如何创建安全的JEXL（脚本）沙箱？

Question

我正在创建要执行的JEXL脚本的沙箱，以使恶意用户无法访问我们为其提供访问权限的变量之外的数据，也无法在服务器上执行DOS攻击。我想为其他这样做的人提供文档，也让其他人对此方法有所投入。

以下是我知道需要解决的问题的列表：

1. 仅允许使用白名单上的“ new”实例化类。
2. 不允许访问任何类的getClass方法，因为这样便可以调用forName并且可以访问任何类。
3. 限制对文件等资源的访问。
4. 只允许表达式有一定的执行时间，以便我们可以限制表达式消耗的资源量。

这不适用于JEXL，但可能适用于您使用的脚本语言：

1. 不允许对象具有自定义的finalize方法，因为finalize方法是从终结器线程调用的，并且将使用原始AccessControlContext执行，而不是使用用于创建对象并在其中执行代码的方法。

Answer 1

更新：这一切都使用JEXL 2.0.1完成。 您可能需要对此进行调整以使其与较新的版本一起使用。

这是我处理每种情况的方法。我已经创建了单元测试来测试每种情况，并且已经验证它们可以工作。

1. JEXL使这个过程非常容易。只需创建一个自定义的ClassLoader。重写两个loadClass（）方法。在JexlEngine上，调用setClassLoader（）。

2. 同样，JEXL使这变得非常容易。您必须同时阻止“ .class”和“ .getClass（）”。创建您自己的扩展UberspectImpl的Uberspect类。覆盖getPropertyGet，如果标识符等于“ class”，则返回null。重写getMethod，如果方法等于“ getClass”，则返回null。构造JexlEngine时，请传递对您的Uberspect实现的引用。

   class MyUberspectImpl extends UberspectImpl {
   
   public MyUberspectImpl(Log jexlLog) {
       super(jexlLog);
   }
   
   @Override
   public JexlPropertyGet getPropertyGet(Object obj, Object identifier, JexlInfo info) {
       // for security we do not allow access to .class property
       if ("class".equals(identifier)) throw new RuntimeException("Access to getClass() method is not allowed");
       JexlPropertyGet propertyGet = super.getPropertyGet(obj, identifier, info);
       return propertyGet;
   }
   
   @Override
   public JexlMethod getMethod(Object obj, String method, Object[] args, JexlInfo info) {
       // for security we do not allow access to .getClass() method
       if ("getClass".equals(method)) throw new RuntimeException("Access to getClass() method is not allowed");
       return super.getMethod(obj, method, args, info);
   }
   

   }

3. 您可以使用Java的AccessController机制来执行此操作。我将对此进行快速介绍。使用-Djava.security.policy = policyfile启动Java。创建一个名为policyfile的文件，其中包含以下行：grant {权限java.security.AllPermission; }; 通过以下调用设置默认的SecurityManager：System.setSecurityManager（new SecurityManager（））; 现在，您可以控制权限，并且您的应用默认具有所有权限。当然，最好将应用程序的权限限制为仅需要它的权限。接下来，创建一个将访问权限限制到最低限度的AccessControlContext，并调用AccessController.doPrivileged（）并传递AccessControlContext，然后在doPrivileged（）中执行JEXL脚本。这是一个演示此操作的小程序。JEXL脚本调用System.exit（1），如果不是，

   System.out.println("java.security.policy=" + System.getProperty("java.security.policy"));
   

   System.setSecurityManager(new SecurityManager());
   try {
   Permissions perms = new Permissions();
   perms.add(new RuntimePermission(“accessDeclaredMembers”));
   ProtectionDomain domain = new ProtectionDomain(new CodeSource( null, (Certificate[]) null ), perms );
   AccessControlContext restrictedAccessControlContext = new AccessControlContext(new ProtectionDomain[] { domain } );
   
   
   

   JexlEngine jexlEngine = new JexlEngine();
   final Script finalExpression = jexlEngine.createScript(
           "i = 0; intClazz = i.class; "
           + "clazz = intClazz.forName(\"java.lang.System\"); "
           + "m = clazz.methods; m[0].invoke(null, 1); c");
   
   AccessController.doPrivileged(new PrivilegedExceptionAction<Object>() {
       @Override
       public Object run() throws Exception {
           return finalExpression.execute(new MapContext());
       }
   }, restrictedAccessControlContext);
   

   }
   catch (Throwable ex) {
   ex.printStackTrace();
   }

4. 技巧是在脚本完成之前中断脚本。我发现做到这一点的一种方法是创建一个自定义JexlArithmetic类。然后重写该类中的每个方法，并在调用超类中的real方法之前检查脚本是否应停止执行。我正在使用ExecutorService创建线程。调用Future.get（）时，要经过等待时间。如果抛出TimeoutException，则调用Future.cancel（），这会中断运行脚本的线程。在新的JexlArithmetic类的每个重写的方法内部，检查Thread.interrupted（），如果为true，则抛出java.util.concurrent.CancellationException。是否有更好的位置放置将在执行脚本时定期执行的代码，以便可以将其中断？

这是MyJexlArithmetic类的节选。您必须添加所有其他方法：

    public class MyJexlArithmetic extends JexlArithmetic {

        public MyJexlArithmetic(boolean lenient) {
            super(lenient);
        }

        private void checkInterrupted() {
            if (Thread.interrupted()) throw new CancellationException();
        }

        @Override
        public boolean equals(Object left, Object right) {
            checkInterrupted();
            return super.equals(left, right); //To change body of generated methods, choose Tools | Templates.
        }

        @Override
        public Object add(Object left, Object right) {
            checkInterrupted();
            return super.add(left, right);
        }
    }

这是我实例化JexlEngine的方法：

        Log jexlLog = LogFactory.getLog("JEXL");
        Map <String, Object> functions = new HashMap();
        jexlEngine = new JexlEngine(new MyUberspectImpl(jexlLog), new MyJexlArithmetic(false), functions, jexlLog);