Надёжное соединение: TLS в WebAssembly

WebAssembly (Wasm) стал мощной технологией для создания высокопроизводительных приложений, работающих на различных платформах. Однако обеспечение безопасной связи в средах Wasm представляет собой уникальные проблемы. В этой статье мы рассмотрим установление TLS (Transport Layer Security) соединений с WebAssembly, сосредоточив внимание на нюансах совместимости с WebAssembly, практических аспектах для приложений для подключения и роли, которую это играет в современной архитектуре Zero Trust. Мы рассмотрим сложности установления безопасной передачи данных и лучшие практики реализации.

Ключевой вывод 1: TLS в Wasm – это не простая переносимость; это требует тщательного рассмотрения управления памятью, асинхронных операций и модели безопасности Wasm.

Ключевой вывод 2: Библиотеки, такие как OpenSSL, могут быть скомпилированы в Wasm, но оптимизация размера и производительности имеет решающее значение.

Ключевой вывод 3: Асинхронные API и циклы событий необходимы для обработки TLS-рукопожатий без блокировки модуля Wasm.

Ключевой вывод 4: Интеграция TLS с Wasm является основой для создания безопасных, переносимых и высокопроизводительных приложений для подключения.

Проблема TLS в WebAssembly

Традиционно TLS в значительной степени полагается на функции операционной системы для криптографии и сети. Однако WebAssembly работает в изолированной среде, ограничивая прямой доступ к этим ресурсам. Это требует другого подхода к реализации TLS. Основные препятствия включают:

• Управление памятью: Операции TLS требуют значительного выделения памяти для сертификатов, ключей и зашифрованных данных. Линейная модель памяти Wasm требует тщательного управления, чтобы избежать исчерпания памяти и узких мест производительности.
• Асинхронные операции: TLS-рукопожатия включают сетевой ввод-вывод и криптографические операции, которые по своей природе являются асинхронными. Wasm нуждается в механизмах для обработки этих операций без блокировки выполнения модуля.
• Совместимость: Не все библиотеки TLS напрямую совместимы с Wasm. Компиляция и компоновка могут быть сложными, а поведение во время выполнения может отличаться от нативных сред.
• Модель безопасности: Модель безопасности Wasm делает упор на изоляцию. Реализации TLS должны уважать эти границы и избегать внесения уязвимостей.

Использование существующих библиотек TLS

Одним из распространенных подходов является компиляция существующих библиотек TLS, таких как OpenSSL, BoringSSL или mbed TLS, в WebAssembly. Emscripten – популярный инструмент для этой цели. Хотя это возможно, этот подход не лишен недостатков.

OpenSSL с Emscripten: Компиляция OpenSSL в Wasm приводит к значительному размеру модуля (часто превышающему несколько мегабайт). Это может существенно повлиять на время загрузки и производительность при запуске. Кроме того, полная библиотека OpenSSL содержит множество функций, которые могут быть не нужны в среде Wasm, добавляя ненужную нагрузку. Например, базовое TLS-рукопожатие может легко добавить 1 МБ к размеру модуля Wasm. Оптимизация, такая как выборочная компиляция и удаление кода, необходима для уменьшения размера модуля. Последние версии OpenSSL (3.0+) имеют лучшую поддержку Wasm, но оптимизация остается ключевым фактором.

BoringSSL & mbed TLS: Эти библиотеки, как правило, меньше и более модульные, чем OpenSSL, что делает их более подходящими для компиляции Wasm. Они также часто обеспечивают лучшую поддержку встроенных систем и сред с ограниченными ресурсами.

Асинхронные TLS-рукопожатия

Чтобы избежать блокировки модуля Wasm во время TLS-рукопожатий, необходимы асинхронные API. Можно использовать несколько подходов:

• Асинхронные API Emscripten: Emscripten предоставляет асинхронные функции (например, emscripten_async_call), которые позволяют планировать обратные вызовы для выполнения при завершении TLS-рукопожатия.
• Циклы событий: Реализация цикла событий в модуле Wasm позволяет обрабатывать асинхронные события, включая завершение TLS-рукопожатия, без блокировки.
• Интерфейс систем WebAssembly (WASI): WASI предоставляет стандартизированный способ взаимодействия модулей Wasm с базовой операционной системой, включая возможности сети. Это может упростить асинхронные операции ввода-вывода.

Типичный поток включает инициализацию TLS-рукопожатия, регистрацию функции обратного вызова и разрешение модулю Wasm продолжать выполнять другие задачи во время выполнения рукопожатия в фоновом режиме. Функция обратного вызова вызывается при завершении рукопожатия, предоставляя результат модулю Wasm.

Создание безопасных приложений для подключения

TLS с WebAssembly необходим для создания безопасных приложений для подключения, таких как:

• Безопасные WebSocket: Установление безопасных соединений WebSocket для связи в реальном времени.
• Безопасные клиенты HTTP/2 & HTTP/3: Реализация безопасных клиентов для современных протоколов HTTP.
• Связь устройств IoT: Обеспечение связи между устройствами IoT и облачными службами.
• Периферийные вычисления: Обеспечение безопасной передачи и обработки данных на периферии сети.

Сочетание портативности Wasm и безопасности TLS делает его идеальным решением для этих сценариев.

Как Didit помогает

Платформа идентификации Didit упрощает интеграцию безопасного подключения, предоставляя предварительно созданные модули и API для проверки и аутентификации идентификаторов. Мы предлагаем:

• Прекращение TLS: Перенесите прекращение TLS на нашу инфраструктуру, уменьшив сложность управления сертификатами и ключами.
• Интеграция API: Беспрепятственно интегрируйтесь с вашими приложениями Wasm, используя наш RESTful API.
• Безопасная передача данных: Обеспечьте конфиденциальность и целостность данных, передаваемых между вашими приложениями Wasm и нашей платформой.
• Включение Zero Trust: Подтверждайте удостоверения пользователей и применяйте контроль доступа для реализации архитектуры Zero Trust.

Готовы начать?

Реализация TLS-соединений с WebAssembly требует тщательного планирования и выполнения. Используя существующие библиотеки TLS, внедряя асинхронные API и учитывая уникальные проблемы среды Wasm, вы можете создавать безопасные и высокопроизводительные приложения для подключения.

Изучите платформу Didit, чтобы упростить интеграцию идентификации и безопасности в ваши проекты WebAssembly: Просмотр цен или Запросить демо.