信頼できないコードを独自のスレッドで実行します。これにより、たとえば、無限ループなどの問題が回避され、今後の手順が容易になります。スレッドが終了するまでメイン スレッドを待機させ、時間がかかりすぎる場合は Thread.stop で強制終了します。Thread.stop は非推奨ですが、信頼されていないコードはリソースにアクセスできないため、安全に kill できます。
そのスレッドにSecurityManagerを設定します。checkPermission(Permission perm)をオーバーライドする SecurityManager のサブクラスを作成して、選択したいくつかを除くすべてのアクセス許可に対して単純にSecurityExceptionをスローします。メソッドとそれらに必要なアクセス許可のリストは、Java TM 6 SDKのアクセス許可にあります。
カスタム ClassLoader を使用して、信頼できないコードをロードします。クラスローダーは、信頼できないコードが使用するすべてのクラスに対して呼び出されるため、個々の JDK クラスへのアクセスを無効にするなどの操作を実行できます。やるべきことは、許可された JDK クラスのホワイトリストを用意することです。
信頼できないコードを別の JVM で実行したい場合があります。前の手順でコードを安全にできますが、分離されたコードでも実行できる厄介なことが 1 つあります。それは、できるだけ多くのメモリを割り当てることです。これにより、メイン アプリケーションの目に見えるフットプリントが大きくなります。
JSR 121: Application Isolation API Specificationはこれを解決するために設計されましたが、残念ながらまだ実装されていません。
これは非常に詳細なトピックであり、私はほとんどこれを頭のてっぺんから書いています。
とにかく、いくつかの不完全な、自己責任で使用する、おそらくバグのある (疑似) コード:
クラスローダー
class MyClassLoader extends ClassLoader {
@Override
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
if (name is white-listed JDK class) return super.loadClass(name);
return findClass(name);
}
@Override
public Class findClass(String name) {
byte[] b = loadClassData(name);
return defineClass(name, b, 0, b.length);
}
private byte[] loadClassData(String name) {
// load the untrusted class data here
}
}
保安管理者
class MySecurityManager extends SecurityManager {
private Object secret;
public MySecurityManager(Object pass) { secret = pass; }
private void disable(Object pass) {
if (pass == secret) secret = null;
}
// ... override checkXXX method(s) here.
// Always allow them to succeed when secret==null
}
スレッド
class MyIsolatedThread extends Thread {
private Object pass = new Object();
private MyClassLoader loader = new MyClassLoader();
private MySecurityManager sm = new MySecurityManager(pass);
public void run() {
SecurityManager old = System.getSecurityManager();
System.setSecurityManager(sm);
runUntrustedCode();
sm.disable(pass);
System.setSecurityManager(old);
}
private void runUntrustedCode() {
try {
// run the custom class's main method for example:
loader.loadClass("customclassname")
.getMethod("main", String[].class)
.invoke(null, new Object[]{...});
} catch (Throwable t) {}
}
}
明らかに、このようなスキームはあらゆる種類のセキュリティ上の懸念を引き起こします。Java には厳格なセキュリティ フレームワークがありますが、簡単ではありません。それを台無しにして、特権のないユーザーが重要なシステム コンポーネントにアクセスできるようにする可能性を見逃してはなりません。
この警告はさておき、ユーザー入力をソース コードの形式で取得している場合、最初に行う必要があるのは、それを Java バイトコードにコンパイルすることです。AFIAK、これはネイティブでは実行できないため、javac へのシステム コールを作成し、ディスク上でソース コードをバイトコードにコンパイルする必要があります。このための出発点として使用できるチュートリアルを次に示します。 編集: コメントで学んだように、実際にはjavax.tools.JavaCompilerを使用してソースから Java コードをネイティブにコンパイルできます。
JVM バイトコードを取得したら、ClassLoader の defineClass関数を使用して JVM にロードできます。このロードされたクラスのセキュリティ コンテキストを設定するには、ProtectionDomainを指定する必要があります。ProtectionDomainの最小限のコンストラクターには、 CodeSource と PermissionCollection の両方が必要です。PermissionCollection は、ここで主に使用するオブジェクトです。これを使用して、ロードされたクラスが持つ正確な権限を指定できます。これらのパーミッションは、最終的に JVM のAccessControllerによって強制される必要があります。
ここにはエラーの可能性のあるポイントがたくさんあります。何かを実装する前に、すべてを完全に理解するように細心の注意を払う必要があります。
SecurityManagerカスタムがスレッドごとではなくJVMのすべてのスレッドに適用されるという受け入れられた回答の問題に対処するにはSecurityManager、次のように特定のスレッドに対して有効/無効にできるカスタムを作成できます。
import java.security.Permission;
public class SelectiveSecurityManager extends SecurityManager {
private static final ToggleSecurityManagerPermission TOGGLE_PERMISSION = new ToggleSecurityManagerPermission();
ThreadLocal<Boolean> enabledFlag = null;
public SelectiveSecurityManager(final boolean enabledByDefault) {
