API Trusted Types: Укрепление безопасности через безопасное манипулирование DOM

В непрекращающейся борьбе с веб-уязвимостями атаки межсайтового скриптинга (XSS) остаются постоянной угрозой. Эти атаки используют уязвимости в веб-приложениях для внедрения вредоносных скриптов на доверенные веб-сайты, что позволяет злоумышленникам похищать конфиденциальные данные, изменять внешний вид сайтов или перенаправлять пользователей на вредоносные ресурсы. Для борьбы с этим был создан API Trusted Types, который выступает мощным защитным механизмом, способствуя безопасному манипулированию DOM и значительно снижая риск уязвимостей XSS.

Понимание межсайтового скриптинга (XSS)

Атаки XSS происходят, когда предоставленные пользователем данные некорректно вставляются в вывод веб-страницы без надлежащей санитизации или кодирования. Существует три основных типа XSS:

• Хранимые XSS (Stored XSS): Вредоносный скрипт постоянно хранится на целевом сервере (например, в базе данных, на форуме или в разделе комментариев). Когда другие пользователи получают доступ к сохраненным данным, скрипт выполняется в их браузерах.
• Отраженные XSS (Reflected XSS): Вредоносный скрипт встраивается в URL-адрес или форму и немедленно возвращается пользователю в ответе. Обычно это требует обмана пользователя, чтобы он перешел по вредоносной ссылке.
• DOM-основанные XSS (DOM-based XSS): Вредоносный скрипт использует уязвимости в клиентском коде JavaScript, а не полагается на хранение данных на стороне сервера или их отражение. Это часто включает прямое манипулирование объектной моделью документа (DOM).

Традиционно разработчики полагались на валидацию ввода и кодирование вывода для предотвращения атак XSS. Хотя эти методы необходимы, их правильная реализация может быть сложной и часто подвержена ошибкам. API Trusted Types предлагает более надежный и удобный для разработчиков подход, принудительно внедряя безопасные практики кодирования на уровне DOM.

Представляем API Trusted Types

API Trusted Types — это функция безопасности веб-платформы, которая помогает разработчикам создавать более безопасные веб-приложения, ограничивая использование потенциально опасных методов манипулирования DOM. Он обеспечивает соблюдение правила, согласно которому приёмники DOM XSS (места, где может произойти внедрение скрипта) могут принимать только значения, которые были явно очищены и обернуты в «Доверенный тип» (Trusted Type). По сути, это создает систему типов для строк, используемых для манипулирования DOM, где недоверенные данные не могут быть напрямую переданы в эти приёмники.

Ключевые концепции:

• Приёмники DOM XSS (DOM XSS Sinks): Это свойства и методы, которые чаще всего используются для внедрения скриптов на страницу. Примеры включают innerHTML, outerHTML, src, href и document.write.
• Доверенные типы (Trusted Types): Это специальные объекты-обертки, которые указывают, что строка была тщательно проверена и безопасна для использования в приёмнике DOM XSS. API предоставляет несколько встроенных доверенных типов, таких как TrustedHTML, TrustedScript и TrustedScriptURL.
• Политики типов (Type Policies): Это правила, которые определяют, как могут создаваться и использоваться доверенные типы. Они указывают, каким функциям разрешено создавать доверенные типы и как базовые строки очищаются или проверяются.

Как работают Trusted Types

Основной принцип Trusted Types заключается в том, чтобы не позволять разработчикам напрямую передавать недоверенные строки в приёмники DOM XSS. Когда Trusted Types включены, браузер выбрасывает ошибку TypeError, если обычная строка используется в месте, где ожидается доверенный тип.

Чтобы использовать Trusted Types, необходимо сначала определить политику типов. Политика типов — это объект JavaScript, который указывает, как могут создаваться доверенные типы. Например:

if (window.trustedTypes && window.trustedTypes.createPolicy) {
  window.myPolicy = trustedTypes.createPolicy('myPolicy', {
    createHTML: function(input) {
      // Здесь нужно очистить ввод. Это заглушка; используйте настоящую библиотеку санитизации.
      let sanitized = DOMPurify.sanitize(input); // Пример с использованием DOMPurify
      return sanitized;
    },
    createScriptURL: function(input) {
      // Здесь нужно проверить ввод, чтобы убедиться, что это безопасный URL.
      if (input.startsWith('https://example.com/')) {
        return input;
      } else {
        throw new Error('Недоверенный URL: ' + input);
      }
    },
    createScript: function(input) {
         // Будьте очень осторожны при создании скрипта, делайте это, только если знаете, что делаете
         return input;
    }
  });
}

В этом примере мы создаем политику типов с именем «myPolicy» с тремя функциями: createHTML, createScriptURL и createScript. Функция createHTML очищает входную строку с помощью библиотеки санитизации, такой как DOMPurify. Функция createScriptURL проверяет ввод, чтобы убедиться, что это безопасный URL. Функцию createScript следует использовать с крайней осторожностью, в идеале избегать ее, если это возможно, так как она позволяет выполнять произвольные скрипты.

