Sandboxing ist eine sichere und wirksame Methode, um Ihre Software zu überprüfen, ihre Funktionalität zu untersuchen und Ihr Netzwerk sowie Ihre Daten vor Gefahren zu schützen.
Es fungiert als zusätzliche Sicherheitsebene, die es Ihnen ermöglicht, Ihren Code gefahrlos zu testen, ohne sich um Online-Risiken sorgen zu müssen.
Allerdings besteht die Gefahr, dass Sie Ihren Quellcode und Ihre Daten preisgeben, wenn alle Testläufe und Validierungen in der eigentlichen Entwicklungsumgebung stattfinden.
Sollte ein Angreifer eine Sicherheitslücke im System entdecken, auf dem Sie die Tests durchführen, könnte dieser einen umfassenden Angriff starten.
Dies könnte dazu führen, dass Sie wichtige Geschäftsinformationen verlieren und das Vertrauen der Benutzer in Ihre Software beeinträchtigen.
Sandboxing ist eine hervorragende Methode, um dieses Risiko zu eliminieren.
Wie genau?
In diesem Beitrag werde ich auf Sandbox-Umgebungen und deren Bedeutung in Entwicklung, Sicherheit und anderen Bereichen eingehen.
Bleiben Sie dran!
Was ist eine Sandbox-Umgebung?
Eine Sandbox-Umgebung ist eine abgeschottete, sichere Zone, die eine Nachbildung der Benutzerumgebung darstellt. Sie ermöglicht das Ausführen, Validieren und Analysieren von Code, ohne die eigentliche Plattform oder das System zu gefährden.
Der Begriff „Sandbox“ ist abgeleitet von den Spielsandkästen für Kinder. Diese abgegrenzten Bereiche sind zum Experimentieren und Spielen gedacht. In einem solchen geschützten Rahmen kann man ungestört Sandburgen bauen, ohne ein Chaos zu verursachen.
In der Softwareentwicklung und der Cybersicherheit meint „Sandbox“ einen geschützten Testbereich. Hier können Sie verschiedene Variablen schnell und sicher ausprobieren, um zu beobachten, wie Ihr Programm funktioniert. Der Bereich ist sicher konzipiert, sodass Ihre Maschine oder Ihre Daten nicht beschädigt werden können, falls etwas schiefgeht. Diese Art von Umgebung dient dazu, zu verhindern, dass Bedrohungen in Ihr Netzwerk gelangen und wird zur Untersuchung von nicht vertrauenswürdigem oder ungetestetem Code genutzt.
Eine solche Testumgebung isoliert ungetesteten Code von Ihrer Produktionsumgebung. Durch die Einrichtung einer Sandbox-Umgebung wird der Zugriff auf alle Systemressourcen und Daten innerhalb eines bestimmten Netzwerks beschränkt, wodurch deren Sicherheit gewährleistet wird.
Softwareentwickler und -ingenieure nutzen Sandboxing, um ihren neuen Code zu testen, während Cybersicherheitsexperten es zur Identifizierung von schädlichem Code einsetzen. Darüber hinaus können Sie damit bösartigen Code sicher ausführen, ohne das Hostgerät zu schädigen. Auf diese Weise bildet es eine zusätzliche Schutzschicht gegen Sicherheitsrisiken wie Zero-Day-Angriffe oder Datendiebstahl.
Sandbox-Umgebung vs. Entwicklungsumgebung
Im Folgenden werden einige wichtige Unterschiede zwischen einer Sandbox-Umgebung und einer typischen Entwicklungsumgebung erläutert:
#1. Die Entwicklungsumgebung wird von Softwareentwicklern und -ingenieuren genutzt. Hier finden die meisten Entwicklungsaktivitäten statt. Sie dient dem Testen, Validieren und Analysieren des eigentlichen Codes einer Anwendung oder eines Systems, damit entsprechende Anpassungen vorgenommen werden können.
Eine Sandbox-Umgebung hingegen verwendet Code, der nicht zu laufenden Anwendungen oder Systemen gehört, auf die Benutzer zugreifen.
