Implementering av Cross-Origin Isolation: Säkerhet för JavaScript SharedArrayBuffer

I dagens komplexa webbmiljö är säkerhet av yttersta vikt. Cross-Origin Isolation (COI) är en avgörande säkerhetsmekanism som avsevärt förbättrar säkerheten för webbapplikationer, särskilt vid användning av JavaScripts SharedArrayBuffer. Denna guide ger en omfattande översikt över implementering av COI, dess fördelar och praktiska exempel för att hjälpa dig att effektivt säkra dina webbapplikationer för en global publik.

Förstå Cross-Origin Isolation (COI)

Cross-Origin Isolation (COI) är en säkerhetsfunktion som isolerar din webbapplikations exekveringskontext från andra ursprung (origins). Denna isolering förhindrar skadliga webbplatser från att komma åt känslig data genom sidokanalsattacker som Spectre och Meltdown. Genom att aktivera COI skapar du i huvudsak en säkrare sandlåda för din applikation.

Före COI var webbsidor generellt sårbara för attacker som kunde utnyttja funktionerna för spekulativ exekvering i moderna processorer. Dessa attacker kunde läcka data mellan olika ursprung. SharedArrayBuffer, en kraftfull JavaScript-funktion för att möjliggöra högpresterande flertrådning i webbapplikationer, förvärrade dessa risker. COI minskar dessa risker genom att säkerställa att din applikations minnesutrymme är isolerat.

Huvudfördelar med Cross-Origin Isolation

• Förbättrad säkerhet: Minskar risken för attacker i stil med Spectre och Meltdown genom att isolera din applikations exekveringskontext.
• Möjliggör SharedArrayBuffer: Tillåter säker användning av SharedArrayBuffer för högpresterande flertrådning.
• Åtkomst till kraftfulla API:er: Låser upp åtkomst till andra kraftfulla webb-API:er som kräver COI, såsom högupplösta timers med ökad precision.
• Förbättrad prestanda: Genom att tillåta användning av SharedArrayBuffer kan applikationer avlasta beräkningsintensiva uppgifter till worker-trådar, vilket förbättrar den övergripande prestandan.
• Skydd mot informationsläckage mellan webbplatser: Förhindrar skadliga skript från andra ursprung från att komma åt känslig data i din applikation.

Implementering av Cross-Origin Isolation: En steg-för-steg-guide

Implementering av COI innebär att konfigurera din server för att skicka specifika HTTP-headers som instruerar webbläsaren att isolera din applikations ursprung. Det finns tre viktiga headers involverade:

• Cross-Origin-Opener-Policy (COOP): Styr vilka ursprung som kan dela en webbläsarkontextgrupp med ditt dokument.
• Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP): Styr vilka resurser ett dokument kan ladda från andra ursprung.
• Cross-Origin-Resource-Policy (CORP): Används för att kontrollera åtkomst till resurser från andra ursprung baserat på det begärande ursprunget. Även om det inte är strikt *nödvändigt* för att COI ska fungera, är det viktigt för att säkerställa att resursägare kan kontrollera vem som kan komma åt deras resurser från ett annat ursprung.

Steg 1: Ställa in Cross-Origin-Opener-Policy (COOP)-headern

COOP-headern isolerar din applikations webbläsarkontext. Att ställa in den till same-origin förhindrar dokument från olika ursprung från att dela samma webbläsarkontextgrupp. En webbläsarkontextgrupp är en uppsättning webbläsarkontexter (t.ex. flikar, fönster, iframes) som delar samma process. Genom att isolera din kontext minskar du risken för attacker från andra ursprung.

Rekommenderat värde: same-origin

Exempel på HTTP-header:

            Cross-Origin-Opener-Policy: same-origin
            

              
                Copy
              
            
          

Steg 2: Ställa in Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP)-headern

COEP-headern förhindrar ditt dokument från att ladda resurser från andra ursprung som inte uttryckligen ger tillstånd. Detta är avgörande för att förhindra angripare från att bädda in skadliga skript eller data i din applikation. Specifikt instruerar den webbläsaren att blockera alla resurser från andra ursprung som inte ger sitt medgivande med hjälp av Cross-Origin-Resource-Policy (CORP)-headern eller CORS-headers.

