沙箱技术提供了一种安全且高效的方式来验证您的代码、分析其运行机制，并保护您的网络和数据免受潜在威胁。
它增加了一层保护，让您能够自信地测试代码，而无需担忧在线风险。
然而，如果在开发者环境中执行所有测试和验证，可能会暴露您的源代码和数据。
如果攻击者在您执行测试的物理系统中发现安全漏洞，他们便可能发起全面的攻击。
这可能导致关键业务信息的丢失，以及用户对软件的信任下降。
沙箱环境是消除此类风险的有效途径。
它是如何实现的呢？
本文将探讨沙箱环境及其在开发、安全以及其他领域的重要性。
敬请阅读！
什么是沙箱环境？
沙箱环境是一个隔离且安全的环境，它如同用户操作环境的副本，用于运行、验证和可视化代码，而不会对代码运行的平台或系统造成任何影响。
“沙箱”的命名源自儿童的沙坑，孩子们可以在这个隔离的环境中进行实验和玩耍。他们可以在一个封闭的空间里建造沙堡，避免弄脏其他地方。
在软件开发和网络安全领域，“沙箱”代表一个隔离的测试区域，您可以在其中使用多个变量快速且安全地观察程序的运行情况。它的设计具有安全性，即使发生错误，也不会对您的计算机或数据造成损害。它可以缓解进入您网络的威胁，并用于检查那些不受信任或未经测试的代码。
这种测试环境将未经测试的代码与您的生产环境分隔开来。设置沙箱环境限制了对特定网络中所有系统资源和数据的访问，从而确保网络安全。
软件开发人员和工程师使用沙箱来测试他们的新代码，而网络安全专业人员则利用它来检测恶意代码。此外，您还可以使用它来安全地运行恶意代码，防止主机设备受到损害。这正是它如何通过增加保护层来抵御零日攻击和数据盗窃等安全风险的方式。
沙箱环境与开发者环境
以下几点阐述了沙箱环境与开发者环境之间的差异：
#1. 软件开发人员和工程师使用开发环境。这是软件开发活动的主要场所。它用于测试、验证和分析应用程序或系统的实际代码，以便进行必要的修改。
另一方面，沙箱环境采用的代码不属于用户访问的实时应用程序或系统。
#2. 开发环境并非旨在测试或部署代码，因为如果出现任何错误，可能会导致整个系统、主机设备或数据崩溃。这不仅会给商业信息带来风险，还会给正在使用它的客户带来风险。
相比之下，沙箱环境允许开发人员测试、可视化、分析和验证可能存在风险的代码。在此，您正在测试新代码。因此，即使在发生技术故障、安全威胁或中断后，主机设备或数据仍然是安全的。
#3. 开发环境可能无法精确复制真实的用户环境，因为它并非为此目的而设计的。此外，非开发人员在执行试验部署或测试代码时使用开发环境可能会面临挑战。
然而，沙箱环境的构建是为了准确地模拟真实的部署条件。因此，您可以毫无顾虑地测试代码，不必担心性能问题或安全风险。
沙箱环境如何工作？
许多人会将软件开发中的沙箱与游戏中的沙箱混淆。在应用程序或软件开发中，沙箱是指用于各种目的的测试服务器或开发服务器，例如测试补丁、构建新功能、检测漏洞、识别和消除错误等。
传统的安全方法是被动的，使用基于特征码的检测，它会查找在已知恶意软件实例中发现的模式。即使使用人工智能 (AI) 或机器学习 (ML)，仍然需要一个先进的系统来检测未知威胁并补充这些解决方案，因为它们只能识别已知的威胁。
沙箱增加了一层安全性。它们可以通过在隔离、安全的环境中执行代码来分析其行为，从而主动检测恶意软件和威胁。
沙箱环境的设计理念是，它们可以在类似于用户操作的条件下测试新功能和代码，而不会对运行它的系统造成影响。通常，沙箱软件的源代码在隔离之前不会进行测试，以避免出现意外行为。
沙箱环境如何工作？
