在一些應用中， 我們希望給使用者提供插入自訂邏輯的能力， 比如 Microsoft 的 Office 中的 VBA， 比如一些遊戲中的 lua腳本，
大多數都是一些用戶端程式， 在一些線上的系統和產品中也常常也有類似的需求， 事實上， 線上的應用中也有不少提供了自訂腳本的能力， 比如 Google Docs 中的 Apps Script， 它可以讓你使用 JavaScript做一些非常有用的事情， 比如運行代碼來回應文檔打開事件或儲存格更改事件， 為公式製作自訂試算表函數等等。
與運行在「用戶電腦中」的用戶端應用不同， 用戶的自訂腳本通常只能影響用戶自已， 而對於線上的應用或服務來講， 有一些情況就變得更為重要， 比如「安全」， 用戶的「自訂腳本」必須嚴格受到限制和隔離， 即不能影響到宿主程序，
而 Safeify 就是一個針對 Nodejs 應用， 用於安全執行用戶自訂的非信任腳本的模組。
怎樣安全的執行動態腳本？我們先看看通常都能如何在 JavaScript 程式中動態執行一段代碼？比如大名頂頂的 eval
eval('1+2')上述代碼沒有問題順利執行了， eval是全域物件的一個函數屬性， 執行的代碼擁有著和應程中其它正常代碼一樣的的許可權， 它能訪問「執行上下文」中的區域變數， 也能訪問所有「全域變數」， 在這個場景下， 它是一個非常危險的函數。
再來看看 Functon， 通過 Function構造器， 我們可以動態的創建一個函數， 然後執行它
const sum = new Function('m', 'n', 'return m + n');console.log(sum(1, 2));它也一樣的順利執行了， 使用 Function 構造器生成的函數， 並不會在創建它的上下文中創建閉包， 一般在全域作用域中被創建。
我們知道無論 eval還是 function，
在流覽器中， 還可以利用 iframe， 創建一個再發安全的一些隔離環境， 本文也著眼於 Node.js， 在這裡不做過多討論。
在 Node.js 中呢， 有沒有其它選擇？或許沒看到這兒之前你就已經想到了 VM， 它是 Node.js 預設就提供的一個內建模組， VM模組提供了一系列 API 用於在 V8 虛擬機器環境中編譯和運行代碼。 JavaScript 代碼可以被編譯並立即運行， 或編譯、保存然後再運行。
執行上這的代碼就能拿到結果 3， 同時， 通過 vm.Script還能指定代碼執行了「最大毫秒數」， 超過指定的時長將終止執行並拋出一個異常
try { const script = new vm.Script('while(true){}',{ timeout: 50 }); ....} catch (err){ //列印超時的 log console.log(err.message);}上面的腳本執行將會失敗，
上述代碼， 並不是會在 50ms 後拋出異常， 因為 50ms 上邊的代碼同步執行肯定完了， 而 setTimeout所用的時間並不算在內， 也就是說 vm模組沒有辦法對非同步代碼直接限制執行時間。 我們也不能額外通過一個 timer去檢查超時， 因為檢查了執行中的 vm 也沒有方法去中止掉。
另外， 在 Node.js 通過 vm.runInContext看起來似乎隔離了代碼執行環境， 但實際上卻很容易「逃逸」出去。
執行上邊的代碼，
宿主程序立即就會「退出」，
sandbox是在 VM之外的環境創建的，
需 VM中的代碼的 this
指向的也是 sandbox，
那麼
沒有人願意用戶一段腳本就能讓應用掛掉吧。 除了退出進程式之外， 實際上還能幹更多的事情。
有個簡單的方法就能避免通過 this.constructor拿到 process，如下：
但還是有風險的，由於 JavaScript 本身的動態的特點，各種黑魔法防不勝防。事實 Node.js 的官方文檔中也提到 VM當做一個安全的沙箱去執行任意非信任的代碼。
有哪些做了進一步工作的社區模組？
在社區中有一些開源的模組用於運行不信任代碼，例如 sandbox、vm2、jailed等。相比較而言 vm2對各方面做了更多的安全工作，相對安全些。
從 vm2的官方 READM中可以看到，它基於 Node.js 內建的 VM 模組，來建立基礎的沙箱環境，然後同時使用上了文介紹過的 ES6 的 Proxy技術來防止沙箱腳本逃逸。