#2. Die Entwicklungsumgebung ist nicht ideal, um Ihren Code zu testen oder zu implementieren, da sie das gesamte System, das Hostgerät oder die Daten beschädigen kann, falls etwas schiefgeht. Das gefährdet nicht nur Unternehmensdaten, sondern auch die Kunden, die das System bereits nutzen.
Eine Sandbox-Umgebung hingegen ermöglicht es Entwicklern, potenziell unsicheren Code zu testen, zu visualisieren, zu analysieren und zu validieren. Hier wird neuer Code getestet. Daher bleiben das Hostgerät und die Daten auch bei einem technischen Fehler, einer Sicherheitsbedrohung oder einer Störung geschützt.
#3. Die Entwicklungsumgebung kann reale Benutzerumgebungen nicht genau abbilden, da sie nicht für diesen Zweck entwickelt wurde. Außerdem ist die Bedienung für Nicht-Entwickler oft schwierig, wenn es um Tests oder die Analyse von Code geht.
Eine Sandbox-Umgebung ist so konzipiert, dass sie die realen Einsatzbedingungen präzise nachbildet. So können Sie Ihren Code ohne Bedenken, Leistungsprobleme oder Sicherheitsrisiken testen.
Wie funktioniert eine Sandbox-Umgebung?
Häufig werden Sandboxing in der Softwareentwicklung und Sandboxes im Gaming verwechselt. In der Anwendungs- oder Softwareentwicklung bezieht sich Sandbox auf einen Testserver oder einen Entwicklungsserver. Diese werden zu diversen Zwecken verwendet, wie z.B. dem Testen von Patches, der Entwicklung neuer Funktionen, der Identifizierung von Schwachstellen und der Behebung von Fehlern.
Herkömmliche Sicherheitsmethoden sind reaktiv und verwenden eine signaturbasierte Erkennung, die nach Mustern sucht, die in bekannter Malware identifiziert wurden. Selbst wenn künstliche Intelligenz (KI) oder maschinelles Lernen (ML) zum Einsatz kommen, benötigen Sie dennoch ein erweitertes System, um unbekannte Bedrohungen zu identifizieren, da diese Systeme nur bekannte Bedrohungen erkennen.
Sandboxes stellen eine zusätzliche Sicherheitsschicht dar. Sie können Malware und Bedrohungen proaktiv erkennen, indem sie Code in einer isolierten, sicheren Umgebung ausführen, um sein Verhalten zu analysieren.
Der Grundgedanke bei der Entwicklung von Sandbox-Umgebungen ist, dass neue Funktionen und Code unter nutzerähnlichen Bedingungen getestet werden können, ohne das eigentliche System zu beeinträchtigen. In der Regel wird der Quellcode vor der Isolierung nicht getestet, um unerwartetes Verhalten zu vermeiden.
Sandbox-Umgebungen können die Bedingungen der Echtzeit-Produktionsumgebung genau simulieren, um neue Funktionen zu testen. Dadurch können Drittanbieter von Software ihre Programme mit einem bestimmten Webdienst in dieser Sandbox testen und validieren.
Sie ist von der eigentlichen Umgebung abgetrennt, um zu vermeiden, dass unsichere Programme das System oder die Daten beschädigen. Dies erlaubt Ihnen, Ihren Code schnell und sicher zu analysieren, ohne das Hostgerät oder das Betriebssystem zu gefährden.
Unabhängig davon, ob Sie eine Sandbox für die Sicherheit oder zum Testen Ihres Codes verwenden, verfügt sie über einige Standardmerkmale:
- Virtualisierte Umgebung: Sandboxing wird auf einem virtuellen Gerät ohne Zugriff auf physische Ressourcen des Hostgeräts ausgeführt. Es kann lediglich auf virtuelle Hardware zugreifen.
