Säkerhet i kommunikation mellan olika ursprung: Bästa praxis för JavaScript PostMessage

I dagens webblandskap blir Single-Page Applications (SPA) och mikrofrontend-arkitekturer allt vanligare. Dessa arkitekturer kräver ofta kommunikation mellan olika ursprung (domäner, protokoll eller portar). JavaScripts postMessage-API tillhandahåller en mekanism för denna kommunikation mellan olika ursprung. Men om det inte implementeras noggrant kan det introducera betydande säkerhetssårbarheter.

Förståelse för PostMessage API

postMessage-API:et tillåter skript från olika ursprung att kommunicera. Det är ett kraftfullt verktyg, men dess kraft kräver ansvarsfull hantering. Den grundläggande användningen innefattar två steg:

1. Skicka ett meddelande: Ett skript anropar postMessage på ett fönsterobjekt (t.ex. window.parent, iframe.contentWindow, eller ett WindowProxy-objekt erhållet från window.open). Metoden tar två argument: meddelandet som ska skickas och målets ursprung.
2. Ta emot ett meddelande: Det mottagande skriptet lyssnar efter message-händelsen på window-objektet. Händelseobjektet innehåller information om meddelandet, inklusive data, avsändarens ursprung och källfönsterobjektet.

Här är ett enkelt exempel:

Avsändare (på ursprung A)

            
// Förutsatt att du har en referens till målfönstret (t.ex. en iframe)
const targetWindow = document.getElementById('myIframe').contentWindow;

// Skicka ett meddelande till ursprung B
targetWindow.postMessage('Hej från Ursprung A!', 'https://origin-b.example.com');

            

              
                Copy
              
            
          

Mottagare (på ursprung B)

            
window.addEventListener('message', (event) => {
  // Viktigt: Kontrollera meddelandets ursprung!
  if (event.origin === 'https://origin-a.example.com') {
    console.log('Meddelande mottaget:', event.data);
    // Bearbeta meddelandet
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

Säkerhetsrisker med felaktig användning av PostMessage

Utan ordentliga försiktighetsåtgärder kan postMessage utsätta din applikation för olika säkerhetshot:

• Cross-Site Scripting (XSS): Om du blint litar på meddelanden från vilket ursprung som helst kan en angripare injicera skadliga skript i din applikation.
• Cross-Site Request Forgery (CSRF): En angripare kan förfalska förfrågningar för en användares räkning genom att skicka meddelanden till ett betrott ursprung.
• Dataläckage: Känslig data kan exponeras om meddelanden snappas upp eller skickas till oavsiktliga ursprung.

Bästa praxis för säker PostMessage-kommunikation

För att minska dessa risker, följ dessa bästa praxis:

1. Validera alltid ursprunget

Den mest kritiska säkerhetsåtgärden är att alltid validera ursprunget för det inkommande meddelandet. Lita aldrig blint på meddelanden. Använd event.origin-egenskapen för att säkerställa att meddelandet kommer från ett förväntat ursprung. Implementera en vitlista över betrodda ursprung och avvisa meddelanden från alla andra ursprung.

Exempel (JavaScript):

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

window.addEventListener('message', (event) => {
  if (trustedOrigins.includes(event.origin)) {
    console.log('Mottog meddelande från betrott ursprung:', event.data);
    // Bearbeta meddelandet
  } else {
    console.warn('Mottog meddelande från obetrott ursprung:', event.origin);
    return;
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

Viktiga överväganden:

• Undvik jokertecken: Motstå frestelsen att använda ett jokertecken ('*') för målets ursprung när du skickar meddelanden. Även om det är bekvämt, öppnar det din applikation för meddelanden från vilket ursprung som helst, vilket motverkar syftet med ursprungsvalidering.
• Null-ursprung: Var medveten om att vissa webbläsare kan rapportera ett "null"-ursprung för meddelanden från file://-URL:er eller sandlåde-iframes. Bestäm hur du ska hantera dessa fall baserat på dina specifika applikationskrav. Ofta är det säkraste tillvägagångssättet att behandla ett null-ursprung som obetrott.
• Hänsyn till subdomäner: Om du behöver kommunicera med subdomäner (t.ex. app.example.com och api.example.com), se till att din ursprungsvalideringslogik tar hänsyn till detta. Du kan använda ett reguljärt uttryck för att matcha ett mönster av betrodda subdomäner. Överväg dock noggrant säkerhetskonsekvenserna innan du implementerar en jokerteckenbaserad subdomänvalidering.

2. Validera meddelandedata

Även efter att ha validerat ursprunget bör du fortfarande validera formatet och innehållet i meddelandedata. Exekvera inte kod blint eller ändra din applikations tillstånd baserat enbart på det mottagna meddelandet.

