Co to jest środowisko piaskownicy?

Technologia sandboxingu to efektywny sposób na bezpieczne i dokładne sprawdzanie poprawności kodu, analizę jego funkcjonowania oraz ochronę sieci i danych przed zagrożeniami.

Zapewnia dodatkową warstwę obrony, umożliwiając testowanie kodu bez obaw o niebezpieczeństwa z internetu.

Jednakże, gdy testy i walidacja odbywają się bezpośrednio w środowisku programisty, istnieje ryzyko ujawnienia kodu źródłowego i wrażliwych danych.

Ponadto, jeśli intruz odkryje słaby punkt w systemie, na którym przeprowadzane są testy, może to prowadzić do poważnego ataku.

W rezultacie, firma może ponieść straty kluczowych informacji oraz stracić zaufanie użytkowników do swojego oprogramowania.

Sandboxing jest doskonałym rozwiązaniem eliminującym te zagrożenia.

W jaki sposób?

Ten artykuł szczegółowo omówi środowiska piaskownicy i ich znaczenie w kontekście rozwoju oprogramowania, bezpieczeństwa i innych obszarów.

Zapraszam do lektury!

Czym jest środowisko piaskownicy?

Środowisko piaskownicy to odizolowane, bezpieczne środowisko, które naśladuje warunki operacyjne użytkownika. Umożliwia uruchamianie, weryfikację i obserwowanie działania kodu, bez wpływu na platformę lub system, na którym jest testowany.

Nazwa „piaskownica” nawiązuje do piaskownic, w których bawią się dzieci, gdzie mogą swobodnie eksperymentować i budować z piasku bez powodowania bałaganu poza wyznaczoną strefą.

W świecie programowania i cyberbezpieczeństwa, „piaskownica” to odizolowana przestrzeń testowa, w której można w bezpieczny sposób sprawdzać, jak zachowuje się program w różnych sytuacjach. Dzięki temu, nic nie zagraża komputerowi ani danym w przypadku wystąpienia problemów. To rozwiązanie pomaga w łagodzeniu potencjalnych zagrożeń zanim dostaną się do sieci, a także jest wykorzystywane do badania kodu z nieznanych źródeł.

Takie środowisko oddziela kod w trakcie testów od środowiska produkcyjnego. Ograniczając dostęp do zasobów systemowych i danych, środowisko piaskownicy zapewnia dodatkowe bezpieczeństwo w sieci.

Programiści i inżynierowie korzystają z sandboxingu podczas testowania nowego kodu, a specjaliści ds. cyberbezpieczeństwa wykorzystują go do identyfikacji złośliwego oprogramowania. Ponadto, można go używać do bezpiecznego uruchamiania potencjalnie niebezpiecznego kodu, zapobiegając uszkodzeniom urządzenia. W ten sposób, zyskujemy dodatkową ochronę przed zagrożeniami, takimi jak ataki zero-day czy kradzież danych.

Środowisko piaskownicy a środowisko deweloperskie

Poniżej przedstawiamy kluczowe różnice między środowiskiem piaskownicy a środowiskiem deweloperskim:

#1. Środowisko deweloperskie to miejsce pracy dla programistów i inżynierów. To tu powstaje większość oprogramowania. Wykorzystywane jest do testowania, walidacji i analizy kodu aplikacji lub systemu, aby wprowadzać niezbędne modyfikacje.

Z kolei, środowisko piaskownicy przyjmuje kod, który nie pochodzi z działających systemów lub aplikacji, z których korzystają użytkownicy.

#2. Środowisko deweloperskie nie jest przystosowane do testowania kodu, ponieważ ewentualne problemy mogą uszkodzić cały system, urządzenie lub dane. Naraża to nie tylko informacje biznesowe, ale także klientów.

Natomiast środowisko piaskownicy umożliwia programistom testowanie, wizualizację, analizę i weryfikację niepewnego kodu. To tutaj testujemy nowe rozwiązania. Dzięki temu, urządzenie i dane są bezpieczne nawet w przypadku awarii technologii, zagrożeń bezpieczeństwa czy zakłóceń.

#3. Środowisko deweloperskie może nie odzwierciedlać dokładnie warunków rzeczywistego środowiska użytkownika. Może również stwarzać trudności dla osób nietechnicznych podczas wdrażania czy testowania kodu.