用同樣的測試代碼來試試 vm2
const { VM } = require('vm2');new VM().run('this.constructor.constructor("return process")().exit()');如上代碼，並沒有成功結束掉宿主程序，vm2 官方 REAME 中說「vm2 是一個沙箱，可以在 Node.js 中按全的執行不受信任的代碼」。
然而，事實上我們還是可以幹一些「壞」事情，比如：
const { VM } = require('vm2');const vm = new VM({ timeout: 1000, sandbox: {}});vm.run('new Promise(()=>{})');上邊的代碼將永遠不會執行結束，如同 Node.js 內建模組一樣 vm2 的 timeout對非同步作業是無效的。同時，vm2
也不能額外通過一個 timer去檢查超時，因為它也沒有辦法將執行中的 vm 終止掉。這會一點點耗費完伺服器的資源，讓你的應用掛掉。
那麼或許你會想，我們能不能在上邊的 sandbox中放一個假的 Promise從而禁掉 Promise 呢？答案是能提供一個「假」的 Promise，但卻沒有辦法完成禁掉 Promise，比如
const { VM } = require('vm2');const vm = new VM({ timeout: 1000, sandbox: { Promise: function(){}}});vm.run('Promise = (async function(){})().constructor;new Promise(()=>{});');可以看到通過一行 Promise = (async function(){})().constructor 就可以輕鬆再次拿到 Promise了。從另一個層面來看，況且或許有時我們還想讓自訂腳本支援非同步處理呢。
如何建立一個更安全一些的沙箱？通過上文的探究，我們並沒有找到一個完美的方案在 Node.js 建立安全的隔離的沙箱。其中 vm2 做了不少處理，相對來講算是較安全的方案了，但問題也很明顯，比如非同步不能檢查超時的問題、和宿主程序在相同進程的問題。
沒有進程隔離時，通過 VM 創建的 sanbox 大體是這樣的
那麼，我們是不是可以嘗試，將非受信代碼，通過 vm2 這個模組隔離在一個獨立的進程中執行呢？然後，執行超時時，直接將隔離的進程幹掉，但這裡我們需要考慮如下幾個問題
通過進程池統調度管理沙箱進程如果來一個執行任務，創建一個進程，用完銷毀，僅處理進程的開銷就已經稍大了，並且也不能不設限的開新進程和宿主應用搶資源，那麼，需要建一個進程池，所有任務到來會創建一個 Script實例，先進入一個 pending
佇列，然後直接將 script實例的 defer物件返回，調用處就能 await執行結果了，然後由 sandbox master
根據工程進程的空閒程式來調度執行，master 會將 script的執行資訊，包括重要的 ScriptId，發送給空閒的 worker，worker 執行完成後會將「結果 + script 資訊」回傳給 master，master 通過 ScriptId 識別是哪個腳本執行完畢了，就是結果進行 resolve或 reject 處理。
這樣，通過「進程池」即能降低「進程來回創建和銷毀的開銷」，也能確保不過度搶佔宿主資源，同時，在非同步作業超時，還能將工程進程直接殺掉，同時，master 將發現一個工程進程掛掉，會立即創建替補進程。
處理的資料和結果，還有公開給沙箱的方法進程間如何通訊，需要「動態代碼」處理資料可以直接序列化後通過 IPC 發送給隔離 Sandbox 進程，執行結果一樣經過序列化通過 IPC 傳輸。
其中，如果想法公開一個方法給 sandbox，因為不在一個進程，並不能方便的將一個方案的引用傳遞給 sandbox。我們可以將宿主的方法，在傳遞給 sandbox worker 之類做一下處理，轉換為一個「描述物件」，包括了允許 sandbox 調用的方法資訊，然後將資訊，如同其它資料一樣發送給 worker 進程，worker 收到資料後，識出來所「方法描述物件」，然後在 worker 進程中的 sandbox 物件上建立代理方法，代理方法同樣通過 IPC 和 master 通訊。
