Was ist eine Sandbox-Umgebung?

Sandboxing ist eine sichere und effektive Methode, um Ihren Code zu validieren, seine Funktionsweise zu analysieren und Ihr Netzwerk und Ihre Daten vor Bedrohungen zu schützen.

Sie bietet eine zusätzliche Schutzschicht, mit der Sie Ihren Code sicher testen können, ohne sich Gedanken über Online-Risiken machen zu müssen.

Sie riskieren jedoch, Ihren Quellcode und Ihre Daten preiszugeben, wenn Sie alle Tests und Validierungen in der Entwicklerumgebung durchführen.

Und wenn ein Angreifer eine Schwachstelle in dem physischen System findet, in dem Sie den Test durchführen, kann er einen vollwertigen Angriff ausführen.

Infolgedessen können Sie Ihre kritischen Geschäftsdaten und das Vertrauen der Benutzer in die Verwendung der Software verlieren.

Sandboxing ist eine hervorragende Möglichkeit, dieses Risiko auszuschalten.

Aber wie?

In diesem Artikel werde ich über Sandbox-Umgebungen und ihre Bedeutung für Entwicklung, Sicherheit und andere Bereiche sprechen.

Bleiben Sie dran!

Was ist eine Sandbox-Umgebung?

Eine Sandbox-Umgebung ist eine isolierte, sichere Umgebung, die als Replikat der Betriebsumgebung des Benutzers fungiert, um Code auszuführen, zu validieren und zu visualisieren, ohne die Plattform oder das System, auf dem er ausgeführt wird, zu beeinträchtigen.

Der Name "Sandbox" stammt von den Sandkästen der Kinder, den sogenannten Sandkästen, den Bereichen, in denen sie experimentieren und spielen können. Sie können Sandburgen in einer isolierten oder abgeschlossenen Umgebung bauen, um ein Durcheinander zu vermeiden.

In der Softwareentwicklung und der Cybersicherheit bezeichnet der Begriff "Sandkasten" einen isolierten Testbereich, in dem Sie schnell und sicher mit mehreren Variablen spielen können, um zu sehen, wie Ihr Programm funktioniert. Die Sandbox ist so konzipiert, dass nichts Ihren Rechner oder Ihre Daten beschädigen kann, wenn etwas schief geht. Sie kann das Eindringen von Bedrohungen in Ihr Netzwerk eindämmen und wird zur Überprüfung von nicht vertrauenswürdigem oder ungetestetem Code verwendet.

Diese Testumgebung trennt ungetesteten Code von Ihrer Produktionsumgebung. Die Einrichtung einer Sandbox-Umgebung schränkt den Zugriff auf alle Systemressourcen und Daten in einem bestimmten Netzwerk ein und sorgt so für dessen Sicherheit.

Softwareentwickler und -ingenieure nutzen Sandboxing, um ihren neuen Code zu testen, während Cybersecurity-Profis es nutzen, um bösartigen Code zu erkennen. Darüber hinaus können Sie damit auch bösartigen Code sicher ausführen und verhindern, dass das Host-Gerät beschädigt wird. Auf diese Weise bietet sie eine zusätzliche Schutzschicht gegen Sicherheitsrisiken wie Zero-Day-Angriffe, Datendiebstahl usw.

Sandbox-Umgebung vs. Entwicklerumgebung

Hier sind einige Punkte, die die Unterschiede zwischen einer Sandbox-Umgebung und einer Entwicklerumgebung erklären:

#1. Softwareentwickler und Ingenieure verwenden die Entwicklungsumgebung. In ihr finden die meisten Softwareentwicklungsaktivitäten statt. Sie wird verwendet, um den eigentlichen Code einer Anwendung oder eines Systems zu testen, zu validieren und zu analysieren, damit entsprechende Änderungen vorgenommen werden können.

Eine Sandbox-Umgebung hingegen nimmt Code auf, der nicht zu den Live-Anwendungen oder -Systemen gehört, auf die die Benutzer zugreifen.

#2. Die Entwicklerumgebung ist nicht dazu gedacht, Ihren Code zu testen oder zu implementieren, da sie das gesamte System, das Hostgerät oder die Daten zum Absturz bringen könnte, wenn etwas schief geht. Dies gefährdet nicht nur Geschäftsdaten, sondern auch Kunden, die das System bereits nutzen.

