JS `Realms` / `Compartments` (提案) `Policy Enforcement` 与安全模型

各位观众老爷，晚上好！我是今天的主讲人，江湖人称“代码界的段子手”。今天咱们不聊风花雪月，就来扒一扒 JavaScript 里那些“不安分”的小秘密，以及如何用“Realms”、“Compartments”和“Policy Enforcement”这些大杀器来保护我们的代码王国。

开场白：JS 的“熊孩子”困境

话说 JavaScript 这门语言，天生自带“奔放”属性。它可以在浏览器里横行霸道，也能在 Node.js 里呼风唤雨。但自由过了头，就容易出事儿。想想看，如果你的网页引入了一个第三方库，这个库突然开始读取你的用户数据，甚至篡改你的网页内容，那还得了？这就像家里来了个熊孩子，不仅乱翻东西，还到处搞破坏！

为了解决这个问题，JavaScript 社区的大佬们一直在努力，试图给 JS 加上一道“安全锁”。于是，就有了我们今天要讲的“Realms”、“Compartments”和“Policy Enforcement”。

第一章：Realms – 代码的“楚河汉界”

首先，我们来聊聊 Realms。你可以把 Realm 想象成一个独立的“沙盒”。每个 Realm 都有自己独立的全局对象（globalThis），也就是说，每个 Realm 里的代码都运行在自己的“小天地”里，无法直接访问其他 Realm 的全局变量和函数。

这就像古代的楚河汉界，把不同的代码隔离开来，防止它们互相干扰。

代码示例：创建和使用 Realm

// 创建一个 Realm
const realm = new Realm();

// 在 Realm 中执行代码
const result = realm.evaluate('1 + 1');

console.log(result); // 输出: 2

// 尝试访问主 Realm 的变量（会失败）
try {
  realm.evaluate('console.log(window)'); // 假设在浏览器环境中
} catch (e) {
  console.error("无法访问 window 对象", e); // 输出错误信息
}

在这个例子中，我们创建了一个新的 Realm，并在其中执行了一段简单的 JavaScript 代码。由于 Realm 是隔离的，所以无法直接访问主 Realm 的 window 对象。

表格：Realm 的核心概念

概念	描述
全局对象	每个 Realm 都有自己独立的全局对象（globalThis），包括 Object, Array, String 等内置对象。
隔离性	Realms 之间是隔离的，一个 Realm 中的代码无法直接访问另一个 Realm 的全局变量和函数。
安全性	Realms 可以防止恶意代码访问或篡改主 Realm 的资源。
用途	用于运行不可信的代码、隔离第三方库、创建插件系统等。

第二章：Compartments – 更精细的“隔离间”

Compartments 是比 Realms 更细粒度的隔离机制。你可以把 Compartment 想象成 Realm 里的一个个“隔离间”。与 Realm 相比，Compartment 可以共享某些全局对象，比如 console 对象，但仍然可以限制代码对某些资源的访问。

这就像在一个大房间里，用隔板划分出不同的区域，每个区域都可以共享一些公共设施，但也有自己的独立空间。

代码示例：创建和使用 Compartment

import { Compartment } from "@jessehollis/compartment";

// 创建一个 Compartment
const compartment = new Compartment({
  globals: {
    console: console, // 共享 console 对象
  },
  modules: {
    'my-module': {
      value: 42
    }
  }
});

// 在 Compartment 中执行代码
const result = compartment.evaluate(`
  console.log("Hello from Compartment!");
  import('my-module').then(mod => console.log(mod.default));
  1 + 1
`);

console.log(result); // 输出: 2

// 尝试访问主 Realm 的变量（会失败，除非显式传递）
try {
  compartment.evaluate('console.log(window)'); // 假设在浏览器环境中
} catch (e) {
  console.error("无法访问 window 对象", e); // 输出错误信息
}

在这个例子中，我们创建了一个 Compartment，并指定了共享的 console 对象。这样，Compartment 中的代码就可以使用 console.log 函数输出信息，但仍然无法直接访问主 Realm 的 window 对象。

表格：Compartment 的核心概念

概念	描述
全局对象共享	Compartments 可以选择性地共享某些全局对象，比如 console、Math 等。
模块加载	Compartments 可以支持模块加载，并且可以控制模块的导入和导出行为。
细粒度隔离	Compartments 提供了比 Realms 更细粒度的隔离机制，可以更精确地控制代码的访问权限。
用途	用于运行插件、隔离第三方组件、创建微前端应用等。

第三章：Policy Enforcement – 代码的“行为准则”

Policy Enforcement 是一种更高级的安全机制，它可以让你定义一套“行为准则”，限制代码的行为。你可以指定代码可以访问哪些资源，可以执行哪些操作，甚至可以限制代码的执行时间。