最終，我們建立了一個大約這樣的「沙箱環境」
如此這般處理起來是不是感覺很麻煩？但我們就有了一個更加安全一些的沙箱環境了，這些處理。筆者已經基於 TypeScript 編寫，並封裝為一個獨立的模組 Safeify。
GitHub: https://github.com/Houfeng/safeify ，歡迎 Star & Issues
最後，簡單介紹一下 Safeify 如何使用，通過如下命令安裝
npm i safeify --save在應用中使用，還是比較簡單的，如下代碼（TypeScript 中類似）
import { Safeify } from './Safeify';const safeVm = new Safeify({ timeout: 50, //超時時間，默認 50ms asyncTimeout: 500, //包含非同步作業的超時時間，默認 500ms quantity: 4 //沙箱進程數量，預設同 CPU 核數});const context = { a: 1, b: 2, add(a, b) { return a + b; }};const rs = await safeVm.run(`return add(a,b)`, context);console.log('result',rs);關於安全的問題，沒有最安全，只有更安全，Safeify 已在一個項目中使用，但自訂腳本的功能是僅針對內網使用者，有不少動態執行代碼的場景其實是可以避免的，繞不開或實在需要提供這個功能時，希望本文或 Safeify 能對大家有所幫助就行了。
作者：houfeng
實際上還能幹更多的事情。有個簡單的方法就能避免通過 this.constructor拿到 process，如下：
但還是有風險的，由於 JavaScript 本身的動態的特點，各種黑魔法防不勝防。事實 Node.js 的官方文檔中也提到 VM當做一個安全的沙箱去執行任意非信任的代碼。
有哪些做了進一步工作的社區模組？
在社區中有一些開源的模組用於運行不信任代碼，例如 sandbox、vm2、jailed等。相比較而言 vm2對各方面做了更多的安全工作，相對安全些。
從 vm2的官方 READM中可以看到，它基於 Node.js 內建的 VM 模組，來建立基礎的沙箱環境，然後同時使用上了文介紹過的 ES6 的 Proxy技術來防止沙箱腳本逃逸。
用同樣的測試代碼來試試 vm2
const { VM } = require('vm2');new VM().run('this.constructor.constructor("return process")().exit()');如上代碼，並沒有成功結束掉宿主程序，vm2 官方 REAME 中說「vm2 是一個沙箱，可以在 Node.js 中按全的執行不受信任的代碼」。
然而，事實上我們還是可以幹一些「壞」事情，比如：
const { VM } = require('vm2');const vm = new VM({ timeout: 1000, sandbox: {}});vm.run('new Promise(()=>{})');上邊的代碼將永遠不會執行結束，如同 Node.js 內建模組一樣 vm2 的 timeout對非同步作業是無效的。同時，vm2
也不能額外通過一個 timer去檢查超時，因為它也沒有辦法將執行中的 vm 終止掉。這會一點點耗費完伺服器的資源，讓你的應用掛掉。
那麼或許你會想，我們能不能在上邊的 sandbox中放一個假的 Promise從而禁掉 Promise 呢？答案是能提供一個「假」的 Promise，但卻沒有辦法完成禁掉 Promise，比如
const { VM } = require('vm2');const vm = new VM({ timeout: 1000, sandbox: { Promise: function(){}}});vm.run('Promise = (async function(){})().constructor;new Promise(()=>{});');可以看到通過一行 Promise = (async function(){})().constructor 就可以輕鬆再次拿到 Promise了。從另一個層面來看，況且或許有時我們還想讓自訂腳本支援非同步處理呢。
