalnie niebezpiecznych metod manipulacji DOM. Wymusza ono zasadę, że tzw. zlewy XSS w DOM (miejsca, w których może dojść do wstrzyknięcia skryptu) mogą akceptować tylko wartości, które zostały jawnie zsanitizowane i opakowane w „Zaufany Typ” (Trusted Type). W istocie tworzy to system typów dla ciągów znaków używanych do manipulacji DOM, w którym niezaufane dane nie mogą być bezpośrednio przekazywane do tych zlewów.

Kluczowe pojęcia:

• Zlewy XSS w DOM (DOM XSS Sinks): Są to właściwości i metody najczęściej używane do wstrzykiwania skryptów na stronę. Przykłady obejmują innerHTML, outerHTML, src, href i document.write.
• Zaufane Typy (Trusted Types): Są to specjalne obiekty opakowujące, które wskazują, że ciąg znaków został dokładnie sprawdzony i jest bezpieczny do użycia w zlewie XSS w DOM. API udostępnia kilka wbudowanych Zaufanych Typów, takich jak TrustedHTML, TrustedScript i TrustedScriptURL.
• Polityki typów (Type Policies): Są to reguły definiujące, jak można tworzyć Zaufane Typy. Określają, które funkcje mogą tworzyć Zaufane Typy i jak bazowe ciągi znaków są sanityzowane lub walidowane.

Jak działają Trusted Types

Podstawową zasadą Trusted Types jest uniemożliwienie deweloperom bezpośredniego przekazywania niezaufanych ciągów znaków do zlewów XSS w DOM. Gdy Trusted Types są włączone, przeglądarka zgłasza błąd TypeError, jeśli zwykły ciąg znaków zostanie użyty w miejscu, gdzie oczekiwany jest Zaufany Typ.

Aby używać Trusted Types, musisz najpierw zdefiniować politykę typów. Polityka typów to obiekt JavaScript, który określa, jak można tworzyć Zaufane Typy. Na przykład:

if (window.trustedTypes && window.trustedTypes.createPolicy) {
  window.myPolicy = trustedTypes.createPolicy('myPolicy', {
    createHTML: function(input) {
      // Tutaj sanityzuj dane wejściowe. To jest placeholder; użyj prawdziwej biblioteki do sanityzacji.
      let sanitized = DOMPurify.sanitize(input); // Przykład z użyciem DOMPurify
      return sanitized;
    },
    createScriptURL: function(input) {
      // Tutaj zwaliduj dane wejściowe, aby upewnić się, że to bezpieczny URL.
      if (input.startsWith('https://example.com/')) {
        return input;
      } else {
        throw new Error('Niezaufany URL: ' + input);
      }
    },
    createScript: function(input) {
         // Bądź bardzo ostrożny tworząc skrypt, rób to tylko jeśli wiesz, co robisz
         return input;
    }
  });
}

W tym przykładzie tworzymy politykę typów o nazwie „myPolicy” z trzema funkcjami: createHTML, createScriptURL i createScript. Funkcja createHTML sanityzuje ciąg wejściowy za pomocą biblioteki do sanityzacji, takiej jak DOMPurify. Funkcja createScriptURL waliduje dane wejściowe, aby upewnić się, że jest to bezpieczny adres URL. Funkcji createScript należy używać z najwyższą ostrożnością, a najlepiej jej unikać, jeśli to możliwe, ponieważ pozwala na dowolne wykonanie skryptu.

Gdy polityka typów zostanie utworzona, możesz jej użyć do tworzenia Zaufanych Typów:

let untrustedHTML = '';
let trustedHTML = myPolicy.createHTML(untrustedHTML);

document.getElementById('myElement').innerHTML = trustedHTML;

W tym przykładzie przekazujemy niezaufany ciąg HTML do funkcji createHTML naszej polityki typów. Funkcja sanityzuje ciąg i zwraca obiekt TrustedHTML. Możemy następnie bezpiecznie przypisać ten obiekt TrustedHTML do właściwości innerHTML elementu bez ryzyka ataku XSS.