Im Gegensatz dazu ermöglicht eine Sandbox-Umgebung den Entwicklern das Testen, Visualisieren, Analysieren und Validieren von Code, der möglicherweise nicht real ist. Hier testen Sie einen neuen Code. Daher sind das Hostgerät oder die Daten auch nach einem Technologieausfall, einer Sicherheitsbedrohung oder einer Störung sicher.

#3. Die Entwicklerumgebung kann die realen Benutzerumgebungen nicht genau nachbilden, da sie nicht für diesen Zweck konzipiert ist. Außerdem können Entwicklerumgebungen für Nicht-Entwickler schwierig zu bedienen sein, wenn sie eine Testinstallation durchführen oder den Code testen.

Eine Sandbox-Umgebung ist jedoch so konzipiert, dass sie die realen Einsatzbedingungen genau nachbildet. Daher können Sie Ihren Code mühelos und ohne Sorgen, Leistungsprobleme oder Sicherheitsrisiken testen.

Wie funktioniert eine Sandbox-Umgebung?

Viele verwechseln Sandboxing in der Softwareentwicklung mit Sandboxen in Spielen. In der Anwendungs- oder Softwareentwicklung bezieht sich eine Sandbox auf einen Test- oder Entwicklungsserver, der für verschiedene Zwecke verwendet wird, z.B. zum Testen von Patches, zum Erstellen neuer Funktionen, zum Aufspüren von Schwachstellen, zum Identifizieren und Entfernen von Fehlern und vielem mehr.

Herkömmliche Sicherheitsmethoden sind reaktiv und verwenden eine signaturbasierte Erkennung, die nach Mustern sucht, die in bekannten Malware-Instanzen erkannt werden. Selbst wenn künstliche Intelligenz (KI) oder maschinelles Lernen (ML) eingesetzt wird, benötigen Sie ein fortschrittliches System, um unbekannte Bedrohungen zu erkennen und diese Lösungen zu ergänzen, da sie nur bekannte Bedrohungen identifizieren können.

Sandboxen bieten eine zusätzliche Sicherheitsebene. Sie können Malware und Bedrohungen proaktiv aufspüren, indem sie Code in einer isolierten, sicheren Umgebung ausführen, um dessen Verhalten zu analysieren.

Sandbox-Umgebungen sind so konzipiert, dass sie neue Funktionen und neuen Code unter benutzerähnlichen Bedingungen testen können, ohne das System zu beeinträchtigen, auf dem sie ausgeführt werden. Im Allgemeinen wird der Quellcode von Sandbox-Software vor der Isolierung nicht getestet, um unerwartetes Verhalten zu vermeiden.

Sandbox-Umgebungen können die Bedingungen der Produktionsumgebung in Echtzeit genau nachahmen, um neue Funktionalitäten zu testen. Daher können Softwareentwickler von Drittanbietern ihre Programme in dieser Sandbox mit einem bestimmten Webservice testen und validieren.

Sie ist von der eigentlichen Umgebung getrennt, um zu verhindern, dass unsichere Programme das System oder die Daten beschädigen. Auf diese Weise können Sie Ihren Code schnell und sicher analysieren, ohne das Hostgerät oder Betriebssystem zu gefährden.

Unabhängig davon, ob Sie eine Sandbox für die Sicherheit oder zum Testen Ihres Codes verwenden, verfügt sie über einige Standardfunktionen wie z.B.:

• Virtualisierte Umgebung: Sandboxing wird auf einem virtuelles Gerät durchgeführt, ohne Zugriff auf physische Ressourcen, die auf dem Host-Gerät gespeichert sind. Sie können nur auf virtuelle Hardware zugreifen.
• Emuliert ein tatsächliches System: Die Sandboxing-Umgebung ist so aufgebaut, dass sie wie ein echtes mobiles Gerät oder ein Computer aussieht und sich auch so anfühlt. Dazu sollten die Software, die Sie testen möchten, und der Code, den Sie analysieren möchten, 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 ebenfalls von der physischen Hardware isoliert, kann aber auf das installierte Betriebssystem zugreifen.

Mit Sandboxing können Sie die Benutzerinteraktion mit der Software analysieren und feststellen, ob sie unter realen Bedingungen konsistent ist oder nicht. Sie können auch die Systemeinstellungen einsehen, um typische Konfigurationen von virtuellen Maschinen zu finden. Darüber hinaus erstellen Sicherheitsexperten Exploits und zielen auf die Sandbox ab, um ihr Verhalten zu analysieren und ihre Reaktion zu verbessern.