- Emuliert ein echtes System: Die Sandbox-Umgebung ist so aufgebaut, dass sie wie ein echtes mobiles Gerät oder ein Computer aussieht und sich so anfühlt. Die zu testende Software und der zu analysierende Code sollten auf dieselben Ressourcen wie Speicher und Arbeitsspeicher zugreifen.
- Emuliert das Zielbetriebssystem: Die zu testende Anwendung muss über ein virtuelles Gerät auf das Betriebssystem zugreifen. Die Sandbox ist auch von ihrer physischen Hardware isoliert, kann jedoch auf das installierte Betriebssystem zugreifen.
Mithilfe des Sandboxing können Sie die Interaktion von Benutzern mit der Software analysieren und feststellen, ob sie unter realen Bedingungen stabil ist oder nicht. Zudem können Sie die Systemeinstellungen einsehen, um typische Konfigurationen virtueller Maschinen zu identifizieren. Des Weiteren erstellen Sicherheitsexperten Exploits und zielen auf die Sandbox ab, um ihr Verhalten zu analysieren und die Reaktion zu optimieren.
Sandboxing ist auch für Umgebungen von Vorteil, in denen mehrere Softwareprogramme gleichzeitig ausgeführt werden. Zudem kann eine Sandbox-Umgebung für nachfolgende Testsitzungen problemlos neu formatiert werden.
Verschiedene Sandboxing-Techniken
Hier sind die vier Hauptmethoden zur Einrichtung einer Sandbox-Umgebung für die Softwareentwicklung:
#1 Virtuelle Maschine (VM)
Eine virtuelle Maschine kann ein komplettes Betriebssystem emulieren, das direkt auf der Hardware des Hostsystems oder über das Betriebssystem des Hosts laufen kann. Dies bietet ein hohes Maß an Isolation mit einer Umgebung, die wie ein normales Betriebssystem auf einem Gerät wirkt.
Sie können ganz einfach ein VM-Image erstellen, das Ihre zu testende Anwendung mit ihren Abhängigkeiten enthält. VMs benötigen allerdings viel Zeit zum Hochfahren und beanspruchen viele Systemressourcen, was für schnelle Testumgebungen nicht ideal ist.
Daher können große Unternehmen auf führende Virtualisierungsanbieter wie Microsoft Hyper-V, Citrix oder VMware setzen. Kleinere Unternehmen können auf einfachere Virtualisierungssoftware wie Solarwinds Virtualization Manager oder Oracle VirtualBox zurückgreifen.
#2 Sandbox-Programme
Die Nutzung von Sandbox-Programmen ist eine der einfachsten und schnellsten Methoden, um eine Sandbox-Umgebung einzurichten. Sie können Programme wie Sandboxie, SHADE oder BitBox verwenden. Diese sind einfach zu bedienen und ermöglichen die effiziente Ausführung jedes Programms in einer Sandbox-Umgebung. Darüber hinaus können Sie mit dieser Software auch mehrere Sandboxes gleichzeitig auf demselben System verwalten.
#3 Container
Container beinhalten die Komponenten, Dateien, Konfigurationen und andere wesentliche Elemente einer Anwendung, die für die Ausführung in einer isolierten Umgebung erforderlich sind. Ein Container kann als eine Art Sandbox betrachtet werden. Wenn Sie jedoch eine völlig isolierte Umgebung benötigen, müssen Sie die Einstellungen entsprechend konfigurieren. Es gibt einige Fälle, in denen Container „ausbrechen“ und den Zugriff auf Ihr Betriebssystem und andere Container ermöglichen.
Sie können Container wie Docker in der Softwareentwicklung einsetzen.
#4 Integrierte Betriebssystem-Sandboxes
Einige Betriebssysteme, wie z.B. Windows 10, verfügen über eine integrierte Windows-Sandbox, eine Sandbox-Umgebung, die die Container-Technologie von Windows nutzt. Diese bietet ein sauberes Betriebssystem zur Installation der zu testenden Anwendungen und ist ressourcenschonend.