Korzyści z używania Trusted Types

• Zwiększone bezpieczeństwo: Trusted Types znacznie zmniejszają ryzyko ataków XSS, uniemożliwiając deweloperom bezpośrednie przekazywanie niezaufanych ciągów znaków do zlewów XSS w DOM.
• Poprawiona jakość kodu: Trusted Types zachęcają deweloperów do bardziej starannego przemyślenia sanityzacji i walidacji danych, co prowadzi do poprawy jakości kodu i praktyk bezpieczeństwa.
• Uproszczone przeglądy bezpieczeństwa: Trusted Types ułatwiają identyfikację i przegląd potencjalnych luk XSS w kodzie, ponieważ użycie zlewów XSS w DOM jest jawnie kontrolowane przez polityki typów.
• Kompatybilność z CSP: Trusted Types mogą być używane w połączeniu z Content Security Policy (CSP), aby jeszcze bardziej zwiększyć bezpieczeństwo aplikacji internetowych.

Kwestie do rozważenia przy implementacji

Wdrożenie Trusted Types wymaga starannego planowania i wykonania. Oto kilka ważnych kwestii do rozważenia:

• Zidentyfikuj zlewów XSS w DOM: Pierwszym krokiem jest zidentyfikowanie wszystkich zlewów XSS w DOM w Twojej aplikacji. Są to właściwości i metody używane do manipulacji DOM, które potencjalnie mogą być wykorzystane przez ataki XSS.
• Wybierz bibliotekę do sanityzacji: Wybierz renomowaną i dobrze utrzymywaną bibliotekę do sanityzacji niezaufanych danych przed utworzeniem Zaufanych Typów. DOMPurify jest popularnym i skutecznym wyborem. Pamiętaj, aby skonfigurować ją poprawnie do swoich specyficznych potrzeb.
• Zdefiniuj polityki typów: Stwórz polityki typów, które określają, jak Zaufane Typy mogą być tworzone i używane. Starannie przemyśl logikę sanityzacji i walidacji w swoich politykach typów, aby upewnić się, że są one skuteczne w zapobieganiu atakom XSS.
• Zaktualizuj kod: Zaktualizuj swój kod, aby używał Zaufanych Typów za każdym razem, gdy manipulujesz DOM z potencjalnie niezaufanymi danymi. Zastąp bezpośrednie przypisania do zlewów XSS w DOM przypisaniami Zaufanych Typów.
• Testuj dokładnie: Dokładnie przetestuj swoją aplikację po wdrożeniu Trusted Types, aby upewnić się, że działa poprawnie i nie ma żadnych regresji. Zwróć szczególną uwagę na obszary, w których manipulujesz DOM.
• Strategia migracji: Wdrożenie Trusted Types w dużej, istniejącej bazie kodu może być wyzwaniem. Rozważ stopniową strategię migracji, zaczynając od najbardziej krytycznych obszarów Twojej aplikacji. Możesz początkowo włączyć Trusted Types w trybie „tylko raportowania”, aby zidentyfikować naruszenia bez psucia aplikacji.

Przykładowe scenariusze

Przyjrzyjmy się kilku praktycznym przykładom, jak Trusted Types mogą być używane w różnych scenariuszach:

Scenariusz 1: Wyświetlanie treści generowanych przez użytkowników

Strona internetowa pozwala użytkownikom na przesyłanie komentarzy i postów. Bez Trusted Types wyświetlanie tych treści mogłoby być podatne na ataki XSS. Używając Trusted Types, możesz zsanitizować treści generowane przez użytkowników przed ich wyświetleniem, zapewniając usunięcie wszelkich złośliwych skryptów.