Środowisko piaskownicy jest zaprojektowane tak, aby wiernie oddawać rzeczywiste warunki wdrożenia. Dzięki temu, testowanie jest płynne i bezproblemowe, bez obaw o wydajność i bezpieczeństwo.

Jak działa środowisko piaskownicy?

Wiele osób myli piaskownicę w programowaniu z piaskownicą w grach komputerowych. W kontekście tworzenia aplikacji lub oprogramowania, piaskownica to serwer testowy lub deweloperski, używany w różnych celach, takich jak testowanie poprawek, tworzenie nowych funkcji, wykrywanie słabych punktów, identyfikacja i naprawa błędów.

Tradycyjne zabezpieczenia są reaktywne i opierają się na wyszukiwaniu wzorców znanych złośliwych programów. Nawet przy użyciu sztucznej inteligencji (AI) lub uczenia maszynowego (ML), potrzebny jest dodatkowy system do wykrywania nieznanych zagrożeń, ponieważ te rozwiązania potrafią zidentyfikować tylko znane zagrożenia.

Piaskownice dodają warstwę bezpieczeństwa. Aktywnie identyfikują złośliwe oprogramowanie i zagrożenia, uruchamiając kod w izolowanym środowisku, gdzie analizowane jest jego zachowanie.

Zasadą działania piaskownicy jest testowanie nowych funkcji i kodu w warunkach podobnych do tych, w których działają użytkownicy, ale bez wpływu na sam system. Zazwyczaj kod oprogramowania nie jest wcześniej analizowany, aby uniknąć nieoczekiwanych działań.

Jak działa środowisko piaskownicy?

Środowiska piaskownicy mogą precyzyjnie symulować warunki środowiska produkcyjnego, co pozwala na testowanie nowych funkcji w czasie rzeczywistym. Dzięki temu, zewnętrzni programiści mogą testować swoje programy w odniesieniu do konkretnej usługi internetowej.

Piaskownica jest oddzielona od rzeczywistego środowiska, aby niebezpieczne programy nie mogły uszkodzić systemu lub danych. Umożliwia to szybką i bezpieczną analizę kodu bez ryzyka dla urządzenia lub systemu operacyjnego.

Niezależnie od tego, czy piaskownica jest używana do celów bezpieczeństwa, czy testowania kodu, ma kilka standardowych cech, takich jak:

• Środowisko wirtualne: Sandboxing odbywa się na wirtualnym urządzeniu, które nie ma dostępu do zasobów fizycznych urządzenia. Ma dostęp jedynie do wirtualnego sprzętu.
• Symulacja rzeczywistego systemu: środowisko piaskownicy ma działać jak zwykłe urządzenie mobilne lub komputer. W tym celu, oprogramowanie i kod muszą mieć dostęp do tych samych zasobów, takich jak pamięć masowa i RAM.
• Symulacja docelowego systemu operacyjnego: testowana aplikacja musi mieć dostęp do systemu operacyjnego za pośrednictwem wirtualnego urządzenia. Piaskownica jest również odizolowana od fizycznego sprzętu, ale może uzyskać dostęp do zainstalowanego systemu.

Dzięki sandboxingowi można analizować interakcje użytkownika z oprogramowaniem w kontekście rzeczywistych warunków. Można też wyświetlać ustawienia systemu i znaleźć typowe konfiguracje maszyn wirtualnych. Specjaliści od bezpieczeństwa tworzą również exploity, które testują piaskownicę, aby poprawić jej działanie i odpowiedź na zagrożenia.

Piaskownica jest również przydatna w środowiskach, gdzie działa wiele programów. Po zakończeniu sesji testowej, środowisko można szybko zresetować.

Różne techniki piaskownicy

Poniżej przedstawiono cztery podstawowe sposoby na stworzenie środowiska piaskownicy do celów tworzenia oprogramowania:

#1 Maszyna wirtualna (VM)

Maszyna wirtualna może stworzyć kompletny system operacyjny, działający bezpośrednio na sprzęcie hosta lub w systemie operacyjnym hosta. Zapewnia to wysoki poziom izolacji w środowisku, które wygląda i działa jak standardowy system operacyjny na urządzeniu.

