比 Eval 和 Iframe 更强的新一代 JavaScript 沙箱!

更新日期: 2022-04-13阅读: 977标签: 沙箱

今天我们来看一个进入 statge3 的新的 JavaScript 提案:ShadowRealm api


JavaScript 的运行环境

领域(realm),这个词比较抽象,其实就代表了一个 JavaScript 独立的运行环境,里面有独立的变量作用域。

比如下面的代码

<body>
  <iframe>
  </iframe>
  <script>
    const win = frames[0].window;
    console.assert(win.globalThis !== globalThis); // true
    console.assert(win.Array !== Array); // true
  </script>
</body>

每个 iframe 都有一个独立的运行环境,document 的全局对象不同于 iframe 的全局对象,类似的,全局对象上的 Array 肯定也不同。

ShadowRealm API

ShadowRealm API 是一个新的 JavaScript 提案,它允许一个 JS 运行时创建多个高度隔离的 JS 运行环境(realm),每个 realm 具有独立的全局对象和内建对象。

ShadowRealm 具有下面的类型签名:

declare class ShadowRealm {
  constructor();
  evaluate(sourceText: string): PrimitiveValueOrCallable;
  importValue(specifier: string, bindingName: string): Promise<PrimitiveValueOrCallable>;
}

每个 ShadowRealm 实例都有自己独立的运行环境,它提供了两种方法让我们来执行运行环境中的代码:

.evaluate():同步执行代码字符串,类似 eval()。

.importValue():返回一个 Promise 对象,异步执行代码字符串。

shadowRealm.evaluate()

.evaluate() 的类型签名:

evaluate(sourceText: string): PrimitiveValueOrCallable;

.evaluate() 的工作原理很像 eval():

const sr = new ShadowRealm();
console.assert(
  sr.evaluate(`'ab' + 'cd'`) === 'abcd'
);

但是与 eval() 不同的是,代码是在 .evaluate() 的独立运行环境中执行的:

globalThis.realm = 'incubator realm';

const sr = new ShadowRealm();
sr.evaluate(`globalThis.realm = 'ConardLi realm'`);
console.assert(
  sr.evaluate(`globalThis.realm`) === 'ConardLi realm'
);

如果 .evaluate() 返回一个函数,为了方便在外部调用这个函数会被包装,然后在 ShadowRealm 中运行:

globalThis.realm = 'incubator realm';

const sr = new ShadowRealm();
sr.evaluate(`globalThis.realm = 'ConardLi realm'`);

const wrappedFunc = sr.evaluate(`() => globalThis.realm`);
console.assert(wrappedFunc() === 'ConardLi realm');

每当一个值传入 ShadowRealm 时,它必须是原始类型或者可以被调用的。否则会抛出异常:

> new ShadowRealm().evaluate('[]')
TypeError: value passing between realms must be callable or primitive

shadowRealm.importValue()

.importValue() 的类型签名:

importValue(specifier: string, bindingName: string): Promise<PrimitiveValueOrCallable>;

你可以直接导入一个外部的模块,异步执行并返回一个 Promise,用法:

// main.js
const sr = new ShadowRealm();
const wrappedSum = await sr.importValue('./my-module.js', 'sum');
console.assert(wrappedSum('hi', ' ', 'folks', '!') === 'hi ConardLi!');

// my-module.js
export function sum(...values) {
  return values.reduce((prev, value) => prev + value);
}

与 .evaluate() 一样,传入 ShadowRealms 的值(包括参数和跨环境函数调用的结果)必须是原始的或可调用的。

ShadowRealms 可以用来做什么?

在 Web IDE 或 Web 绘图应用等程序中运行插件等第三方代码。

在 ShadowRealms 中创建一个编程环境,运行用户代码。

服务器可以在 ShadowRealms 中运行第三方代码。

在 ShadowRealms 中可以运行测试,这样外部的JS执行环境不会受到影响,并且每个套件都可以在新环境中启动(这有助于提高可复用性)。

网页抓取(从网页中提取数据)和网页应用测试等可以在 ShadowRealms 中运行。

与其他方案对比

eval()和Function

ShadowRealms 与 eval() 和 Function 很像,但比它们俩都好一点:我们可以创建新的JS运行环境并在其中执行代码,这可以保护外部的JS运行环境不受代码执行的操作的影响。

Web Workers

Web Worker 是一个比 ShadowRealms 更强大的隔离机制。其中的代码运行在独立的进程中,通信是异步的。

但是,当我们想要做一些更轻量级的操作时,ShadowRealms 是一个很好的选择。它的算法可以同步计算,更便捷,而且全局数据管理更自由。

iframe

前面我们已经提到了,每个 iframe 都有自己的运行环境,我们可以在里面同步执行代码。

<body>
  <iframe>
  </iframe>
  <script>
    globalThis.realm = 'incubator';
    const iframeRealm = frames[0].window;
    iframeRealm.globalThis.realm = 'ConardLi';
    console.log(iframeRealm.eval('globalThis.realm')); // 'ConardLi'
  </script>
</body>

