WebAssembly 的安全性如何保障？

WebAssembly 的安全性设计是其核心特性之一，通过多层安全机制确保代码在沙盒环境中安全执行：

1. 沙盒执行环境

• WebAssembly 在完全隔离的沙盒环境中运行
• 无法直接访问宿主操作系统的资源
• 无法直接访问文件系统、网络接口等系统资源
• 所有系统访问必须通过 JavaScript 桥接

2. 内存安全

• 线性内存模型：WebAssembly 只能访问自己的线性内存空间
• 边界检查：所有内存访问都进行严格的边界检查，防止缓冲区溢出
• 类型安全：强类型系统确保内存操作的安全性
• 无指针算术：不能进行任意的指针运算，防止内存破坏

javascript
// 创建独立的内存空间
const memory = new WebAssembly.Memory({ initial: 10, maximum: 100 });
// WebAssembly 只能访问这块内存，无法访问其他内存

3. 控制流安全

• 无间接跳转：不能进行任意的代码跳转
• 结构化控制流：只支持结构化的控制流（if、loop、block）
• 无法修改代码：WebAssembly 代码在加载后不可修改
• 防止代码注入：无法动态生成或修改可执行代码

4. 能力限制

• 有限的导入导出：只能导入明确声明的函数和对象
• 无直接 DOM 访问：无法直接操作 DOM，必须通过 JavaScript
• 无网络访问：无法直接发起网络请求
• 无定时器访问：无法直接使用 setTimeout/setInterval

javascript
// WebAssembly 模块只能导入明确声明的函数
const importObject = {
  env: {
    log: (value) => console.log(value)  // 明确导入的函数
  }
};

5. 同源策略

• WebAssembly 遵循浏览器的同源策略
• 只能加载同源的 .wasm 文件
• 跨域加载需要 CORS 配置
• 受 CSP (Content Security Policy) 限制

6. 资源限制

• 内存限制：可以设置最大内存大小
• 执行时间限制：浏览器可以终止长时间运行的 WebAssembly
• 栈空间限制：调用栈大小有限，防止栈溢出攻击

javascript
const memory = new WebAssembly.Memory({ 
  initial: 10, 
  maximum: 100  // 限制最大内存
});

7. 加载时验证

• WebAssembly 模块在加载时进行严格的验证
• 检查类型正确性、结构完整性
• 拒绝无效或恶意的模块
• 验证失败不会影响页面其他部分

8. 与 JavaScript 的安全交互

• 数据转换安全：JavaScript 和 WebAssembly 之间的数据转换是类型安全的
• 异常隔离：WebAssembly 中的异常不会传播到 JavaScript
• 独立的调用栈：WebAssembly 有自己的调用栈，与 JavaScript 隔离

安全最佳实践：

• 始终设置内存上限，防止内存耗尽攻击
• 验证从 WebAssembly 接收的数据
• 限制 WebAssembly 模块的导入接口
• 使用 HTTPS 加载 WebAssembly 模块
• 定期更新 WebAssembly 编译器和工具链
• 对用户输入的 WebAssembly 代码进行沙盒隔离

安全限制的权衡：

• 安全性 vs 灵活性：严格的安全限制降低了灵活性
• 性能 vs 安全：边界检查等安全机制有性能开销
• 功能限制：无法直接访问浏览器 API，需要通过 JavaScript 桥接