Exempel (JavaScript):

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

      // Validera meddelandets struktur och datatyper
      if (messageData.type === 'command' && typeof messageData.payload === 'string') {
        console.log('Mottog giltigt kommando:', messageData.payload);
        // Bearbeta kommandot
      } else {
        console.warn('Mottog ogiltigt meddelandeformat.');
      }
    } catch (error) {
      console.error('Fel vid tolkning av meddelandedata:', error);
    }
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

Nyckelstrategier för datavalidering:

• Använd en fördefinierad meddelandestruktur: Etablera en tydlig och konsekvent struktur för dina meddelanden. Detta gör att du enkelt kan validera förekomsten av obligatoriska fält och deras datatyper. JSON är ett vanligt och lämpligt format för att strukturera meddelanden.
• Typkontroll: Verifiera att datatyperna för meddelandefälten matchar dina förväntningar (t.ex. med typeof i JavaScript).
• Input-sanering: Sanera all användartillhandahållen data i meddelandet för att förhindra injektionsattacker. Till exempel, escapa HTML-entiteter om data ska renderas i DOM.
• Vitlistning av kommandon: Om meddelandet innehåller ett "kommando"- eller "åtgärd"-fält, underhåll en vitlista över tillåtna kommandon och exekvera endast dessa. Detta förhindrar angripare från att exekvera godtycklig kod.

3. Använd säker serialisering

När du skickar komplexa datastrukturer, använd säkra serialiseringsmetoder som JSON.stringify och JSON.parse. Undvik att använda eval() eller andra metoder som kan exekvera godtycklig kod.

Varför undvika eval()?

eval() exekverar en sträng som JavaScript-kod. Om du använder eval() på obetrodd data kan en angripare injicera skadlig kod i strängen och kompromettera din applikation.

4. Begränsa kommunikationens omfattning

Begränsa kommunikationen till de specifika ursprung och fönster som behöver interagera. Undvik onödig kommunikation med andra ursprung.

Tekniker för att begränsa omfattningen:

• Riktade meddelanden: När du skickar ett meddelande, se till att du har en direkt referens till målfönstret (t.ex. en iframes contentWindow). Undvik att sända meddelanden till alla fönster.
• Ursprungsspecifika ändpunkter: Om du har flera tjänster som behöver kommunicera, överväg att skapa separata ändpunkter för varje ursprung. Detta minskar risken för att meddelanden feldirigeras eller snappas upp.
• Kortlivade meddelanden: Om möjligt, utforma ditt kommunikationsprotokoll för att minimera meddelandens livslängd. Använd till exempel ett request-response-mönster där svaret bara är giltigt under en kort period.

5. Implementera Content Security Policy (CSP)

Content Security Policy (CSP) är en kraftfull säkerhetsmekanism som låter dig kontrollera vilka resurser en webbläsare får ladda för en given sida. Du kan använda CSP för att begränsa de ursprung från vilka skript, stilar och andra resurser kan laddas.

Hur CSP kan hjälpa med postMessage:

• Begränsa ursprung: Du kan använda frame-ancestors-direktivet för att specificera vilka ursprung som får bädda in din sida i en iframe. Detta kan förhindra clickjacking-attacker och begränsa de ursprung som potentiellt kan skicka meddelanden till din applikation.
• Inaktivera inline-skript: Du kan använda script-src-direktivet för att förbjuda inline-skript. Detta kan hjälpa till att förhindra XSS-attacker som kan utlösas av skadliga meddelanden.

Exempel på CSP-header:

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

            

              
                Copy
              
            
          

6. Överväg att använda en meddelandeförmedlare (avancerat)

För komplexa kommunikationsscenarier som involverar flera ursprung och meddelandetyper, överväg att använda en meddelandeförmedlare (message broker). En meddelandeförmedlare fungerar som en mellanhand, dirigerar meddelanden mellan olika ursprung och upprätthåller säkerhetspolicyer.

Fördelar med en meddelandeförmedlare:

• Centraliserad säkerhet: Meddelandeförmedlaren erbjuder en central punkt för att upprätthålla säkerhetspolicyer, såsom ursprungsvalidering och datavalidering.
• Förenklad kommunikation: Meddelandeförmedlaren förenklar kommunikationen mellan ursprung genom att hantera meddelandestyrning och leverans.
• Förbättrad skalbarhet: Meddelandeförmedlaren kan hjälpa till att skala din applikation genom att distribuera meddelanden över flera servrar.