沙箱环境可以精确模拟真实的生产环境条件，以便测试新功能。因此，第三方软件开发人员可以针对来自此沙箱的给定 Web 服务测试和验证他们的程序。
与实际环境隔离，可防止不安全的程序对系统或数据造成损害。这样，您就可以快速安全地分析代码，而不会对主机设备或操作系统造成影响。
无论您是使用沙箱来确保安全还是测试代码，它都具有一些标准功能，例如：
- 虚拟化环境：沙箱在虚拟设备上运行，无需访问主机设备上保存的任何物理资源。它只能访问虚拟硬件。
- 模拟实际系统：沙箱环境的外观和感觉就像实际的移动设备或计算机。为此，您要测试的软件和要分析的代码应该访问相同的资源，例如存储和内存。
- 模拟目标操作系统：被测应用程序必须使用虚拟设备访问操作系统。沙箱也与其物理硬件隔离，但可以访问已安装的操作系统。
使用沙箱，您可以分析用户与软件的交互，以及它在真实环境中是否一致。您还可以查看系统设置以查找典型的虚拟机配置。此外，安全专业人员创建漏洞利用程序并针对沙箱分析其行为并改进其响应。
此外，沙箱对于同时运行多个软件程序的环境也是有益的。对于后续的测试会话，您可以轻松地重新格式化沙箱环境。
不同的沙箱技术
以下是为软件开发创建沙箱环境的四种主要方法：
#1 虚拟机 (VM)
虚拟机可以创建一个完整的操作系统，它可以直接在主机硬件或主机操作系统上运行。这提供了更高的隔离级别，环境的外观和感觉就像安装在设备上的常规操作系统。
您可以轻松地创建一个 VM 映像，其中包含您正在测试的应用程序及其依赖项。但是，VM 需要大量的启动时间，并且需要大量的系统资源并需要时间来启动，这对于快速测试环境来说并不理想。
因此，大型企业可以使用 Microsoft Hyper-V 等领先的虚拟化提供商， 思杰，以及 VMware 等。规模较小的企业可以使用轻量级虚拟化软件，如 Solarwinds Virtualization Manager， 甲骨文虚拟机，等等。
#2 沙箱程序
沙箱程序
使用沙箱程序是创建沙箱环境最简单、最快捷的方法之一。您可以使用沙箱程序，例如 Sandboxie，SHADE，BitBox 等。所有这些都易于使用，并且可以在沙箱环境中高效地运行任何程序。此外，这些软件程序还使您能够在同一系统上同时处理多个沙箱。
#3 容器
容器存储应用程序的组件、文件、配置以及在隔离环境中运行所需的其他基本信息。就其用途而言，容器是一个沙箱。但是，如果您想要一个纯粹隔离的环境，必须正确配置它。存在许多容器逃逸的案例，这些案例允许访问您的操作系统和其他容器。
您可以使用容器，例如 Docker 在软件开发中。
#4 内置操作系统沙箱
某些操作系统（例如 Windows 10）内置了 Windows 沙箱，这是一个使用 Windows Container 技术的沙箱环境。它提供了一个干净的操作系统来安装您要测试的应用程序。在系统资源方面，它也属于轻量级的。
类似地， 苹果沙箱 是另一个基于 TrustedBSD API 的内置操作系统沙箱。如果您使用的是 Linux 操作系统，可以使用 seccomp-BPF，一个用于隔离 Linux 进程和其他进程的内核扩展。
使用沙箱环境的好处
使用沙箱环境来验证代码具有以下几个好处：
沙箱的安全性
- 免受威胁：沙箱提供的最显著的优势是它可以保护您的操作系统和主机设备免受潜在威胁。如果您正在与新的软件供应商打交道，或者对软件的来源不确定，那么在上线之前测试新的应用程序和软件系统就显得尤为重要。此时，您可以在实施之前简单地测试所有可能存在风险的新软件。
- 简化流程：创建和部署沙箱环境并不困难，即使是大规模部署也是如此。因此，您可以快速测试特定的软件版本、部署新代码等等。
