Sandbox là một kỹ thuật quan trọng trong bảo mật máy tính, giúp ngăn chặn tác động tiêu cực từ các phần mềm và chương trình độc hại, bảo đảm an toàn cho thông tin và dữ liệu cá nhân của bạn. Bài viết dưới đây sẽ cung cấp cho bạn đầy đủ những thông tin hữu ích về sandbox trong lập trình.
1. Sandbox là gì?
Thông thường, Sandbox được dùng để chỉ các hộp cát ở sân chơi cho trẻ em. Với chiếc hộp này, các hạt cát sẽ được giữ nguyên tại một vị trí, không bị vương vãi ra các khu vực xung quanh. Ở lĩnh vực lập trình, cơ chế hoạt động của sandbox phần nào cũng có nét tương đồng với những hộp cát này.
Sandbox là tên của một loại cơ chế bảo mật máy tính. Trong quá trình vận hành thông thường, tất cả các chương trình sẽ cùng chạy và sử dụng chung một phương tiện lưu trữ, bộ nhớ và bộ xử lý trung tâm. Vì các tài nguyên được chia sẻ, nếu một trong các chương trình có vấn đề phát sinh, các chương trình khác cũng có khả năng sẽ bị ảnh hưởng rất lớn. Khi vận hành sandbox , nó sẽ phân tách các chương trình đang cùng hoạt động nhằm giảm thiểu lỗi hệ thống và ngăn chặn tình trạng lây lan của các yếu tố độc hại.
Cũng nhờ tính năng này, sandbox thường được ứng dụng để khởi chạy các chương trình và mã code chưa được kiểm tra, có mức độ tin cậy thấp, hoặc được cung cấp từ một bên thứ ba mà không tạo ra tác động xấu đến hệ điều hành hay máy chủ.
Để làm được điều này, các sandbox sẽ được thiết kế với khả năng kiểm soát chặt chẽ các chương trình khởi chạy, bao gồm cả về không gian lưu trữ, bộ nhớ, khả năng truy cập, khả năng kiểm tra máy chủ,…
2. Phân biệt Sandbox trình duyệt và Sandbox thủ công
Sandbox trình duyệt
Internet và các trình duyệt web giúp người dùng có thể trở thành một mắt xích trong mạng lưới kết nối và chia sẻ thông tin trực tuyến. Bên cạnh những tiện ích mà việc chia sẻ dữ liệu online mang lại, Internet cũng tạo ra những cơ hội khiến máy tính và các chương trình trên máy tính hoặc các thiết bị di động của bạn bị tấn công bởi các mã độc, chương trình độc hại, khiến dữ liệu bị đánh cắp, làm thiết bị bị tê liệt mất khả năng hoạt động,…
Để ngăn chặn tình trạng này, phần lớn các trình duyệt kết nối mạng hiện này đều được thiết kế để tự động chạy trong sandbox riêng và được áp dụng cho tất cả các site nên cho dù là bạn tạo website wordpress hay lập trình web app phức tạp thì sandbox vẫn có thể phân tách được.
Sandbox cho các loại chương trình này đều được gọi chung là sandbox trình duyệt. Một số trình duyệt phổ biến nhất đã được thiết lập sẵn sandbox bao gồm Google Chrome, Mozilla Firefox, Internet Explorer, Safari,….
Sandbox thủ công
Nếu các sandbox trình duyệt là cơ chế bảo mật được thiết lập tự động, thì với các chương trình cần sandbox thủ công, người dùng sẽ phải tự tiến hành thiết lập các cơ chế tăng cường bảo mật. Về cơ bản, sandbox thủ công sẽ dành cho hầu hết các chương trình máy tình thông thường (không phải trình duyệt web).
Sandbox thủ công chủ yếu được tạo lập từ việc tạo ra máy chủ ảo. Quá trình ảo hóa máy chủ sẽ tạo ra một bản sao của hệ điều hành và giúp nó vận hành tương tự như một máy chủ vật lý thông thường. Các chương trình đều sẽ được chạy trên máy chủ ảo này. Khi có vấn đề phát sinh, các chương trình hay phần mềm độc hại sẽ không thể lây lan, gây ảnh hưởng đến máy chủ thật.
3. Cơ chế hoạt động và vai trò của Sandbox
Ngăn chặn sự xung đột của các chương trình
Nếu bạn chỉ sử dụng một chương trình duy nhất, máy tính của bạn có thể xử lý hoàn toàn bình thường, không có vấn đề phát sinh. Nhưng nếu bạn cần làm nhiều việc cùng lúc, hay nói cách khác là bạn phải sử dụng nhiều chương trình, phần mềm song song thì việc phân phối tài nguyên do bộ xử lý CPU có thể sẽ tạo ra sự xung đột cho các chương trình khác nhau. Điều này khiến một hoặc tất cả các chương trình đều sẽ mắc lỗi và không thể khởi chạy bình thường.
Sandbox sẽ đóng vai trò phân bổ các tài nguyên bao gồm không gian ổ đĩa, bộ nhớ trước khi vận hành các chương trình. Sự xung đột giữa các chương trình sẽ bị loại bỏ và người dùng có thể sử dụng đồng thời nhiều chương trình, phần mềm khác nhau.