这就像给代码制定了一套严格的“法律”，让它必须按照规矩办事，否则就会受到惩罚。

代码示例：使用 Policy Enforcement 限制代码行为

// 定义一个 Policy
const policy = {
  'read': ['/data'], // 允许读取 /data 目录下的文件
  'write': [], // 禁止写入任何文件
  'network': ['https://api.example.com'], // 允许访问 https://api.example.com
  'timeout': 1000, // 限制执行时间为 1 秒
};

// 创建一个 Compartment，并应用 Policy
const compartment = new Compartment({
  globals: {
    fetch: (url) => {
      if (!policy.network.includes(url)) {
        throw new Error(`不允许访问 ${url}`);
      }
      return fetch(url);
    },
    readFile: (path) => {
      if (!policy.read.includes(path)) {
        throw new Error(`不允许读取 ${path}`);
      }
      // 模拟读取文件
      return Promise.resolve('File Content');
    }
  },
});

// 在 Compartment 中执行代码
try {
  const result = await compartment.evaluate(`
    console.log("开始执行...");
    const data = await readFile('/data/file.txt');
    console.log("读取到的数据:", data);
    const response = await fetch('https://api.example.com/users');
    const users = await response.json();
    console.log("获取到的用户:", users);
    console.log("执行完成");
  `);
  console.log("Result:", result);
} catch (error) {
  console.error("执行出错:", error);
}

// 尝试访问不允许的资源（会失败）
try {
  await compartment.evaluate(`
    await fetch('https://evil.com'); // 违反 Policy
  `);
} catch (e) {
  console.error("违反 Policy!", e); // 输出错误信息
}

在这个例子中，我们定义了一个 Policy，限制了代码的网络访问和文件读取权限。然后，我们创建了一个 Compartment，并将 Policy 应用于其中。当 Compartment 中的代码尝试访问不允许的资源时，就会抛出错误。

表格：Policy Enforcement 的核心概念

概念	描述
细粒度控制	可以精确地控制代码可以访问哪些资源，可以执行哪些操作。
可配置性	可以根据不同的需求，定制不同的 Policy。
安全性	可以防止恶意代码执行未经授权的操作，保护系统安全。
用途	用于构建安全可靠的插件系统、沙盒环境、云函数平台等。

第四章：Realms、Compartments 和 Policy Enforcement 的关系

说了这么多，你可能会有点晕，这三个东西到底有什么关系呢？

简单来说，它们的关系就像是“俄罗斯套娃”。Realms 是最大的套娃，提供最粗粒度的隔离。Compartments 是中间的套娃，提供更细粒度的隔离和资源共享。Policy Enforcement 则是最小的套娃，提供最精细的控制和行为限制。

你可以根据自己的需求，选择合适的安全机制。如果只需要简单的隔离，可以使用 Realms。如果需要更精细的控制和资源共享，可以使用 Compartments。如果需要限制代码的行为，可以使用 Policy Enforcement。

表格：Realms、Compartments 和 Policy Enforcement 的比较

特性	Realms	Compartments	Policy Enforcement
隔离粒度	粗粒度	细粒度	精细粒度
资源共享	不共享	可选择性共享	根据 Policy 决定
控制能力	有限	较强	极强
安全性	较高	更高	最高
适用场景	运行不可信的代码、隔离第三方库等。	运行插件、隔离第三方组件、创建微前端应用等。	构建安全可靠的插件系统、沙盒环境、云函数平台等。

第五章：实际应用场景

说了这么多理论，咱们来点实际的。这三者在实际开发中都有哪些应用场景呢？

• 插件系统： 很多应用都支持插件功能，允许用户扩展应用的功能。使用 Realms 或 Compartments 可以隔离插件代码，防止插件恶意访问或篡改应用的数据。Policy Enforcement 可以进一步限制插件的行为，确保插件安全可靠。
• 沙盒环境： 在线代码编辑器、云函数平台等都需要提供沙盒环境，允许用户运行代码，但又不能让代码危害系统安全。Realms、Compartments 和 Policy Enforcement 可以组合使用，构建一个安全可靠的沙盒环境。
• 微前端应用： 微前端是一种将大型前端应用拆分成多个小型应用的技术。每个小型应用都可以独立开发、部署和运行。使用 Compartments 可以隔离不同微前端应用的代码，防止它们互相干扰。
• 第三方库隔离： 在前端开发中，我们经常会使用大量的第三方库。使用 Realms 或 Compartments 可以隔离第三方库的代码，防止第三方库恶意访问或篡改我们的应用数据。

结语：安全之路，任重道远

好了，今天的讲座就到这里。希望通过今天的讲解，大家对 JavaScript 的安全机制有了更深入的了解。

记住，安全之路，任重道远。我们要时刻保持警惕，不断学习新的安全技术，才能保护我们的代码王国免受“熊孩子”的侵害！

谢谢大家！