- 高级网络：借助知名的沙箱提供商，您可以访问高级网络和复杂的拓扑功能，而无需重新构建所有内容。
- 具有成本效益：建立和维护自己的开发实验室是一项昂贵的任务。从采购和人员配备到实验室维护，您都需要在每一步投入大量资金。相比之下，您可以使用云沙箱解决方案轻松创建沙箱环境，同时只需要为您使用的确切服务付费。
- 改善协作：有效的协作对于团队的蓬勃发展和更快地实现目标至关重要。沙箱可以帮助您快速收集公司内不同部门的反馈，因为任何拥有适当权限的人都可以访问它们。
沙箱环境的应用
沙箱可以应用于软件开发的不同阶段，从测试和质量保证到支持和运营。它的目的不仅仅是一个开发测试工具。沙箱的一些应用包括：
#1 软件开发
您可以通过更快的反馈周期来提高开发人员的生产力。但是，如果他们花费大量时间在系统上进行本地编码，并在远程开发环境中等待构建服务器完成产品创建，那么这将是一个漫长而耗时的过程。
相反，您可以使用沙箱环境授权他们直接在本地设备上构建和测试他们的代码。本地沙箱可能具有完整的工作环境，包括数据库等集成组件。
#2 安全性
沙箱技术可以帮助您检测可疑文件和恶意代码。通过在您的网络上托管可以模拟真实条件的隔离环境，您可以分析软件在受到攻击时的行为。这将帮助您规划安全策略，并保护您的其他文件和数据免受攻击。由于您是在隔离空间中运行代码，因此不会对外部资源造成影响。
#3 质量保证
软件开发涉及重复测试和改进。您不能期望应用程序始终以最佳状态运行，或者始终没有漏洞。如果您的软件存在这些问题，它可能会受到影响，而用户最终会感受到这一点。因此，您需要引入新的补丁和更新，以使其保持最佳性能并保证安全。
沙箱环境可以快速测试和优化软件，从而帮助您轻松地完成这些任务。
#4 虚拟 POC 和演示
虚拟概念验证 (POC) 和销售演示可能包括不同类型的多媒体，如视频、图像等。通过沙箱，您可以与现有客户和潜在客户进行互动。这样，他们就可以更容易地根据自己的喜好和位置测试您提供的软件。
#5 项目整合
如果要集成多个项目构建或分段，它可能会变得复杂。在这种情况下，您可以使用沙箱快速检查软件的兼容性，并检查软件是否处于正确的开发轨道上。
#6 营销
您可以在营销活动中使用沙箱来向客户和潜在客户展示产品的特性和功能。除了使用虚拟 POC 或销售演示外，您还可以使用沙箱程序让他们以更互动的方式测试产品。
它还可以帮助您的客户在完全实施新功能之前查看虚拟功能，从而允许根据他们的要求进行定制。
#7 销售
如果您能正确使用沙箱，它可以成为一个强大的销售工具。沙箱环境可以为用户提供产品的实际操作体验。这样，他们就可以在自己喜欢的时间和地点探索产品的不同特性，并测试集成和功能。
沙箱的其他应用还包括：
- Web 浏览器：您可以在沙箱环境中运行可信赖的 Web 浏览器。因此，如果检测到网站利用了 Web 浏览器中的漏洞，您可以限制该沙箱的破坏。
- 软件保护：某些工具可以帮助您在沙箱中运行尚未完全信任的应用程序。这样，该软件被限制损害您的设备或访问私人数据。对软件而言，沙箱将表现为一个完整的系统，它无法识别自己身处一个隔离的环境中。
- 安全研究：安全专业人员广泛使用沙箱来识别恶意代码和进行研究。例如，IT 安全工具可以监控网站以检查修改过的文件。用户甚至可以使用 Windows Defender 在沙箱环境中运行他们的防病毒软件。
结论
创建沙箱环境是在隔离环境中测试代码并分析其行为的绝佳策略。它将帮助您了解代码的性能以及如何改进它，并保护您的主机设备和数据免受潜在威胁。