Można łatwo stworzyć obraz maszyny wirtualnej z testowaną aplikacją i jej zależnościami. Wadą maszyn wirtualnych jest długi czas uruchamiania i duże zużycie zasobów, co nie jest optymalne w przypadku szybkich testów.

Duże firmy korzystają z usług znanych dostawców wirtualizacji, takich jak Microsoft Hyper-V, Citrix czy VMware. Mniejsze firmy mogą korzystać z lżejszego oprogramowania, takiego jak Solarwinds Virtualization Manager, Oracle VirtualBox.

#2 Programy piaskownicy

Programy piaskownicy

Korzystanie z programów piaskownicy to jeden z najłatwiejszych i najszybszych sposobów na utworzenie takiego środowiska. Programy, takie jak Sandboxie, SHADE czy BitBox, są łatwe w obsłudze i umożliwiają uruchamianie dowolnego programu w środowisku piaskownicy. Ponadto, pozwalają na jednoczesną obsługę wielu piaskownic w ramach jednego systemu.

#3 Kontenery

Kontenery przechowują elementy, pliki, konfiguracje i inne niezbędne elementy, które aplikacja potrzebuje do działania w izolowanym środowisku. Kontener jest piaskownicą pod względem funkcjonalności. Jeśli jednak potrzebne jest całkowicie odizolowane środowisko, należy je odpowiednio skonfigurować. Istnieje wiele przypadków ucieczki z kontenerów, umożliwiających dostęp do systemu operacyjnego i innych kontenerów.

W procesie tworzenia oprogramowania można wykorzystać kontenery, takie jak Docker.

#4 Wbudowane piaskownice systemu operacyjnego

Niektóre systemy operacyjne, np. Windows 10, posiadają wbudowaną Piaskownicę Windows. Wykorzystuje ona technologię kontenerów Windows i ma dostęp do czystego systemu operacyjnego, gdzie można zainstalować testowaną aplikację. Jest także lekka pod względem zużycia zasobów systemowych.

Podobnie, Piaskownica Apple to kolejna wbudowana piaskownica oparta na API TrustedBSD. Użytkownicy systemów Linux mogą korzystać z seccomp-BPF, rozszerzenia jądra, które izoluje procesy systemowe.

Korzyści z używania środowiska piaskownicy

Używanie środowiska piaskownicy do walidacji kodu ma wiele zalet, takich jak:

Bezpieczeństwo dzięki piaskownicy

• Ochrona przed zagrożeniami: Najważniejszą zaletą piaskownicy jest ochrona systemu operacyjnego i urządzeń przed potencjalnymi zagrożeniami. Testowanie nowych aplikacji jest szczególnie istotne, gdy współpracujemy z nowymi dostawcami oprogramowania lub nie mamy pewności co do jego źródła. Piaskownica pozwala na bezpieczne przetestowanie oprogramowania przed wdrożeniem.

• Ułatwienie procesów: tworzenie i wdrażanie środowiska piaskownicy jest proste, nawet na dużą skalę. Umożliwia szybkie testowanie różnych wersji oprogramowania, wdrażanie nowego kodu i wiele innych.

• Zaawansowana sieć: korzystając z renomowanego dostawcy piaskownicy, uzyskujemy dostęp do zaawansowanych funkcji sieciowych i kompleksowej topologii bez konieczności modyfikacji architektury.

• Opłacalność: budowa i utrzymanie własnego laboratorium programistycznego to kosztowna inwestycja. Należy liczyć się z dużymi kosztami na każdym kroku, od zakupu sprzętu, przez personel, aż po bieżące utrzymanie. Zamiast tego, można skorzystać z piaskownicy w chmurze, płacąc tylko za faktycznie wykorzystywane usługi.

• Lepsza współpraca: efektywna współpraca jest niezbędna dla rozwoju zespołów i osiągania celów. Piaskownica ułatwia zbieranie informacji zwrotnych od różnych działów firmy, ponieważ dostęp do niej ma każdy, kto posiada odpowiednie uprawnienia.