// Przed Trusted Types:
// document.getElementById('comments').innerHTML = userComment; // Podatne na XSS

// Po wdrożeniu Trusted Types:
let trustedHTML = myPolicy.createHTML(userComment);
document.getElementById('comments').innerHTML = trustedHTML;

Scenariusz 2: Ładowanie zewnętrznych plików JavaScript

Strona internetowa dynamicznie ładuje pliki JavaScript z zewnętrznych źródeł. Bez Trusted Types złośliwy atakujący mógłby potencjalnie zastąpić jeden z tych plików swoim własnym złośliwym skryptem. Używając Trusted Types, możesz zwalidować URL pliku skryptu przed jego załadowaniem, upewniając się, że pochodzi on z zaufanego źródła.

// Przed Trusted Types:
// let script = document.createElement('script');
// script.src = untrustedURL; // Podatne na XSS
// document.head.appendChild(script);

// Po wdrożeniu Trusted Types:
let trustedScriptURL = myPolicy.createScriptURL(untrustedURL);
let script = document.createElement('script');
script.src = trustedScriptURL;
document.head.appendChild(script);

Scenariusz 3: Ustawianie atrybutów elementów

Strona internetowa ustawia atrybuty elementów DOM na podstawie danych wejściowych od użytkownika. Na przykład, ustawiając atrybut `href` znacznika kotwicy. Bez Trusted Types, złośliwy atakujący mógłby wstrzyknąć URI JavaScript, prowadząc do XSS. Dzięki Trusted Types możesz zwalidować URL przed ustawieniem atrybutu.

// Przed Trusted Types:
// anchorElement.href = userInputURL; // Podatne na XSS

// Po wdrożeniu Trusted Types:
let trustedURL = myPolicy.createScriptURL(userInputURL);
anchorElement.href = trustedURL;

Trusted Types i Content Security Policy (CSP)

Trusted Types dobrze współpracują z Content Security Policy (CSP), aby zapewnić dogłębną obronę przed atakami XSS. CSP to mechanizm bezpieczeństwa, który pozwala określić, które źródła treści mogą być ładowane na Twojej stronie internetowej. Łącząc Trusted Types z CSP, możesz stworzyć wysoce bezpieczną aplikację internetową.

Aby włączyć Trusted Types w CSP, możesz użyć dyrektywy require-trusted-types-for. Dyrektywa ta określa, że Trusted Types są wymagane dla wszystkich zlewów XSS w DOM. Na przykład:

Content-Security-Policy: require-trusted-types-for 'script'; trusted-types myPolicy;

Ten nagłówek CSP informuje przeglądarkę, aby wymagała Trusted Types dla każdego wykonania skryptu i zezwalała tylko na Trusted Types utworzone przez politykę typów „myPolicy”.

Wsparcie przeglądarek i polyfille

Wsparcie przeglądarek dla Trusted Types rośnie, ale nie jest jeszcze powszechnie dostępne. Pod koniec 2024 roku główne przeglądarki, takie jak Chrome, Firefox i Edge, mają dobre wsparcie. Wsparcie w Safari pozostaje w tyle. Sprawdź CanIUse.com, aby uzyskać najnowsze informacje o kompatybilności przeglądarek.

Dla starszych przeglądarek, które nie obsługują Trusted Types natywnie, możesz użyć polyfillu. Polyfill to fragment kodu JavaScript, który zapewnia funkcjonalność nowszej funkcji w starszych przeglądarkach. Dostępnych jest kilka polyfilli dla Trusted Types, takich jak ten dostarczany przez Google. Jednak polyfille nie zapewniają tego samego poziomu bezpieczeństwa co natywne wsparcie. Głównie pomagają w kompatybilności i pozwalają zacząć używać API, nawet jeśli niektórzy z Twoich użytkowników korzystają ze starszych przeglądarek.