与 ShadowRealms 相比,还是有以下缺点:

只能在浏览器中使用 iframe;

需要向 dom 添加一个 iframe 以对其进行初始化;

每个 iframe 环境都包含完整的 DOM,这在一些场景下限制了自定义的灵活度;

默认情况下,对象是可以跨环境的,这意味着需要额外的工作来确保代码安全。

Node.js 上的 vm 模块

Node.js 的 vm 模块与 ShadowRealm API 类似,但具有更多功能:缓存 JavaScript 引擎、拦截 import() 等等。但它唯一的缺点就是不能跨平台,只能在 Node.js 环境下使用。

用法示例:在 ShadowRealms 中运行测试

下面我们来看个在 ShadowRealms 中运行测试的小 Demo,测试库收集通过 test() 指定的测试,并允许我们通过 runTests() 运行它们:

// test-lib.js
const testDescs = [];

export function test(description, callback) {
  testDescs.push({description, callback});
}

export function runTests() {
  const testResults = [];
  for (const testDesc of testDescs) {
    try {
      testDesc.callback();
      testResults.push(`${testDesc.description}: OK\n`);
    } catch (err) {
      testResults.push(`${testDesc.description}: ${err}\n`);
    }
  }
  return testResults.join('');
}

使用库来指定测试:

// my-test.js
import {test} from './test-lib.js';
import * as assert from './assertions.js';

test('succeeds', () => {
  assert.equal(3, 3);
});

test('fails', () => {
  assert.equal(1, 3);
});

export default true;

在下一个示例中,我们动态加载 my-test.js 模块来收集然后运行测试。

唉,目前还没有办法在不导入任何东西的情况下加载模块。

这就是为什么在前面示例的最后一行中有一个默认导出。我们使用 ShadowRealm .importvalue() 方法导入 default export 。

// test-runner.js
async function runTestModule(moduleSpecifier) {
  const sr = new ShadowRealm();
  await sr.importValue(moduleSpecifier, 'default');
  const runTests = await sr.importValue('./test-lib.js', 'runTests');
  const result = runTests();
  console.log(result);
}
await runTestModule('./my-test.js');

在 ShadowRealms 中运行 Web 应用

jsdom 库创建了一个封装的浏览器环境,可以用来测试 Web 应用、从 html 中提取数据等。它目前使用的是 Node.js vm 模块,未来可能会更新为使用 ShadowRealms(后者的好处是可以跨平台,而 vm 目前只支持 Node.js)。

来源: code秘密花园

链接: https://www.fly63.com/article/detial/11341

动手写 js 沙箱

市面上现在流行两种沙箱模式,一种是使用iframe,还有一种是直接在页面上使用new Function + eval进行执行。 殊途同归,主要还是防止一些Hacker们 吃饱了没事干,收别人钱来 Hack 你的网站

说说JS中的沙箱

其实在前端编码中,或多或少都会接触到沙箱,可能天真善良的你没有留意到,又可能,你还并不知道它的真正用途,学会使用沙箱,可以避免潜在的代码注入以及未知的安全问题。

如何实现一个 JS 沙箱?

说到沙箱,我们的脑海中可能会条件反射地联想到上面这个画面并瞬间变得兴致满满,下文将逐步介绍“浏览器世界”的沙箱。在计算机安全中,沙箱(Sandbox)是一种用于隔离正在运行程序的安全机制

你不知道的 JS 沙箱隔离

HTML5 增加了越来越多强大的特性和功能,而在这其中,工作线程(Web Worker)概念的推出让人眼前一亮,但未曾随之激起多大的浪花,并被在其随后工程侧的 Angular、Vue、React 等框架的「革命」浪潮所淹没

【微前端】JS沙箱的基本实现

微前端中,为了保证应用之间js环境(主要是window全局变量)的独立,需要使用JS沙箱来对各应用的执行环境进行隔离。qiankun中使用了两种方案来实现这一隔离,分别是:

面向微前端,谈谈 JavaScript 隔离沙箱机制的古往今来

随着微前端的不断发展、被更多的团队采用,越来越多开始对沙箱这个概念有所了解。 沙箱,即 sandbox,意指一个允许你独立运行程序的虚拟环境,沙箱可以隔离当前执行的环境作用域和外部的其他作用域

内容以共享、参考、研究为目的,不存在任何商业目的。其版权属原作者所有,如有侵权或违规,请与小编联系!情况属实本人将予以删除!