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在沙盒化 iframe 中使用 eval()

Chrome 的扩展程序系统会强制执行相当严格的默认内容安全政策 (CSP)。政策限制非常简单：脚本必须移出线，放入单独的 JavaScript 文件中，内嵌事件处理脚本必须转换为使用 addEventListener，并且 eval() 处于停用状态。

不过，我们也了解到，许多库都使用 eval() 和 eval 类构造（例如 new Function()）来优化性能和简化表达。模板库特别容易出现这种实现方式。虽然某些环境（如 Angular.js）支持 CSP out 许多热门框架尚未更新为与 Android Studio 兼容的扩展程序的少了 eval 的世界。因此，我们发现移除对该功能的支持对开发者而言造成的问题比预期多。

本文档介绍了沙盒作为一种安全机制，可让您在项目中添加这些库，而不会影响安全性。

为什么要使用沙盒？

在扩展程序中使用 eval 是危险的，因为它执行的代码可以访问扩展程序的高权限环境中的所有内容。提供了大量功能强大的 chrome.* API，严重影响用户的安全和隐私；我们最担心的是简单的数据渗漏问题。提供的解决方案是一个沙盒，在此沙盒中，eval 无需访问或扩展程序的高价值 API。没有数据、不使用 API，也没有关系。

为此，我们会将扩展程序软件包内的特定 HTML 文件列为已沙盒化。每当有沙盒机制加载网页时，系统都会将其移动到唯一来源，并会被拒绝对 chrome.* API 的访问权限。如果通过 iframe 将此沙盒化页面加载到扩展程序中，然后向其传递消息，让其以某种方式处理这些消息，然后等待它为我们传回结果。通过这种简单的消息传递机制，我们可以安全地在扩展程序的工作流中包含 eval 驱动的代码。

创建和使用沙盒

如果您希望直接查看代码，请下载沙盒示例扩展程序关闭。这是一个基于 Handlebars 构建的小型消息传递 API 的有效示例模板库，它应该会为您提供开始操作所需的一切。对于希望了解更多说明的用户，我们来一起详细了解一下该示例。

列出清单中的文件

应该在沙盒中运行的每个文件都必须在扩展程序清单中列出，方法是添加 sandbox 属性。这是非常重要的一步，而且很容易被忘记，因此请仔细检查您的沙盒文件会在清单中列出在此示例中，我们将对名为“sandbox.html”的文件进行沙盒化处理。清单条目如下所示：

{
  ...,
  "sandbox": {
     "pages": ["sandbox.html"]
  },
  ...
}

加载沙盒文件

为了对沙盒化文件执行一些有趣的操作，我们需要在可以通过该扩展程序的代码进行处理在这里，sandbox.html 已通过 iframe 加载到扩展程序页面中。网页的 JavaScript 文件包含以下代码：每当用户点击浏览器操作时，该代码都会通过查找网页上的 iframe 并对其 contentWindow 调用 postMessage()，将消息发送到沙盒。消息是一个包含以下三个属性的对象：context、templateName 和 command。我们稍后会深入探讨 context 和 command。

service-worker.js：

chrome.action.onClicked.addListener(() => {
  chrome.tabs.create({
    url: 'mainpage.html'
  });
  console.log('Opened a tab with a sandboxed page!');
});

extension-page.js：

let counter = 0;
document.addEventListener('DOMContentLoaded', () => {
  document.getElementById('reset').addEventListener('click', function () {
    counter = 0;
    document.querySelector('#result').innerHTML = '';
  });

  document.getElementById('sendMessage').addEventListener('click', function () {
    counter++;
    let message = {
      command: 'render',
      templateName: 'sample-template-' + counter,
      context: { counter: counter }
    };
    document.getElementById('theFrame').contentWindow.postMessage(message, '*');
  });

执行危险操作

加载 sandbox.html 后，它会加载 Handlebars 库，创建并编译内嵌的这就像 Handlebars 建议那样：

extension-page.html：

<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <script src="mainpage.js"></script>
    <link href="styles/main.css" rel="stylesheet" />
  </head>
  <body>
    <div id="buttons">
      <button id="sendMessage">Click me</button>
      <button id="reset">Reset counter</button>
    </div>

    <div id="result"></div>

    <iframe id="theFrame" src="sandbox.html" style="display: none"></iframe>
  </body>
</html>

sandbox.html：

   <script id="sample-template-1" type="text/x-handlebars-template">
      <div class='entry'>
        <h1>Hello</h1>
        <p>This is a Handlebar template compiled inside a hidden sandboxed
          iframe.</p>
        <p>The counter parameter from postMessage() (outer frame) is:
          </p>
      </div>
    </script>

    <script id="sample-template-2" type="text/x-handlebars-template">
      <div class='entry'>
        <h1>Welcome back</h1>
        <p>This is another Handlebar template compiled inside a hidden sandboxed
          iframe.</p>
        <p>The counter parameter from postMessage() (outer frame) is:
          </p>
      </div>
    </script>

不会失败！即使 Handlebars.compile 最终使用了 new Function，但一切都按预期运行，最终在 templates['hello'] 中生成了编译后的模板。

传回结果

我们将设置一个消息监听器来接受来自扩展程序页面的命令，以便使用此模板。我们将使用传入的 command 来确定应执行的操作（您可以想想不仅仅进行渲染创建模板？或许以某种方式管理它们？），并且 context 将直接传递到模板进行渲染。呈现的 HTML 将传回给扩展程序页面，以便扩展程序稍后可以对其执行一些有用操作：

 <script>
      const templatesElements = document.querySelectorAll(
        "script[type='text/x-handlebars-template']"
      );
      let templates = {},
        source,
        name;

      // precompile all templates in this page
      for (let i = 0; i < templatesElements.length; i++) {
        source = templatesElements[i].innerHTML;
        name = templatesElements[i].id;
        templates[name] = Handlebars.compile(source);
      }

      // Set up message event handler:
      window.addEventListener('message', function (event) {
        const command = event.data.command;
        const template = templates[event.data.templateName];
        let result = 'invalid request';

       // if we don't know the templateName requested, return an error message
        if (template) {
          switch (command) {
            case 'render':
              result = template(event.data.context);
              break;
            // you could even do dynamic compilation, by accepting a command
            // to compile a new template instead of using static ones, for example:
            // case 'new':
            //   template = Handlebars.compile(event.data.templateSource);
            //   result = template(event.data.context);
            //   break;
              }
        } else {
            result = 'Unknown template: ' + event.data.templateName;
        }
        event.source.postMessage({ result: result }, event.origin);
      });
    </script>

返回到扩展程序页面，我们会收到此消息，并使用 html 执行一些有趣的操作传递的数据。在本例中，我们只会通过通知来回显它，但完全可以将此 HTML 安全地用作扩展程序界面的一部分。通过 innerHTML 插入它不会构成重大安全风险，因为我们信任在沙盒中呈现的内容。

这种机制使模板化变得简单，但它当然不仅限于模板化。在严格的内容安全政策下，任何无法直接运行的代码都可以放入沙盒中；事实上，将扩展程序中会正确运行的组件放入沙盒中通常很有用，这样可以将程序的每个部分限制为仅拥有执行所需的最少特权集。2012 年 Google I/O 大会上的 Writing Secure Web Apps and Chrome Extensions 演示提供了一些很好的示例，展示了这些技术的实际运用，值得您花 56 分钟的时间观看。