enabledFlag = new ThreadLocal<Boolean>() {
@Override
protected Boolean initialValue() {
return enabledByDefault;
}
@Override
public void set(Boolean value) {
SecurityManager securityManager = System.getSecurityManager();
if (securityManager != null) {
securityManager.checkPermission(TOGGLE_PERMISSION);
}
super.set(value);
}
};
}
@Override
public void checkPermission(Permission permission) {
if (shouldCheck(permission)) {
super.checkPermission(permission);
}
}
@Override
public void checkPermission(Permission permission, Object context) {
if (shouldCheck(permission)) {
super.checkPermission(permission, context);
}
}
private boolean shouldCheck(Permission permission) {
return isEnabled() || permission instanceof ToggleSecurityManagerPermission;
}
public void enable() {
enabledFlag.set(true);
}
public void disable() {
enabledFlag.set(false);
}
public boolean isEnabled() {
return enabledFlag.get();
}
}
ToggleSecurirtyManagerPermissionjava.security.Permission承認されたコードのみがセキュリティ マネージャーを有効/無効にできるようにするための単純な実装です。次のようになります。
import java.security.Permission;
public class ToggleSecurityManagerPermission extends Permission {
private static final long serialVersionUID = 4812713037565136922L;
private static final String NAME = "ToggleSecurityManagerPermission";
public ToggleSecurityManagerPermission() {
super(NAME);
}
@Override
public boolean implies(Permission permission) {
return this.equals(permission);
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof ToggleSecurityManagerPermission) {
return true;
}
return false;
}
@Override
public int hashCode() {
return NAME.hashCode();
}
@Override
public String getActions() {
return "";
}
}
この問題に対するスレッドセーフな解決策は次のとおりです。
package de.unkrig.commons.lang.security;
import java.security.AccessControlContext;
import java.security.Permission;
import java.security.Permissions;
import java.security.ProtectionDomain;
import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.WeakHashMap;
import de.unkrig.commons.nullanalysis.Nullable;
/**
* This class establishes a security manager that confines the permissions for code executed through specific classes,
* which may be specified by class, class name and/or class loader.
* <p>
* To 'execute through a class' means that the execution stack includes the class. E.g., if a method of class {@code A}
* invokes a method of class {@code B}, which then invokes a method of class {@code C}, and all three classes were
* previously {@link #confine(Class, Permissions) confined}, then for all actions that are executed by class {@code C}
* the <i>intersection</i> of the three {@link Permissions} apply.
* <p>
* Once the permissions for a class, class name or class loader are confined, they cannot be changed; this prevents any
* attempts (e.g. of the confined class itself) to release the confinement.
* <p>
* Code example:
* <pre>
* Runnable unprivileged = new Runnable() {
* public void run() {
* System.getProperty("user.dir");
* }
* };
*
* // Run without confinement.
* unprivileged.run(); // Works fine.
*
* // Set the most strict permissions.
* Sandbox.confine(unprivileged.getClass(), new Permissions());
* unprivileged.run(); // Throws a SecurityException.
*
* // Attempt to change the permissions.
* {
* Permissions permissions = new Permissions();
* permissions.add(new AllPermission());
* Sandbox.confine(unprivileged.getClass(), permissions); // Throws a SecurityException.