Det finns två huvudsakliga värden för COEP-headern:

• require-corp: Detta värde tvingar fram strikt isolering mellan ursprung. Din applikation kan endast ladda resurser som uttryckligen tillåter åtkomst från andra ursprung (antingen via CORP eller CORS). Detta är det rekommenderade värdet för att aktivera COI.
• credentialless: Detta värde tillåter hämtning av resurser från andra ursprung utan att skicka med autentiseringsuppgifter (cookies, autentiseringsheaders). Detta är användbart för att ladda offentliga resurser utan att exponera känslig information. Detta ställer också in Sec-Fetch-Mode-request-headern till cors. Resurser som begärs på detta sätt måste fortfarande skicka lämpliga CORS-headers.

Rekommenderat värde: require-corp

Exempel på HTTP-header:

            Cross-Origin-Embedder-Policy: require-corp
            

              
                Copy
              
            
          

Om du använder credentialless skulle headern se ut så här:

            Cross-Origin-Embedder-Policy: credentialless
            

              
                Copy
              
            
          

Steg 3: Ställa in Cross-Origin-Resource-Policy (CORP)-headern (valfritt men rekommenderat)

CORP-headern låter dig deklarera vilket/vilka ursprung som får ladda en specifik resurs. Även om det inte är strikt *nödvändigt* för att grundläggande COI ska fungera (webbläsaren blockerar resurser som standard om COEP är inställt och inga CORP/CORS-headers finns), ger CORP dig mer detaljerad kontroll över resursåtkomst och förhindrar oavsiktliga problem när COEP är aktiverat.

Möjliga värden för CORP-headern inkluderar:

• same-origin: Endast resurser från *samma* ursprung kan ladda denna resurs.
• same-site: Endast resurser från *samma webbplats* (t.ex. example.com) kan ladda denna resurs. En webbplats är domänen och toppdomänen. Olika subdomäner på samma webbplats (t.ex. app.example.com och blog.example.com) anses vara samma webbplats (same-site).
• cross-origin: Vilket ursprung som helst kan ladda denna resurs. Detta kräver explicit CORS-konfiguration på servern som tillhandahåller resursen.

Exempel på HTTP-headers:

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

              
                Copy
              
            
          

Exempel på serverkonfiguration

Den specifika konfigurationsmetoden varierar beroende på din webbserver. Här är några exempel för vanliga serverkonfigurationer:

Apache

I din Apache-konfigurationsfil (t.ex. .htaccess eller httpd.conf), lägg till följande headers:

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

              
                Copy
              
            
          

Nginx

I din Nginx-konfigurationsfil (t.ex. nginx.conf), lägg till följande headers i ditt server-block:

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

              
                Copy
              
            
          

Node.js (Express)

I din Express-applikation kan du använda middleware för att ställa in headers:

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

              
                Copy
              
            
          

När du serverar statiska filer, se till att den statiska filservern (t.ex. express.static) också inkluderar dessa headers.

Global CDN-konfiguration (t.ex. Cloudflare, Akamai)

Om du använder en CDN kan du konfigurera headers direkt i CDN:ens kontrollpanel. Detta säkerställer att headers tillämpas konsekvent på alla förfrågningar som serveras via CDN:en.

Verifiera Cross-Origin Isolation

Efter att ha konfigurerat headers kan du verifiera att COI är aktiverat genom att kontrollera webbläsarens utvecklarverktyg. I Chrome, öppna utvecklarverktygen och navigera till fliken "Application". Under "Frames", välj din applikations ursprung. Du bör se en sektion med namnet "Cross-Origin Isolation" som indikerar att COI är aktiverat. Alternativt kan du använda JavaScript för att kontrollera förekomsten av SharedArrayBuffer och andra COI-beroende funktioner:

            if (typeof SharedArrayBuffer !== 'undefined') {
  console.log('SharedArrayBuffer är tillgänglig (COI är troligen aktiverat)');
} else {
  console.log('SharedArrayBuffer är inte tillgänglig (COI är kanske inte aktiverat)');
}
            

              
                Copy
              
            
          

Felsökning av vanliga problem

Implementering av COI kan ibland leda till problem om resurser inte är korrekt konfigurerade för att tillåta åtkomst från andra ursprung. Här är några vanliga problem och lösningar:

1. Fel vid laddning av resurser

Om du stöter på fel som indikerar att resurser blockeras på grund av COEP, betyder det att resurserna inte skickar korrekta CORP- eller CORS-headers. Se till att alla resurser från andra ursprung som du laddar är konfigurerade med lämpliga headers.

