ASP.NET Core中如何实现进程沙箱以限制用户提交C#代码的权限？

代码层API访问管控 #

由于.NET Core 不支持AppDomain与CAS机制，需要从编译、执行两个阶段做主动拦截：

• 编译期白名单校验
  基于Roslyn编译器API对用户提交的代码做语法树分析：
  1. 遍历所有语法节点，仅允许白名单内的命名空间、类型被调用，直接拦截System.IO、System.Diagnostics等危险命名空间的引用，粒度可细化到具体类与方法，避免用户调用进程启动、文件读写相关的API
  2. 自定义编译时的程序集引用列表，仅引入你允许的安全程序集（如System.Runtime、System.Linq等），完全移除System.IO.FileSystem、System.Diagnostics.Process等程序集的引用，用户代码调用未引用程序集的API会直接编译失败
  3. 额外禁止System.Reflection、System.Reflection.Emit等所有反射、动态代码生成相关的API，防止用户通过反射绕过直接引用限制
• 执行期隔离
  使用.NET Core 提供的AssemblyLoadContext(ALC)加载用户编译后的程序集：
  1. 每个用户代码对应一个独立的ALC，禁止该ALC加载非白名单的程序集
  2. 给用户代码执行设置严格的超时时间，超时后直接卸载整个ALC终止执行，避免长时间占用资源

容器层权限收窄 #

作为第二道防护，即使代码层限制被绕过，容器层也能拦截恶意操作：

• 硬资源限制
  给每个单次代码执行的容器配置严格的资源上限：CPU限制为0.1核及以下，内存限制为256M及以下，磁盘配额限制为100M及以下，进程数上限设置为2，从资源层面杜绝挖矿程序正常运行、大文件占满存储的风险
• 最小权限运行
  1. 容器使用非root用户启动，关闭所有不需要的Linux Capabilities，禁止特权模式运行，用户即使调用shutdown、进程启动相关命令也没有执行权限
  2. 将容器根文件系统设为只读，仅开放一个小容量的临时可写目录，禁止容器内部访问公网与宿主机网络，避免用户下载恶意程序、发起网络攻击
• 生命周期管控
  单次代码执行请求对应一个全新的临时容器，代码执行完成后立刻销毁容器，不做复用。设置容器最长存活时间为30秒，超时直接强制销毁，从根本上杜绝长时间运行的恶意进程。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Georgi Yankov