7. Granska din kod regelbundet

Säkerhet är en pågående process. Granska regelbundet din kod för potentiella sårbarheter relaterade till postMessage. Använd statiska analysverktyg och manuella kodgranskningar för att identifiera och åtgärda eventuella säkerhetsbrister.

Vad du ska leta efter under kodgranskningar:

• Saknad ursprungsvalidering: Säkerställ att alla meddelandehanterare validerar ursprunget för det inkommande meddelandet.
• Otillräcklig datavalidering: Verifiera att meddelandedata valideras och saneras korrekt.
• Användning av eval(): Identifiera och ersätt alla instanser av eval() med säkrare alternativ.
• Onödig kommunikation: Ta bort all onödig kommunikation med andra ursprung.

Verkliga exempel och scenarier

Låt oss utforska några verkliga exempel för att illustrera hur dessa bästa praxis kan tillämpas.

1. Säker kommunikation mellan en Iframe och dess föräldrafönster

Många webbapplikationer använder iframes för att bädda in innehåll från andra ursprung. Till exempel kan en betalningsgateway vara inbäddad i en iframe på din webbplats. Det är avgörande att säkra kommunikationen mellan iframen och dess föräldrafönster.

Scenario: En iframe som hostas på payment-gateway.example.com behöver skicka ett betalningsbekräftelsemeddelande till föräldrafönstret som hostas på your-website.com.

Implementering:

Iframe (payment-gateway.example.com):

            
// Efter lyckad betalning
window.parent.postMessage({ type: 'payment_confirmation', transactionId: '12345' }, 'https://your-website.com');

            

              
                Copy
              
            
          

Föräldrafönster (your-website.com):

            
window.addEventListener('message', (event) => {
  if (event.origin === 'https://payment-gateway.example.com') {
    if (event.data.type === 'payment_confirmation') {
      console.log('Betalning bekräftad. Transaktions-ID:', event.data.transactionId);
      // Uppdatera gränssnittet eller omdirigera användaren
    }
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

2. Hantering av autentiseringstokens över olika ursprung

I vissa fall kan du behöva skicka autentiseringstokens mellan olika ursprung. Detta kräver noggrann hantering för att förhindra stöld av tokens.

Scenario: En användare autentiserar sig på auth.example.com och behöver komma åt resurser på api.example.com. Autentiseringstoken måste skickas säkert från auth.example.com till api.example.com.

Implementering (med ett kortlivat meddelande och HTTPS):

auth.example.com (efter lyckad autentisering):

            
// Förutsatt att api.example.com öppnas i ett nytt fönster
const apiWindow = window.open('https://api.example.com');

// Generera en kortlivad token för engångsbruk
const token = generateShortLivedToken();

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

// Invalidera omedelbart token 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;

      // Validera token mot en server-side ändpunkt (ENDAST HTTPS!)
      fetch('/validate_token', { method: 'POST', body: JSON.stringify({ token: token })})
        .then(response => response.json())
        .then(data => {
          if (data.valid) {
            console.log('Token validerad. Användaren är autentiserad.');
            // Spara den validerade token (säkert - t.ex. HTTP-only cookie)
          } else {
            console.warn('Ogiltig token.');
          }
        });
    }
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

Viktiga överväganden för tokenhantering:

• Endast HTTPS: Använd alltid HTTPS för all kommunikation som involverar autentiseringstokens. Att skicka tokens över HTTP exponerar dem för avlyssning.
• Kortlivade tokens: Använd kortlivade tokens som löper ut snabbt. Detta begränsar tidsfönstret för en angripare att stjäla token.
• Engångstokens: Använd helst tokens som bara kan användas en gång. När token har använts bör den invalideras på servern.
• Validering på serversidan: Validera alltid token på serversidan. Lita aldrig på token enbart baserat på validering på klientsidan.
• Säker lagring: Lagra den validerade token säkert (t.ex. i en HTTP-only cookie eller en säker session). Undvik att lagra tokens i lokal lagring, eftersom det är sårbart för XSS-attacker.

Slutsats

JavaScripts postMessage-API är ett värdefullt verktyg för kommunikation mellan olika ursprung, men det kräver noggrann implementering för att undvika säkerhetssårbarheter. Genom att följa dessa bästa praxis kan du skydda dina webbapplikationer från XSS-, CSRF- och dataläckageattacker. Kom ihåg att alltid validera ursprunget och data för inkommande meddelanden, använda säkra serialiseringsmetoder, begränsa kommunikationens omfattning och regelbundet granska din kod.

Genom att förstå de potentiella riskerna och implementera dessa säkerhetsåtgärder kan du utnyttja kraften i postMessage för att bygga säkra och robusta webbapplikationer som sömlöst integrerar innehåll och funktionalitet från olika ursprung.