Lösning:

• För resurser under din kontroll: Lägg till CORP-headern på servern som tillhandahåller resursen. Om resursen är avsedd att nås från vilket ursprung som helst, använd Cross-Origin-Resource-Policy: cross-origin och konfigurera CORS-headers för att uttryckligen tillåta ditt ursprung.
• För resurser från tredjeparts-CDN:er: Kontrollera om CDN:en stöder inställning av CORS-headers. Om inte, överväg att hosta resursen själv eller använda en annan CDN.

2. Fel med blandat innehåll (Mixed Content)

Fel med blandat innehåll uppstår när du laddar osäkra (HTTP) resurser från en säker (HTTPS) sida. COI kräver att alla resurser laddas över HTTPS.

Lösning:

• Se till att alla resurser laddas över HTTPS. Uppdatera alla HTTP-URL:er till HTTPS.
• Konfigurera din server att automatiskt omdirigera HTTP-förfrågningar till HTTPS.

3. CORS-fel

CORS-fel uppstår när en förfrågan från ett annat ursprung blockeras eftersom servern inte tillåter åtkomst från ditt ursprung.

Lösning:

• Konfigurera servern som tillhandahåller resursen att skicka lämpliga CORS-headers, inklusive Access-Control-Allow-Origin, Access-Control-Allow-Methods och Access-Control-Allow-Headers.

4. Webbläsarkompatibilitet

Även om COI har brett stöd i moderna webbläsare, kanske äldre webbläsare inte stöder det fullt ut. Det är viktigt att testa din applikation i olika webbläsare för att säkerställa kompatibilitet.

Lösning:

• Tillhandahåll en fallback-mekanism för äldre webbläsare som inte stöder COI. Detta kan innebära att inaktivera funktioner som kräver SharedArrayBuffer eller använda alternativa tekniker.
• Informera användare av äldre webbläsare att de kan uppleva reducerad funktionalitet eller säkerhet.

Praktiska exempel och användningsfall

Här är några praktiska exempel på hur COI kan användas i verkliga applikationer:

1. Högpresterande bildbehandling

En webbapplikation för bildredigering kan använda SharedArrayBuffer för att utföra beräkningsintensiva uppgifter i worker-trådar, som att applicera filter eller ändra storlek på bilder. COI säkerställer att bilddatan skyddas från attacker från andra ursprung.

2. Ljud- och videobearbetning

Webbapplikationer för ljud- eller videoredigering kan använda SharedArrayBuffer för att bearbeta ljud- eller videodata i realtid. COI är avgörande för att skydda integriteten hos känsligt ljud- eller videoinnehåll.

3. Vetenskapliga simuleringar

Webbaserade vetenskapliga simuleringar kan använda SharedArrayBuffer för att utföra komplexa beräkningar parallellt. COI säkerställer att simuleringsdatan inte komprometteras av skadliga skript.

4. Kollaborativ redigering

Webbapplikationer för kollaborativ redigering kan använda SharedArrayBuffer för att synkronisera ändringar mellan flera användare i realtid. COI är kritiskt för att upprätthålla integriteten och konfidentialiteten hos det delade dokumentet.

Framtiden för webbsäkerhet och COI

Cross-Origin Isolation är ett kritiskt steg mot en säkrare webb. I takt med att webbapplikationer blir allt mer sofistikerade och förlitar sig på kraftfullare API:er, kommer COI att bli ännu viktigare. Webbläsarleverantörer arbetar aktivt med att förbättra stödet för COI och göra det enklare för utvecklare att implementera. Nya webbstandarder utvecklas också för att ytterligare förbättra webbsäkerheten.

Sammanfattning

Implementering av Cross-Origin Isolation är avgörande för att säkra webbapplikationer som använder SharedArrayBuffer och andra kraftfulla webb-API:er. Genom att följa stegen i denna guide kan du avsevärt förbättra säkerheten för dina webbapplikationer och skydda dina användare från attacker från andra ursprung. Kom ihåg att noggrant testa din applikation efter att ha implementerat COI för att säkerställa att alla resurser laddas korrekt och att din applikation fungerar som förväntat. Att prioritera säkerhet är inte bara en teknisk övervägning; det är ett åtagande för säkerheten och förtroendet hos din globala användarbas.