Zastosowania środowisk piaskownicy

Piaskownice mają zastosowanie na różnych etapach tworzenia oprogramowania, od testowania i kontroli jakości po wsparcie techniczne. Nie są tylko narzędziem testowym. Oto niektóre z zastosowań:

#1 Rozwój oprogramowania

Środowisko piaskownicy przyspiesza cykl informacji zwrotnej, co zwiększa produktywność programistów. Gdy kod jest tworzony i testowany lokalnie, a następnie musi przejść przez zdalne środowisko deweloperskie, proces staje się długotrwały.

Dlatego, piaskownica pozwala na tworzenie i testowanie kodu bezpośrednio na lokalnym urządzeniu, które może mieć wszystkie niezbędne komponenty, takie jak bazy danych.

#2 Bezpieczeństwo

Piaskownica pomaga w wykrywaniu podejrzanych plików i złośliwego kodu. W odizolowanym środowisku, które symuluje rzeczywiste warunki, można analizować zachowanie oprogramowania podczas ataku. Pomaga to w planowaniu bezpieczeństwa i chronieniu pozostałych danych przed zagrożeniami. Ponieważ kod uruchamiany jest w odizolowanej przestrzeni, nie wpływa na zasoby zewnętrzne.

#3 Zapewnienie Jakości

Tworzenie oprogramowania wymaga ciągłego testowania i ulepszania. Nie można oczekiwać, że aplikacja będzie zawsze działać idealnie lub będzie wolna od luk. Takie problemy mogą negatywnie wpłynąć na działanie oprogramowania i na doświadczenie użytkowników. Dlatego konieczne jest wprowadzanie poprawek i aktualizacji, aby utrzymać wysoką wydajność i poziom bezpieczeństwa.

Środowisko piaskownicy ułatwia to zadanie, umożliwiając szybkie testowanie i optymalizację oprogramowania.

#4 Wirtualne POC i wersje demonstracyjne

Wirtualne prezentacje i Proof of Concept (POC) mogą zawierać różne multimedia. Dzięki piaskownicy, można w interaktywny sposób zaangażować klientów. Ułatwia to testowanie prezentowanego oprogramowania w zależności od ich preferencji i lokalizacji.

#5 Integracja Projektu

Integracja wielu kompilacji lub fragmentów projektów może być skomplikowana. W takim przypadku piaskownica pomaga w szybkim sprawdzeniu kompatybilności i upewnieniu się, że oprogramowanie rozwija się we właściwym kierunku.

#6 Marketing

Piaskownica może być wykorzystana w marketingu do prezentacji funkcjonalności produktu. Zamiast statycznych demonstracji, można umożliwić klientom interaktywne testowanie produktu.

Można także zaprezentować im funkcje w wersji beta, co pozwala na dostosowanie ich do potrzeb użytkowników.

#7 Sprzedaż

Prawidłowo wykorzystana piaskownica może być potężnym narzędziem sprzedażowym. Umożliwia klientom bezpośrednie testowanie produktu i jego integracji w dogodnym dla nich czasie i miejscu.

Inne zastosowania piaskownicy:

• Przeglądarki internetowe: można uruchomić przeglądarkę w środowisku piaskownicy. W ten sposób, jeśli zostanie wykryta strona z luką, można ograniczyć uszkodzenia.
• Ochrona oprogramowania: piaskownica pozwala na uruchomienie aplikacji, której nie jesteśmy pewni. Oprogramowanie nie może wtedy wyrządzić szkód ani uzyskać dostępu do prywatnych danych. Dla oprogramowania, piaskownica jest kompletnym systemem i nie zdaje sobie sprawy z tego, że działa w odizolowanym środowisku.
• Badania bezpieczeństwa: specjaliści od bezpieczeństwa używają piaskownic do identyfikacji złośliwego kodu i badań. Na przykład, narzędzie IT może monitorować strony internetowe pod kątem zmodyfikowanych plików. Użytkownicy mogą też uruchomić oprogramowanie antywirusowe w środowisku piaskownicy.

Podsumowanie

Utworzenie środowiska piaskownicy to doskonała strategia testowania kodu w odizolowanym środowisku, co umożliwia analizę jego zachowania. Pomaga to w zrozumieniu wydajności kodu, jego ulepszaniu oraz zabezpieczaniu urządzenia i danych przed potencjalnymi zagrożeniami.