Electron使用preload预加载及安全策略

使用 Electron 很重要的一点是要理解 Electron 不是一个 Web 浏览器。 它允许您使用熟悉的 Web 技术构建功能丰富的桌面应用程序，但是您的代码具有更强大的功能。 JavaScript 可以访问文件系统，用户 shell 等。 这允许您构建更高质量的本机应用程序，但是内在的安全风险会随着授予您的代码的额外权力而增加。

事实上，最流行的 Electron 应用程序(Atom，Slack，Visual Studio Code 等) 主要显示本地内容(即使有远程内容也是无 Node 的、受信任的、安全的内容) - 如果您的应用程序要运行在线的源代码，那么您需要确保源代码不是恶意的。

一、preload

preload是electron的预加载机制，可以理解为在electron创建时将nodejs环境加载到渲染进程中使用。程序的进程是相互独立的，electron中渲染进程和主进程的协同工作一般采用IPC进程通信或者在渲染进程中集成node环境，还有早期比较低效的remote模块方式使用node环境。除非保证渲染进程的JavaScript都是可信安全的，否则不推荐在渲染进程集成node环境。使用preload的目的是在electron中不开启node环境集成情况下使用node的模块，避免不安全的JavaScript代码随意使用node环境。
preload的工作是在创建窗体时预加载需要node模块到渲染进程，然后以API方式暴露给渲染进程调用，preload共享渲染进程的window、document对象，因此preload可以轻松操作DOM，而渲染进程不共享preload的global对象。

preload.js

const { contextBridge, ipcRenderer} = require('electron');
const fs = require('fs'); 

contextBridge.exposeInMainWorld('fsApi', {
    writeFile: (filename, text, callback) => {
        fs.writeFile(filename, text, callback);
    },
    readFile: (filename, encode,  callback) => {
        fs.readFile(filename, encode, callback);
    },
    unlink: (filename, callback) => {
        fs.unlink(filename, callback);
    }
});

contextBridge.exposeInMainWorld('ipcRendererApi', {
    send: (channel, args) => ipcRenderer.send(channel, args),
    once: (channel, listener) => ipcRenderer.once(channel, listener),
    on: (channel, listener) => ipcRenderer.on(channel, listener),
});

调用预加载API

ipcRendererApi.send('close', args)

二、安全策略

（一）webPreferences属性

Electron安全策略几乎都在webPreferences属性中设置，通过属性来开启或者关闭渲染进程相关安全选项。

属性	值	默认	作用	说明
nodeIntegration 或 nodeIntegrationInWorker	true/false	false	渲染进程集成node环境	默认关闭，当渲染进程加载远程内容时必须关闭，远程内容不确定性，避免跳过渲染进程在node环境下执行JS脚本。webview中同样不推荐使用nodeIntegration属性。
preload			预加载脚本	当禁用Node.js集成时，你依然可以暴露API给你的站点以使用Node.js的模块功能或特性。即预加载node模块到渲染进程使用，另外预加载的模块可以直接访问渲染进程的DOM。 electron早期继承remote模块，用于在渲染进程调用主进程的功能，当前最新的electron已经不是默认模块需要另外安装，使用remote模块相比较于IPC通信更低效，建议使用IPC与主进程通信。
contextIsolation	true/false	true	开启JS上下文隔离	默认开启，即便使用了 nodeIntegration: false, 要实现真正的强隔离并且防止使用 Node.js 的功能， contextIsolation 也 必须 开启。一般情况下结合nodeIntegration一起使用。
webSecurity	true/false	true	安全性功能	在渲染进程（BrowserWindow、BrowserView 和 ）禁用webSecurity，这将使得来自其他站点的非安全代码被执行。
allowRunningInsecureContent	true/false	false	允许运行不安全内容	默认情况下，Electron不允许网站在HTTPS中加载或执行非安全源(HTTP) 中的脚本代码、CSS或插件。 将allowRunningInsecureContent属性设为true将禁用这种保护。
experimentalFeatures	true/false	false	实验性功能	实验性功能是实验性的，尚未对所有 Chromium 用户启用。
enableBlinkFeatures			Blink渲染引擎特性	通常来说，某个特性默认不被开启肯定有其合理的原因。 针对特定特性的合理使用场景是存在的。 作为开发者，你应该非常明白你为何要开启它，有什么后果，以及对你应用安全性的影响。 在任何情况下都不应该推测性的开启特性。

（二）加载安全内容

在渲染进程中只加载HTTPS的安全内容

main.js (Main Process)

// 不推荐
browserWindow.loadURL ('http://example.com')
// 推荐 
browserWindow.loadURL ('https://example.com')

index.html (Renderer Process)

<script crossorigin src="http://example.com/react.js">script>
<link rel="stylesheet" href="http://example.com/style.css">


<script crossorigin src="https://example.com/react.js">script>
<link rel="stylesheet" href="https://example.com/style.css">