如何建立一個更安全一些的沙箱？通過上文的探究，我們並沒有找到一個完美的方案在 Node.js 建立安全的隔離的沙箱。其中 vm2 做了不少處理，相對來講算是較安全的方案了，但問題也很明顯，比如非同步不能檢查超時的問題、和宿主程序在相同進程的問題。
沒有進程隔離時，通過 VM 創建的 sanbox 大體是這樣的
那麼，我們是不是可以嘗試，將非受信代碼，通過 vm2 這個模組隔離在一個獨立的進程中執行呢？然後，執行超時時，直接將隔離的進程幹掉，但這裡我們需要考慮如下幾個問題
通過進程池統調度管理沙箱進程如果來一個執行任務，創建一個進程，用完銷毀，僅處理進程的開銷就已經稍大了，並且也不能不設限的開新進程和宿主應用搶資源，那麼，需要建一個進程池，所有任務到來會創建一個 Script實例，先進入一個 pending
佇列，然後直接將 script實例的 defer物件返回，調用處就能 await執行結果了，然後由 sandbox master
根據工程進程的空閒程式來調度執行，master 會將 script的執行資訊，包括重要的 ScriptId，發送給空閒的 worker，worker 執行完成後會將「結果 + script 資訊」回傳給 master，master 通過 ScriptId 識別是哪個腳本執行完畢了，就是結果進行 resolve或 reject 處理。
這樣，通過「進程池」即能降低「進程來回創建和銷毀的開銷」，也能確保不過度搶佔宿主資源，同時，在非同步作業超時，還能將工程進程直接殺掉，同時，master 將發現一個工程進程掛掉，會立即創建替補進程。
處理的資料和結果，還有公開給沙箱的方法進程間如何通訊，需要「動態代碼」處理資料可以直接序列化後通過 IPC 發送給隔離 Sandbox 進程，執行結果一樣經過序列化通過 IPC 傳輸。
其中，如果想法公開一個方法給 sandbox，因為不在一個進程，並不能方便的將一個方案的引用傳遞給 sandbox。我們可以將宿主的方法，在傳遞給 sandbox worker 之類做一下處理，轉換為一個「描述物件」，包括了允許 sandbox 調用的方法資訊，然後將資訊，如同其它資料一樣發送給 worker 進程，worker 收到資料後，識出來所「方法描述物件」，然後在 worker 進程中的 sandbox 物件上建立代理方法，代理方法同樣通過 IPC 和 master 通訊。
最終，我們建立了一個大約這樣的「沙箱環境」
如此這般處理起來是不是感覺很麻煩？但我們就有了一個更加安全一些的沙箱環境了，這些處理。筆者已經基於 TypeScript 編寫，並封裝為一個獨立的模組 Safeify。
GitHub: https://github.com/Houfeng/safeify ，歡迎 Star & Issues
最後，簡單介紹一下 Safeify 如何使用，通過如下命令安裝
npm i safeify --save在應用中使用，還是比較簡單的，如下代碼（TypeScript 中類似）
import { Safeify } from './Safeify';const safeVm = new Safeify({ timeout: 50, //超時時間，默認 50ms asyncTimeout: 500, //包含非同步作業的超時時間，默認 500ms quantity: 4 //沙箱進程數量，預設同 CPU 核數});const context = { a: 1, b: 2, add(a, b) { return a + b; }};const rs = await safeVm.run(`return add(a,b)`, context);console.log('result',rs);關於安全的問題，沒有最安全，只有更安全，Safeify 已在一個項目中使用，但自訂腳本的功能是僅針對內網使用者，有不少動態執行代碼的場景其實是可以避免的，繞不開或實在需要提供這個功能時，希望本文或 Safeify 能對大家有所幫助就行了。
作者：houfeng