近日，谷歌開(kāi)源了 Sandboxed API(沙箱式 API)。該項目用于在 Linux 系統上運行的 C/C++ 庫，是谷歌公司內部多年來(lái)一直在數據中心使用的工具，可以幫助開(kāi)發(fā)人員免受惡意用戶(hù)的輸入和漏洞利用。

　　沙箱是什么?

　　許多軟件項目需要處理到外部數據，在安全方面會(huì )顯得有些不足。當解析外部數據的軟件庫足夠復雜時(shí)，軟件會(huì )存在著(zhù)嚴重的安全隱患，容易成為安全漏洞的受害者，從而遭遇內存損壞或是像路徑遍歷的邏輯解析問(wèn)題。

　　一般的做法是將軟件隔離，這個(gè)過(guò)程就是“沙箱”。通過(guò)“沙箱”，開(kāi)發(fā)人員可以確保在解析用戶(hù)生成內容涉及的代碼時(shí)，只訪(fǎng)問(wèn)必要的資源(文件、網(wǎng)絡(luò )連接和其他操作系統資源)。最壞的情況下，當潛在的攻擊者取得軟件項目范圍內的遠程代碼執行權限時(shí)，沙盒技術(shù)可以將這些部分包含，從而保護其余的軟件基礎結構。

　　沙盒技術(shù)必須具有很強的抵御攻擊能力，從而充分保護操作系統的其余部分。同時(shí)沙箱必須足夠易于使用，以供軟件開(kāi)發(fā)人員使用。為了幫助完成這項任務(wù)，谷歌開(kāi)源了 Sandboxed API，一個(gè)經(jīng)過(guò)實(shí)戰考驗的項目，可以為各個(gè)軟件庫創(chuàng )建安全策略。

　　Sandboxed API 用于訪(fǎng)問(wèn)沙盒庫中的各個(gè)軟件功能，也因此谷歌還公開(kāi)了核心沙盒項目 Sandbox2。Sandbox2 現在是 Sandboxed API 的一部分，提供了底層的沙盒原型。它也可以單獨用于隔離任意 Linux 進(jìn)程，可以視為更低級的 API。

　　Sandboxed API 怎么工作?

　　Sandboxed API 目前是針對用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)的軟件庫實(shí)現的，未來(lái)可能增加更多編程語(yǔ)言的支持。

　　從高層次的角度看，Sandboxed API 將要加入沙箱的庫和其調用者分成兩個(gè)獨立的操作系統進(jìn)程：主機二進(jìn)制文件和沙箱。具體的工作流程是：實(shí)際的庫調用由主機端的 API 對象進(jìn)行編組，通過(guò)進(jìn)程間的通信發(fā)送到沙箱，沙箱的 RPC stub 會(huì )進(jìn)行解組，并將調用轉發(fā)到原始庫。

　　其中，API 對象(即圖中的 SAPI 對象)和 RPC stub 都由項目提供，前者由接口生成器自動(dòng)生成。用戶(hù)只需提供沙盒策略、允許底層庫進(jìn)行的一組系統調用，以及允許訪(fǎng)問(wèn)和使用的資源。這些準備好了之后，基于沙盒 API 的庫就可以輕松地在其他項目中重用了。

　　生成的 SAPI 對象的 API 類(lèi)似于原始庫的 API，不過(guò)會(huì )有額外的代碼出現。這些代碼用來(lái)設置沙箱，以及將內存傳入和傳出沙箱。但除此之外，代碼流保持不變。

　　未來(lái)計劃

　　Sandboxed API 和 Sandbox2 已經(jīng)被谷歌的許多團隊使用。雖然該項目已經(jīng)成熟，但除了維護之外，谷歌也做了一些未來(lái)的計劃：

　　支持更多的操作系統：目前只支持 Linux。開(kāi)發(fā)團隊將研究如何將 Sandboxed API 引入類(lèi) Unix 系統，如 BSD(FreeBSD，OpenBSD) 和 macOS。Windows 端是一項更難的任務(wù)，還需要更多的基礎工作才能實(shí)現。

　　新的沙盒技術(shù)：隨著(zhù)硬件虛擬化技術(shù)的流行，用沙盒將代碼限制在虛擬機中有了實(shí)現的可能性。

　　系統構建：目前是使用 Bazel 構建項目，這其中包括依賴(lài)項。但這不是每個(gè)人都想要的使用方式，因此 CMake 支持有著(zhù)很高的任務(wù)優(yōu)先級。

　　Sandboxed API 的傳播：使用 Sandboxed API 來(lái)保護開(kāi)源項目，有機會(huì )參與補丁獎勵計劃。
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