После создания политики типов вы можете использовать ее для создания доверенных типов:

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

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

В этом примере мы передаем недоверенную HTML-строку в функцию createHTML нашей политики типов. Функция очищает строку и возвращает объект TrustedHTML. Затем мы можем безопасно присвоить этот объект TrustedHTML свойству innerHTML элемента, не рискуя подвергнуться атаке XSS.

Преимущества использования Trusted Types

• Повышенная безопасность: Trusted Types значительно снижают риск атак XSS, не позволяя разработчикам напрямую передавать недоверенные строки в приёмники DOM XSS.
• Улучшенное качество кода: Trusted Types поощряют разработчиков более тщательно подходить к санитизации и валидации данных, что приводит к улучшению качества кода и практик безопасности.
• Упрощенный аудит безопасности: Trusted Types облегчают выявление и проверку потенциальных уязвимостей XSS в коде, поскольку использование приёмников DOM XSS явно контролируется политиками типов.
• Совместимость с CSP: Trusted Types можно использовать в сочетании с Политикой безопасности контента (CSP) для дальнейшего повышения безопасности веб-приложений.

Вопросы реализации

Внедрение Trusted Types требует тщательного планирования и исполнения. Вот некоторые важные соображения:

• Определите приёмники DOM XSS: Первый шаг — определить все приёмники DOM XSS в вашем приложении. Это свойства и методы, которые используются для манипулирования DOM и могут быть потенциально использованы для атак XSS.
• Выберите библиотеку санитизации: Выберите авторитетную и хорошо поддерживаемую библиотеку санитизации для очистки недоверенных данных перед созданием Trusted Types. DOMPurify — популярный и эффективный выбор. Убедитесь, что вы правильно настроили ее для своих конкретных нужд.
• Определите политики типов: Создайте политики типов, которые определяют, как могут создаваться и использоваться Trusted Types. Тщательно продумайте логику санитизации и валидации в ваших политиках типов, чтобы убедиться в их эффективности для предотвращения атак XSS.
• Обновите код: Обновите свой код для использования Trusted Types всякий раз, когда вы манипулируете DOM с потенциально недоверенными данными. Замените прямые присваивания приёмникам DOM XSS на присваивания доверенных типов.
• Тщательно протестируйте: Тщательно протестируйте свое приложение после внедрения Trusted Types, чтобы убедиться, что оно работает правильно и нет регрессий. Обратите особое внимание на участки кода, где вы манипулируете DOM.
• Стратегия миграции: Внедрение Trusted Types в большой существующей кодовой базе может быть сложной задачей. Рассмотрите стратегию постепенной миграции, начиная с наиболее критичных областей вашего приложения. Вы можете первоначально включить Trusted Types в режиме «только отчеты» (report-only), чтобы выявлять нарушения, не ломая ваше приложение.

Примеры сценариев

Давайте рассмотрим несколько практических примеров использования Trusted Types в различных сценариях:

Сценарий 1: Отображение пользовательского контента

Веб-сайт позволяет пользователям оставлять комментарии и посты. Без Trusted Types отображение этого контента может быть уязвимо для атак XSS. Используя Trusted Types, вы можете очистить пользовательский контент перед его отображением, гарантируя удаление любых вредоносных скриптов.

// До Trusted Types:
// document.getElementById('comments').innerHTML = userComment; // Уязвимо для XSS

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

Сценарий 2: Загрузка внешних JavaScript-файлов

Веб-сайт динамически загружает JavaScript-файлы из внешних источников. Без Trusted Types злоумышленник потенциально может заменить один из этих файлов своим вредоносным скриптом. Используя Trusted Types, вы можете проверить URL-адрес файла скрипта перед его загрузкой, убедившись, что он поступает из доверенного источника.

// До Trusted Types:
// let script = document.createElement('script');
// script.src = untrustedURL; // Уязвимо для XSS
// document.head.appendChild(script);

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

Сценарий 3: Установка атрибутов элементов

Веб-сайт устанавливает атрибуты DOM-элементов на основе пользовательского ввода. Например, установка атрибута `href` для тега `a`. Без Trusted Types злоумышленник мог бы внедрить JavaScript URI, что привело бы к XSS. С помощью Trusted Types вы можете проверить URL перед установкой атрибута.

// До Trusted Types:
// anchorElement.href = userInputURL; // Уязвимо для XSS

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

Trusted Types и Политика безопасности контента (CSP)

Trusted Types хорошо работают в сочетании с Политикой безопасности контента (CSP), обеспечивая эшелонированную защиту от атак XSS. CSP — это механизм безопасности, который позволяет вам указывать, какие источники контента разрешено загружать на вашем веб-сайте. Комбинируя Trusted Types с CSP, вы можете создать высокозащищенное веб-приложение.