Ähnlich dazu ist die Apple-Sandbox eine weitere integrierte Betriebssystem-Sandbox, die auf der TrustedBSD-API basiert. Wenn Sie ein Linux-Betriebssystem verwenden, können Sie seccomp-BPF nutzen, eine Kernel-Erweiterung zur Isolierung von Linux-Prozessen von anderen Prozessen.
Vorteile der Verwendung einer Sandbox-Umgebung
Die Nutzung einer Sandbox-Umgebung zur Validierung Ihres Codes bringt viele Vorteile mit sich:
- Schutz vor Bedrohungen: Der wichtigste Vorteil von Sandboxing ist der Schutz Ihres Betriebssystems und der Hostgeräte vor möglichen Bedrohungen. Das Testen neuer Anwendungen und Softwaresysteme wird besonders wichtig, wenn Sie mit neuen Softwareanbietern arbeiten oder unsicher bezüglich der Quelle einer Software sind. In solchen Fällen können Sie jede neue Software vor der Implementierung auf Risiken testen.
- Vereinfacht den Prozess: Die Erstellung und Bereitstellung einer Sandbox-Umgebung ist einfach, selbst in großem Umfang. So können Sie bestimmte Softwareversionen schnell testen, neuen Code bereitstellen und vieles mehr.
- Erweitertes Networking: Mit einem etablierten Sandbox-Anbieter erhalten Sie Zugang zu erweiterten Netzwerkfunktionen und komplexen Topologien, ohne alles neu aufbauen zu müssen.
- Kosteneffizient: Der Aufbau und die Instandhaltung eines eigenen Entwicklungslabors sind mit erheblichen Kosten verbunden. Sie müssen Ausgaben in allen Bereichen tätigen, von der Anschaffung über die Personalkosten bis zur Wartung des Labors. Stattdessen können Sie eine Cloud-basierte Sandboxing-Lösung nutzen, um Ihre Sandbox-Umgebungen einfach zu erstellen, und bezahlen nur für die tatsächlich genutzten Dienste.
- Verbesserte Zusammenarbeit: Eine effektive Zusammenarbeit ist wichtig, damit Teams erfolgreich sind und ihre Ziele schneller erreichen. Mit Sandboxes können Sie schnell Feedback aus verschiedenen Abteilungen Ihres Unternehmens einholen, da alle mit der entsprechenden Berechtigung Zugriff haben.
Anwendungen von Sandbox-Umgebungen
Sandboxes können in verschiedenen Phasen der Softwareentwicklung eingesetzt werden, von Tests und Qualitätssicherung bis hin zu Support und Betrieb. Ihr Nutzen geht über ein reines Testwerkzeug für die Entwicklung hinaus. Einige Einsatzbereiche für Sandboxing sind:
#1 Softwareentwicklung
Ein schnellerer Feedback-Zyklus führt zu einer höheren Produktivität der Entwickler. Wenn diese jedoch viel Zeit damit verbringen, lokal auf ihrem System zu programmieren und auf einem Build-Server in einer Remote-Entwicklungsumgebung warten müssen, wird der Prozess langwierig und zeitaufwändig.
Mit einer Sandbox-Umgebung können Sie ihnen stattdessen ermöglichen, ihren Code direkt auf ihrem lokalen Gerät zu erstellen und zu testen. Eine lokale Sandbox kann eine vollständige Arbeitsumgebung mit integrierten Komponenten wie Datenbanken umfassen.
#2 Sicherheit
Die Sandbox-Technik hilft Ihnen bei der Erkennung verdächtiger Dateien und bösartigem Code. Mit einer isolierten Umgebung in Ihrem Netzwerk, die reale Bedingungen simulieren kann, können Sie das Verhalten von Software bei einem Angriff analysieren. Dies hilft Ihnen bei der Planung der Sicherheit und dem Schutz Ihrer anderen Dateien und Daten vor dem Angriff. Da der Code in einem isolierten Bereich ausgeführt wird, wird nichts außerhalb beeinträchtigt.