Xử lý vấn đề phụ thuộc của các chương trình
Các chương trình thường sẽ được nhà cung cấp tiến hành cập nhật nâng cấp để cải thiện các tính năng, gia tăng bảo mật,… Nếu việc cập nhật được tiến hành càng sớm thì phiên bản mới của chương trình trong máy tính của bạn sẽ có hiệu suất hoạt động cao hơn, an toàn và bảo mật tốt hơn.
Thông thường, bên cạnh chương trình chính được sử dụng thì chúng sẽ được các nhà phát triển cũng cài đặt thêm một số chương trình phụ để giúp điều chỉnh hoạt động của chương trình chính. Nói cách khác, các chương trình chính sẽ có sự phụ thuộc vào các chương trình phụ. Khi chương trình được cập nhật lên phiên bản mới, các chương trình phụ thường sẽ được thay đổi và cập nhật nhiều nhất. Trong trường hợp sự cập nhật không được tiến hành đồng bộ giữa chương trình chính và phụ thì chắc chắn chúng sẽ gặp lỗi và không thể vận hành như bạn mong muốn.
Sandbox có thể hỗ trợ để giải quyết vấn đề này. Tạo một sandbox, đồng thời cài đặt thêm Puppy Vet Tracker sẽ cho phép chương trình các chương trình chính và phụ có thể hoạt động bình thường ngay cả khi chúng không được nâng cấp tương đương.
Các chương trình độc hại
Các chương trình đang chạy dùng chung một “không gian” sẽ dễ dàng tạo điều kiện cho các chương trình, phần mềm độc hại có thể lây lan. Hậu quả dễ thấy nhất là các chương trình của bạn sẽ báo lỗi, ngừng hoạt động nhưng nghiêm trọng hơn, chúng có thể làm toàn bộ dữ liệu của bạn bị xóa sạch hoặc bị đánh cắp.
Tiến hành sandbox cho các chương trình có thể gia tăng khả năng bảo mật, ngăn chặn các chương trình độc hại. Sandbox giúp phân chia các khu vực trong bộ nhớ, ổ đĩa cho các chương trình và vì vậy mỗi chương trình chỉ được tiếp cận với những nguồn dữ liệu nhất định. Nhờ vậy, chúng có thể ngăn ngừa các chương trình độc hại tiếp cận, tấn công, đánh cắp các dữ liệu khác được lưu trữ trong máy tính.
4. Những vấn đề phát sinh khi không có Sandbox
Không thể dùng nhiều chương trình, phần mềm cùng lúc
Như đã đề cập trước đó, các chương trình khi phải chia sẻ chung một bộ nhỡ và ổ đĩa rất dễ gây ra tình trạng xung đột. Sử dụng càng nhiều chương trình và các chương trình càng nặng thì tính trạng xung đột sẽ càng nghiêm trọng hơn. Chúng sẽ liên tục báo lỗi hoặc tự ngưng hoạt động ngay khi mới được khởi động. Hầu như, bạn sẽ chỉ sử dụng được duy nhất một phần mềm, chương trình tại một thời điểm, làm mất đi sự tiện ích, hiệu quả đáng có của thiết bị.
Nguy cơ mất an toàn dữ liệu, thông tin cá nhân
Các phần mềm độc hại rất dễ sản sinh và âm thầm thâm nhập vào các tài liệu, dữ liệu cá nhân của người sử dụng. Bạn không thể biết được chính xác phần mềm hay các chương trình độc hại đã tiếp cận và tấn công dữ liệu của bạn vào thời điểm nào. Người dùng sẽ chỉ nhận ra điều đó khi dữ liệu tự nhiên “biến mất” và thiết bị gặp trục trặc. Nếu sandbox không được sử dụng, hoạt động của các chương trình độc hại sẽ càng diễn ra dễ dàng và nhanh chóng hơn.
5. Thiết lập Sandbox cho ứng dụng
Thiết lập sandbox cho ứng dụng chủ yếu sẽ hướng tới việc thiết lập một không gian ảo hóa, giúp các chương trình chạy trên một không gian độc lập, tách biệt với hệ điều hành của máy tính, giúp ngăn chặn sự xâm nhập của các yếu tố độc hại và phân phối tài nguyên máy tính hiệu quả hơn.
Một số phương pháp phổ biến nhất để thiết lập sandbox:
- Virtualbox: phần mềm khởi tạo máy chủ ảo của Oracle, có thể giúp bạn tiến hành ảo hóa máy tính một cách đơn giản, thuận tiện;
- Parallels: phần mềm khởi tạo máy ảo dành cho các thiết bị macOS, có thể sử dụng để chạy các chương trình Windows;
- Sandboxie: phần mềm chỉ chạy trên Windows, tất cả các chương trình đều được khởi chạy riêng biệt, các chương trình có nguy cơ mất an toàn cao sẽ được liệt kê cụ thể để xử lý;
- Qubes OS: phần mềm ảo hóa cho phép các ứng dụng vận hành riêng lẻ trong các sandbox riêng thay vì phải tiến hành sandbox cho cả hệ thống.
Hy vọng, qua bài viết này của Ctrvn Media bạn có thể hiểu rõ hơn về Sandbox và các cách thiết lập Sandbox cho ứng dụng.