在 Node.js 中有一个模块叫做 VM，它提供了几个 API，允许代码在 V8 虚拟机上下文中运行，如：
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const vm = require('vm'); const sandbox = { a: 1, b: 2 }; const script = new vm.Script('a + b'); const context = new vm.createContext(sandbox); script.runInContext(context); |
vm.Script 中的代码是预编译好的，通过 vm.createContext 将代码加载到一个上下文环境中，置入沙箱（sandbox），然后通过 script.runInContext 执行代码，整个操作都在封闭的 VM 中进行。这是 Node.js 提供给我们的便捷功能，那么，在浏览器环境中呢？是否也能做到将代码运行在沙箱中？本文带着大家来探索一番。
代码编译工具
邪恶的 eval
eval 函数可以将一个 Javascript 字符串视作代码片段执行，不过它存在诸多问题，如调试困难、性能问题等，并且它在运行时可以访问闭包环境和全局作用域，存在代码注入的安全风险，作为沙箱，这也是我们不期望看到的。eval 虽然好用，但是经常被滥用，在这里我们不多讨论它。
new Function
Function 构造函数会创建一个新的函数对象，它可以作为 eval 的替代品:
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fn = new Function(...args, 'functionBody'); |
返回的 fn 是一个定义好的函数，最后一个参数为函数体。它和 eval 不太一样：
fn是一段编译好的代码，可以直接执行，而eval需要编译一次fn没有对所在闭包的作用域访问权限，不过它依然能够访问全局作用域
如何阻止它访问全局作用域呢？
with 关键词
with 是阻止程序访问上一级作用域的一道防火墙：
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function compileCode(code) { code = 'with (sandbox) {' + code + '}'; return new Function('sandbox', code); } |
如上代码，code 被执行时，首先会寻找 sandbox 中的变量，如果不存在，会往上追溯global 对象，虽然有一道防火墙，但是依然不能阻止 fn 访问全局作用域。
似乎在 ECMAScript 5 中掌握的知识已经不足以解决 code 逃逸沙箱的问题了，此时我们可以把焦点放在 ES6 提供的新特性上。
ES6 Proxy
ES6 中提供了一个 Proxy 函数，它是访问对象前的一个拦截器，下面举一个简单的栗子：
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const p = new Proxy({}, { get(target, key) { if(key === 'a') { return 1; } Reflect.get(target, key); } }); p.a // 1 p.s // undefined |
代码中，Proxy 给 {} 设置了属性访问拦截器，倘若访问的属性为 a 则返回 1，否则走正常程序。
这里我们可以使用 proxy 对访问做拦截处理，sandbox 本不存在的属性会追溯到全局变量上访问，此时我们可以欺骗程序，告诉它这个「不存在的属性」是存在的，于是有了下面的代码：
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function compileCode(code) { code = 'with (sandbox) {' + code + '}'; const fn = new Function('sandbox', code); return (sandbox) => { const proxy = new Proxy(sandbox, { has(target, key) { return true; // 欺骗，告知属性存在 } }); return fn(proxy); } } |
似乎这么做就可以了，但既然用到了 ES6 的特性，我们便不能忽略 ES6 中一个可以控制with 关键词行为的变量。
Symbol.unscopables
Symbol 是 JS 的第七种数据类型，它能够产生一个唯一的值，同时也具备一些内建属性，这些属性可以用来进行元编程（meta programming），即对语言本身编程，影响语言行为。其中一个内建属性 Symbol.unscopables，通过它可以影响 with 的行为。
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const foo = () => 'global'; class A { foo() { return 'clourse'; } get [Symbol.unscopables]() { return { foo: true // 不允许访问对象的 foo，直接到上层 } } } with(A.prototype) { foo(); // 'global' } |
上面对 A 设置做了 Symbol.unscopables 的设定，声明 foo 属性在 A 上是不存在的，从而使得代码从 with 中逃逸。对此，我们需要对它做一层加固：
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function compileCode(code) { code = 'with (sandbox) {' + code + '}'; const fn = new Function('sandbox', code); return (sandbox) => { const proxy = new Proxy(sandbox, { has(target, key) { return true; // 欺骗，告知属性存在 } get(target, key, receiver) { // 加固，防止逃逸 if (key === Symbol.unscopables) { return undefined; } Reflect.get(target, key, receiver); } }); return fn(proxy); } } |
存在的漏洞
不过，这里还存在两个逻辑漏洞：
code中可以提前关闭sandbox的with语境，如'} alert(this); {'；code中可以使用eval和new Function直接逃逸
对于第一个问题，我们可以通过堆栈深度检测：
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let stack = 0; for (let char of code) { if (char === '{') { stack++; } else if (char === '}') { if (stack === 0) { throw new Error('Syntax Error.'); } else { stack--; } } } |
事实上，这样做依然不严谨，比如代码注释中出现花括号问题，如 /*{*/'} alert(this); {'/*}*/；而对于第二个问题，暂时还没有什么好的办法，尤其是 Function，它可以通过很多方式构造出来：
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(function(){}).constructor("alert(this)")(); /2/.constructor.constructor("alert(this)")(); |
最后
灵活是 Javascript 这门语言的特性，也是它难以被掌控的主要原因，这点可以从文中各种沙箱逃逸方式就能看出。ES6 提供了很多新的特性，本文以沙箱为切入点，带着大家学习了几个函数和属性，希望读者有些收获。
本文没有得到一个完美的答案，但是这个问题依然值得思考和研究。
有一个比较不错的思路是，通过 iframe 执行代码，执行的结果通过 postMessage 函数通讯传输给操作者。并且 iframe 还提供了很多可供设置的安全参数，如 allow-scripts,allow-forms, allow-same-origin, allow-top-navigation 等等，方便我们对沙箱做安全控制。