* }
* unprivileged.run();
* </pre>
*/
public final
class Sandbox {
private Sandbox() {}
private static final Map<Class<?>, AccessControlContext>
CHECKED_CLASSES = Collections.synchronizedMap(new WeakHashMap<Class<?>, AccessControlContext>());
private static final Map<String, AccessControlContext>
CHECKED_CLASS_NAMES = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, AccessControlContext>());
private static final Map<ClassLoader, AccessControlContext>
CHECKED_CLASS_LOADERS = Collections.synchronizedMap(new WeakHashMap<ClassLoader, AccessControlContext>());
static {
// Install our custom security manager.
if (System.getSecurityManager() != null) {
throw new ExceptionInInitializerError("There's already a security manager set");
}
System.setSecurityManager(new SecurityManager() {
@Override public void
checkPermission(@Nullable Permission perm) {
assert perm != null;
for (Class<?> clasS : this.getClassContext()) {
// Check if an ACC was set for the class.
{
AccessControlContext acc = Sandbox.CHECKED_CLASSES.get(clasS);
if (acc != null) acc.checkPermission(perm);
}
// Check if an ACC was set for the class name.
{
AccessControlContext acc = Sandbox.CHECKED_CLASS_NAMES.get(clasS.getName());
if (acc != null) acc.checkPermission(perm);
}
// Check if an ACC was set for the class loader.
{
AccessControlContext acc = Sandbox.CHECKED_CLASS_LOADERS.get(clasS.getClassLoader());
if (acc != null) acc.checkPermission(perm);
}
}
}
});
}
// --------------------------
/**
* All future actions that are executed through the given {@code clasS} will be checked against the given {@code
* accessControlContext}.
*
* @throws SecurityException Permissions are already confined for the {@code clasS}
*/
public static void
confine(Class<?> clasS, AccessControlContext accessControlContext) {
if (Sandbox.CHECKED_CLASSES.containsKey(clasS)) {
throw new SecurityException("Attempt to change the access control context for '" + clasS + "'");
}
Sandbox.CHECKED_CLASSES.put(clasS, accessControlContext);
}
/**
* All future actions that are executed through the given {@code clasS} will be checked against the given {@code
* protectionDomain}.
*
* @throws SecurityException Permissions are already confined for the {@code clasS}
*/
public static void
confine(Class<?> clasS, ProtectionDomain protectionDomain) {
Sandbox.confine(
clasS,
new AccessControlContext(new ProtectionDomain[] { protectionDomain })
);
}
/**
* All future actions that are executed through the given {@code clasS} will be checked against the given {@code
* permissions}.
*
* @throws SecurityException Permissions are already confined for the {@code clasS}
*/
public static void
confine(Class<?> clasS, Permissions permissions) {
Sandbox.confine(clasS, new ProtectionDomain(null, permissions));
}
// Code for 'CHECKED_CLASS_NAMES' and 'CHECKED_CLASS_LOADERS' omitted here.
}
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CU
アルノ
提案や解決策を提供するのは非常に遅いですが、それでも私は同様の種類の問題、より研究志向の種類に直面していました. 基本的に、私は e ラーニング プラットフォームで Java コースのプログラミング課題の準備と自動評価を提供しようとしていました。
これは非常に複雑で多くのタスクのように聞こえますが、Oracle Virtual Box は、仮想マシンを動的に作成または複製するための Java API をすでに提供しています。 https://www.virtualbox.org/sdkref/index.html (注、VMware でも同じことを行うための API を提供しています)
最小サイズと構成の Linux ディストリビューションについては、こちらのhttp://www.slitaz.org/en/を参照してください。
そのため、生徒が失敗したり、やろうとしたりすると、メモリ、ファイル システム、ネットワーク、ソケットが原因である可能性があり、最大で自分の VM に損傷を与える可能性があります。
また、これらの VM の内部で、Java 用のサンドボックス (セキュリティ マネージャー) などの追加のセキュリティを提供したり、Linux でユーザー固有のアカウントを作成してアクセスを制限したりできます。
お役に立てれば ！！
おそらく、カスタムのSecurityMangerやAccessControllerを使用する必要があります。詳細については、Java Security ArchitectureおよびSunのその他のセキュリティ ドキュメントを参照してください。