Чтобы включить Trusted Types в CSP, вы можете использовать директиву require-trusted-types-for. Эта директива указывает, что Trusted Types требуются для всех приёмников DOM XSS. Например:

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

Этот заголовок CSP сообщает браузеру, что для выполнения всех скриптов требуются Trusted Types и что разрешены только Trusted Types, созданные политикой типов «myPolicy».

Поддержка браузерами и полифилы

Поддержка Trusted Types браузерами растет, но она еще не является универсальной. На конец 2024 года основные браузеры, такие как Chrome, Firefox и Edge, имеют хорошую поддержку. Поддержка в Safari отстает. Проверяйте CanIUse.com для получения последней информации о совместимости браузеров.

Для старых браузеров, которые не поддерживают Trusted Types нативно, вы можете использовать полифил. Полифил — это фрагмент кода JavaScript, который обеспечивает функциональность новой возможности в старых браузерах. Доступно несколько полифилов для Trusted Types, например, тот, что предоставляет Google. Однако полифилы не обеспечивают такой же уровень безопасности, как нативная поддержка. В основном они помогают с совместимостью и позволяют начать использовать API, даже если некоторые из ваших пользователей работают в старых браузерах.

Альтернативы и соображения

Хотя Trusted Types предлагают значительное повышение безопасности, важно признавать альтернативные подходы и сценарии, в которых они могут быть не идеальным решением:

• Интеграция с фреймворками: Современные фреймворки JavaScript, такие как React, Angular и Vue.js, часто обрабатывают манипуляции с DOM таким образом, что это снижает риски XSS. Эти фреймворки обычно экранируют данные по умолчанию и поощряют использование безопасных шаблонов кодирования. Однако даже при использовании фреймворков все еще возможно внести уязвимости XSS, если вы обходите встроенные средства защиты фреймворка или неправильно используете dangerouslySetInnerHTML (React) или аналогичные функции.
• Строгая валидация ввода и кодирование вывода: Традиционные методы валидации ввода и кодирования вывода остаются критически важными. Trusted Types дополняют эти методы, а не заменяют их. Валидация ввода гарантирует, что данные, поступающие в ваше приложение, имеют правильную форму и соответствуют ожидаемым форматам. Кодирование вывода гарантирует, что данные правильно экранируются при отображении на странице, не позволяя браузерам интерпретировать их как код.
• Накладные расходы на производительность: Хотя обычно они минимальны, могут возникать небольшие накладные расходы на производительность, связанные с процессами санитизации и валидации, требуемыми Trusted Types. Важно профилировать ваше приложение, чтобы выявить любые узкие места в производительности и оптимизировать их соответствующим образом.
• Затраты на поддержку: Внедрение и поддержка Trusted Types требуют глубокого понимания структуры DOM и потоков данных вашего приложения. Создание и управление политиками типов может увеличить нагрузку на поддержку.

Примеры из реального мира и тематические исследования

Несколько организаций успешно внедрили Trusted Types для повышения безопасности своих веб-приложений. Например, Google широко использует Trusted Types в своих продуктах и услугах. Другие компании в финансовом и e-commerce секторах, где безопасность имеет первостепенное значение, также внедряют Trusted Types для защиты конфиденциальных данных пользователей и предотвращения финансового мошенничества. Эти реальные примеры демонстрируют эффективность Trusted Types в снижении рисков XSS в сложных и высокорисковых средах.

Заключение

API Trusted Types представляет собой значительный шаг вперед в области безопасности веб-приложений, предоставляя надежный и удобный для разработчиков механизм предотвращения атак XSS. Принуждая к использованию безопасных практик манипулирования DOM и поощряя тщательную санитизацию и валидацию данных, Trusted Types позволяют разработчикам создавать более безопасные и надежные веб-приложения. Хотя внедрение Trusted Types требует тщательного планирования и исполнения, преимущества с точки зрения повышения безопасности и улучшения качества кода стоят затраченных усилий. По мере роста поддержки Trusted Types браузерами, они, вероятно, станут все более важным инструментом в борьбе с веб-уязвимостями.

Для мировой аудитории внедрение лучших практик безопасности, таких как использование Trusted Types, — это не просто защита отдельных приложений, это создание более безопасного и заслуживающего доверия веба для всех. Это особенно важно в глобализованном мире, где данные пересекают границы, а нарушения безопасности могут иметь далеко идущие последствия. Независимо от того, являетесь ли вы разработчиком в Токио, специалистом по безопасности в Лондоне или владельцем бизнеса в Сан-Паулу, понимание и внедрение таких технологий, как Trusted Types, необходимо для построения безопасной и устойчивой цифровой экосистемы.