（三）启用进程沙盒化

您应该在所有渲染器中启用沙盒。 不建议在一个未启动沙盒的进程（包括主进程）中加载、阅读或处理任何不信任的内容。Electron20及以后的版本默认开启沙盒，这导致preload加载nodejs的插件报错，在确保当前程序的代码安全性的前提下可以手动关闭沙盒。详情

（四）限制请求会话权限

通过session来过滤请求协议或者域名，electron该API基于Chromium permissions API实现。

main.js (Main Process)

const { session } = require('electron')
const URL = require('url').URL

session
  .fromPartition('some-partition')
  .setPermissionRequestHandler((webContents, permission, callback) => {
    const parsedUrl = new URL(webContents.getURL())

    if (permission === 'notifications') {
      // Approves the permissions request
      callback(true)
    }

    // Verify URL
    if (parsedUrl.protocol !== 'https:' || parsedUrl.host !== 'example.com') {
      // Denies the permissions request
      return callback(false)
    }
  })

（五）Content-Security-Policy（CSP）

CSP是HTTP协议标头，限制允许渲染进程执行的脚本，是应对跨站脚本攻击和数据注入攻击的策略。

// 不推荐
Content-Security-Policy: '*'

// 推荐
Content-Security-Policy: script-src 'self' https://apis.example.com

main.js (Main Process)

const { session } = require('electron')

session.defaultSession.webRequest.onHeadersReceived((details, callback) => {
  callback({
    responseHeaders: {
      ...details.responseHeaders,
      'Content-Security-Policy': ['default-src \'none\'']
    }
  })
})

index.html (Renderer Process)

<meta http-equiv="Content-Security-Policy" content="default-src 'none'">

仅适用于HTTP协议

（六）Webview的allowpopups属性

index.html (Renderer Process)

<webview allowpopups src="page.html">webview>


<webview src="page.html">webview>

（七）Webview标签选项

渲染进程通过标签创建的webview没有node继承，而从主进程创建的webview可以加成node。在 标签生效前，Electron将产生一个will-attach-webview事件到webContents中。 利用这个事件来阻止可能含有不安全选项的 webViews 创建。

main.js (Main Process)

app.on('web-contents-created', (event, contents) => {
  contents.on('will-attach-webview', (event, webPreferences, params) => {
    // Strip away preload scripts if unused or verify their location is legitimate
    delete webPreferences.preload

    // Disable Node.js integration
    webPreferences.nodeIntegration = false

    // Verify URL being loaded
    if (!params.src.startsWith('https://example.com/')) {
      event.preventDefault()
    }
  })
})

（八）禁用或限制网页跳转

该功能主要是防止跳转到指定页面后执行JS，从而存在跨站点攻击隐患，即便是关闭node集成开启上下文隔离的情况下，也不应该允许任意网页跳转。

如果您的应用不需要导航，您可以在 will-navigate 处理器中调用 event.preventDefault()。 如果您知道您的应用程序可能会导航到哪些界面，请在事件处理器中检查URL，并且仅当它与您预期的URL匹配时才进行导航。

main.js (Main Process)

const URL = require('url').URL

app.on('web-contents-created', (event, contents) => {
  contents.on('will-navigate', (event, navigationUrl) => {
    const parsedUrl = new URL(navigationUrl)

    if (parsedUrl.origin !== 'https://example.com') {
      event.preventDefault()
    }
  })
})

（九）禁止或限制新窗口创建

当打开新窗口时，注册事件来处理即将打开新窗口的URL，从而过滤掉不安全的url打开新窗口。

main.js (Main Process)

const { shell } = require('electron')

app.on('web-contents-created', (event, contents) => {
  contents.setWindowOpenHandler(({ url }) => {
    // 在此示例中我们要求操作系统
    // 在默认浏览器中打开此事件的 url。
    //
    // 关于哪些URL应该被允许通过shell.openExternal打开，
    // 请参照以下项目。
    if (isSafeForExternalOpen(url)) {
      setImmediate(() => {
        shell.openExternal(url)
      })
    }

    return { action: 'deny' }
  })
})

（十）shell.openExternal

shell.openExternal可以用来执行任意命令，不受信任的内容不要使用该API。

main.js (Main Process)

//  不好
const { shell } = require('electron')
shell.openExternal(USER_CONTROLLED_DATA_HERE)
//  好
const { shell } = require('electron')
shell.openExternal('https://example.com/index.html')

（十一）验证IPC消息发送者

任何窗口都可以向主进程发送消息，主进程回复渲染进程时，应该确定发送者身份。

main.js (Main Process)

// Bad
ipcMain.handle('get-secrets', () => {
  return getSecrets();
});

// Good
ipcMain.handle('get-secrets', (e) => {
  if (!validateSender(e.senderFrame)) return null;
  return getSecrets();
});

function validateSender(frame) {
  // Value the host of the URL using an actual URL parser and an allowlist
  if ((new URL(frame.url)).host === 'electronjs.org') return true;
  return false;
}