#3 Qualitätssicherung
Softwareentwicklung umfasst wiederholte Tests und Verbesserungen. Sie können nicht davon ausgehen, dass Ihre Anwendung immer optimal funktioniert oder immer frei von Schwachstellen ist. Wenn Ihre Software solche Probleme aufweist, kann dies die Software beeinträchtigen, und die Benutzer würden dies letztlich erfahren. Daher müssen Sie neue Patches und Updates einführen, um die Leistung konstant zu halten und die Sicherheit zu gewährleisten.
Eine Sandbox-Umgebung kann Ihnen dabei helfen, Software schnell zu testen und zu optimieren.
#4 Virtuelle POCs und Demos
Virtuelle Proof of Concepts (POCs) und Verkaufsdemos können verschiedene Arten von Multimedia wie Videos, Bilder usw. enthalten. Sandboxing ermöglicht es Ihnen, Ihre Bestandskunden und potenzielle Neukunden interaktiv einzubinden. Dies erleichtert ihnen das Testen der von Ihnen vorgestellten Software, zugeschnitten auf ihre Präferenzen und ihren Standort.
#5 Projektintegration
Wenn Sie mehrere Projekt-Builds oder -Segmente integrieren müssen, kann dies komplex werden. In diesem Fall können Sie eine Sandbox nutzen, um schnell die Softwarekompatibilität zu prüfen und sicherzustellen, dass sich die Software auf dem richtigen Entwicklungspfad befindet.
#6 Marketing
Sie können Sandboxing in Ihren Marketingbemühungen einsetzen, um Ihren Kunden und Interessenten die Merkmale und Funktionen eines Produkts zu demonstrieren. Anstelle von virtuellen POCs oder Verkaufsdemos können Sie ein Sandbox-Programm verwenden, damit diese das Produkt interaktiver testen können.
Das gibt Ihren Kunden auch die Möglichkeit, Dummy-Funktionen zu testen, bevor sie die neue Funktionalität vollständig implementieren, was eine Anpassung an ihre spezifischen Anforderungen ermöglicht.
#7 Vertrieb
Wenn Sie eine Sandbox richtig einsetzen, kann sie sich als ein mächtiges Vertriebsinstrument erweisen. Eine Sandbox-Umgebung kann Benutzern eine praktische Erfahrung mit dem Produkt bieten. So können sie die verschiedenen Funktionen erkunden und Integrationen sowie Features zum gewünschten Zeitpunkt und Ort testen.
Weitere Anwendungen von Sandboxing sind:
- Webbrowser: Sie können einen sicheren Webbrowser in einer Sandbox-Umgebung ausführen. Wenn er also auf eine Webseite stößt, die eine Schwachstelle im Browser ausnutzt, kann der Schaden auf diese Sandbox beschränkt werden.
- Softwareschutz: Einige Tools unterstützen Sie dabei, eine Anwendung, der Sie noch nicht vollständig vertrauen, in einer Sandbox auszuführen. Dadurch wird verhindert, dass die Software Ihr Gerät beschädigt oder auf private Daten zugreift. Für die Software erscheint eine Sandbox als ein vollständiges System, und sie kann nicht erkennen, dass sie sich in einer isolierten Umgebung befindet.
- Sicherheitsforschung: Sicherheitsexperten nutzen häufig Sandboxes zur Identifizierung von bösartigem Code und zu Forschungszwecken. Ein IT-Sicherheitstool kann beispielsweise Webseiten überwachen, um modifizierte Dateien zu inspizieren. Nutzer können sogar Windows Defender verwenden, um ihre Antivirensoftware in einer Sandbox-Umgebung auszuführen.
Fazit
Die Erstellung einer Sandbox-Umgebung ist eine ausgezeichnete Strategie, um Ihren Code in einer isolierten Umgebung zu testen und sein Verhalten zu analysieren. Es unterstützt Sie dabei, die Leistung Ihres Codes zu verstehen und zu verbessern sowie Ihre Hostgeräte und Daten vor möglichen Bedrohungen zu schützen.