Alternatywy i kwestie do rozważenia

Chociaż Trusted Types oferują znaczne wzmocnienie bezpieczeństwa, ważne jest, aby znać alternatywne podejścia i scenariusze, w których mogą nie być idealnym rozwiązaniem:

• Integracja z frameworkami: Nowoczesne frameworki JavaScript, takie jak React, Angular i Vue.js, często obsługują manipulację DOM w sposób, który minimalizuje ryzyko XSS. Te frameworki zazwyczaj domyślnie eskapują dane i zachęcają do stosowania bezpiecznych wzorców kodowania. Jednak nawet z frameworkami wciąż można wprowadzić luki XSS, jeśli ominie się wbudowane zabezpieczenia frameworka lub nieprawidłowo użyje się funkcji takich jak dangerouslySetInnerHTML (React).
• Rygorystyczna walidacja danych wejściowych i kodowanie danych wyjściowych: Tradycyjne metody walidacji danych wejściowych i kodowania danych wyjściowych pozostają kluczowe. Trusted Types uzupełniają te techniki, a nie je zastępują. Walidacja danych wejściowych zapewnia, że dane wprowadzane do aplikacji są dobrze sformułowane i zgodne z oczekiwanymi formatami. Kodowanie danych wyjściowych zapewnia, że dane są odpowiednio eskapowane podczas wyświetlania na stronie, uniemożliwiając przeglądarkom interpretowanie ich jako kodu.
• Narzut wydajnościowy: Chociaż generalnie minimalny, może wystąpić niewielki narzut wydajnościowy związany z procesami sanityzacji i walidacji wymaganymi przez Trusted Types. Niezbędne jest profilowanie aplikacji w celu zidentyfikowania wszelkich wąskich gardeł wydajnościowych i odpowiedniej optymalizacji.
• Obciążenie konserwacyjne: Wdrożenie i utrzymanie Trusted Types wymaga solidnego zrozumienia struktury DOM i przepływu danych w aplikacji. Tworzenie i zarządzanie politykami typów może zwiększyć obciążenie konserwacyjne.

Przykłady z życia wzięte i studia przypadków

Kilka organizacji z powodzeniem wdrożyło Trusted Types, aby poprawić bezpieczeństwo swoich aplikacji internetowych. Na przykład Google szeroko stosuje Trusted Types w swoich produktach i usługach. Inne firmy z sektora finansowego i e-commerce, gdzie bezpieczeństwo jest najważniejsze, również wdrażają Trusted Types, aby chronić wrażliwe dane użytkowników i zapobiegać oszustwom finansowym. Te przykłady z życia wzięte demonstrują skuteczność Trusted Types w łagodzeniu ryzyka XSS w złożonych i ryzykownych środowiskach.

Podsumowanie

API Trusted Types stanowi znaczący krok naprzód w bezpieczeństwie aplikacji internetowych, zapewniając solidny i przyjazny dla deweloperów mechanizm zapobiegania atakom XSS. Poprzez egzekwowanie bezpiecznych praktyk manipulacji DOM oraz promowanie starannej sanityzacji i walidacji danych, Trusted Types umożliwiają deweloperom tworzenie bezpieczniejszych i bardziej niezawodnych aplikacji internetowych. Chociaż wdrożenie Trusted Types wymaga starannego planowania i wykonania, korzyści w postaci zwiększonego bezpieczeństwa i poprawy jakości kodu są warte wysiłku. W miarę wzrostu wsparcia przeglądarek dla Trusted Types, prawdopodobnie stanie się ono coraz ważniejszym narzędziem w walce z lukami w zabezpieczeniach internetowych.

Jako globalna publiczność, przyjęcie najlepszych praktyk bezpieczeństwa, takich jak wykorzystanie Trusted Types, to nie tylko ochrona poszczególnych aplikacji, ale także wspieranie bezpieczniejszej i bardziej godnej zaufania sieci dla wszystkich. Jest to szczególnie ważne w zglobalizowanym świecie, w którym dane przepływają przez granice, a naruszenia bezpieczeństwa mogą mieć dalekosiężne konsekwencje. Niezależnie od tego, czy jesteś deweloperem w Tokio, specjalistą ds. bezpieczeństwa w Londynie, czy właścicielem firmy w São Paulo, zrozumienie i wdrażanie technologii takich jak Trusted Types jest niezbędne do budowania bezpiecznego i odpornego ekosystemu cyfrowego.