WebWorker 封装 JavaScript 沙箱详情

WebWorker是一种浏览器提供的JavaScript语言的多线程解决方案，它允许在后台运行长时间运算脚本而不会干扰用户界面，并且可以通过WebWorker进行线程之间的通信。

但是，在实际使用过程中，由于WebWorker并没有提供JS沙箱环境，如果在WebWorker中运行的JS脚本存在恶意代码，将会对用户数据造成威胁。

因此，我们需要在WebWorker中封装JavaScript沙箱来保护用户数据的安全。

以下是封装JavaScript沙箱的完整攻略：

功能点

• 沙箱内脚本执行环境
• 沙箱外代码运行检测
• 可设置沙箱内部断言函数防止攻击

总体架构设计

使用WebWorker的postMessage通信机制，在主线程中调用沙箱接口，将待执行的代码传递给WebWorker中的JavaScript沙箱，完成代码执行等操作。

1. 将待执行的代码存放在字符串中。
2. 借助 WebWorker 用子线程运行字符串代码。
3. 构建一个沙盒环境，自动拦截对于执行环境的破坏和对全局属性的污染。
4. 在沙盒环境中分别运行字符串代码和断言函数，确保JS代码的安全性和正常性。

代码示例

以下是两条示例说明：

示例 1

// 在主线程中调用 JavaScript 沙箱接口，传递待执行的代码。
function runSandboxedJavascript(code) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const worker = new Worker('sandbox-worker.js', { type: 'module' });
    worker.postMessage(code);

    worker.onmessage = (event) => {
      if (event.data.error) {
        reject(event.data.error);
      } else {
        resolve(event.data.result);
      }
    };
  });
}

// 最终在 WebWorker 线程中调用 JavaScript 沙箱函数执行代码。
self.addEventListener('message', async (event) => {
  const code = event.data;
  const result = await sandboxedEval(code);
  self.postMessage({ result });
});

示例 2

// 计算斐波那契数列的值。
function fib(n) {
  if (n === 0 || n === 1) {
    return 1;
  }
  return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}

// 定义在沙箱内执行的函数。
function subtract(a, b) {
  return a - b;
}

// 在 WebWorker 线程中实现 JavaScript 沙箱函数。
async function sandboxedEval(code) {
  let result;
  try {
    const sandbox = {};

    // 限制被执行代码对全局变量的访问权限。
    const script = new Function(`
      "use strict";
      with (sandbox) {
        return eval(\`${code}\`);
      }
    `);

    // 提前设置全局变量。
    sandbox.fib = fib;
    sandbox.Math = Math;
    sandbox.JSON = JSON;
    sandbox.console = console;
    sandbox.setTimeout = setTimeout;
    sandbox.setInterval = setInterval;
    sandbox.clearTimeout = clearTimeout;
    sandbox.clearInterval = clearInterval;

    // 执行函数，获取执行结果。
    result = script.call(sandbox);

    // 断言沙箱执行环境是否正确（可选）。
    assertSandbox(sandbox);

  } catch (error) {
    result = { error };
  }
  return result;
}

// 在 WebWorker 线程中调用 JavaScript 沙箱函数执行代码。
self.addEventListener('message', async (event) => {
  const code = event.data;
  const result = await sandboxedEval(code);
  self.postMessage({ result });
});

通过以上两个示例说明，我们可以看到如何使用WebWorker封装JavaScript沙箱环境来保护用户数据的安全。

其中，示例1中演示了 WebWorker 层面处理 JavaScript 沙箱消息通信机制，确保了主线程和 WebWorker 之间代码安全的传递；示例2中的代码则通过在沙箱中限制代码对全局变量的访问和自定义断言函数确保了沙箱中JS代码的安全性和正常性。