Außerdem ist Sandboxing für Umgebungen mit mehreren gleichzeitig laufenden Softwareprogrammen von Vorteil. Für spätere Testsitzungen können Sie eine Sandbox-Umgebung einfach neu formatieren.

Verschiedene Sandboxing-Techniken

Hier sind die vier wichtigsten Methoden zur Erstellung einer Sandbox-Umgebung für die Softwareentwicklung:

#1 Virtuelle Maschine (VM)

Eine virtuelle Maschine kann ein komplettes Betriebssystem erstellen, das direkt auf der Hardware des Host-Rechners oder über das Betriebssystem des Host-Rechners ausgeführt werden kann. Dies bietet ein höheres Maß an Isolation mit einer Umgebung, die aussieht und sich anfühlt wie ein normales Betriebssystem, das auf einem Gerät installiert ist.

Sie können ganz einfach ein VM-Image erstellen, das Ihre zu testende Anwendung und deren Abhängigkeiten enthält. VMs benötigen jedoch viel Zeit zum Starten und benötigen viele Systemressourcen, was für schnelle Testumgebungen nicht ideal ist.

Daher können Großunternehmen führende Virtualisierungsanbieter wie Microsoft Hyper-V, Citrix, VMware usw. verwenden. Kleinere Unternehmen können leichtgewichtige Virtualisierungssoftware wie Solarwinds Virtualization Manager verwenden, Oracle VirtualBox und andere verwenden.

#2 Sandbox-Programm

Die Verwendung von Sandbox-Programmen ist eine der einfachsten und schnellsten Möglichkeiten, eine Sandbox-Umgebung zu schaffen. Sie können Sandbox-Programme wie Sandboxie, SHADE, BitBox, usw. verwenden. Sie sind alle einfach zu bedienen und können jedes Programm effizient in einer Sandbox-Umgebung ausführen. Darüber hinaus können Sie mit diesen Programmen auch mehrere Sandboxen gleichzeitig auf demselben System verwalten.

#3 Container

In Containern werden die Komponenten einer Anwendung, Dateien, die Konfiguration und andere wichtige Dinge gespeichert, die zur Ausführung in einer isolierten Umgebung erforderlich sind. Ein Container ist von seinem Zweck her eine Sandbox. Aber wenn Sie eine rein isolierte Umgebung wünschen, müssen Sie ihn richtig konfigurieren. Es gibt viele Beispiele für Container-Escapes, die den Zugriff auf Ihr Betriebssystem und andere Container ermöglichen.

Sie können Container wie Docker in der Softwareentwicklung verwenden.

#4 Eingebaute Betriebssystem-Sandboxen

Einige Betriebssysteme wie Windows 10 verfügen über eine eingebaute Windows-Sandkasten - eine Sandbox-Umgebung, die die Container-Technologie von Windows nutzt. Sie bietet ein sauberes Betriebssystem zur Installation der Anwendung, die Sie testen möchten. Sie ist außerdem sehr sparsam im Hinblick auf die Systemressourcen.

Auch die Apple Sandkasten ist eine integrierte Betriebssystem-Sandbox, die auf der TrustedBSD API basiert. Wenn Sie ein Linux-Betriebssystem verwenden, können Sie seccomp-BPF einsetzen, eine Kernel-Erweiterung zur Isolierung von Linux-Prozessen und von anderen Prozessen.

Vorteile der Verwendung einer Sandbox-Umgebung

Die Verwendung einer Sandbox-Umgebung zur Validierung Ihres Codes bringt mehrere Vorteile mit sich, wie z.B:

• Sicherheit vor Bedrohungen: Der wichtigste Vorteil von Sandboxing ist, dass es Ihr Betriebssystem und Ihre Host-Geräte vor potenziellen Bedrohungen schützen kann. Das Testen neuer Anwendungen und Softwaresysteme bietet sich an, wenn Sie mit neuen Softwareanbietern zu tun haben oder sich bei einer Softwarequelle unsicher sind. Zu diesem Zeitpunkt können Sie die neue Software, die Sie verwenden möchten, einfach auf Risiken testen, bevor Sie sie implementieren.

• Vereinfacht den Prozess: Das Erstellen und Bereitstellen einer Sandbox-Umgebung ist mühelos, selbst im großen Maßstab. So können Sie schnell bestimmte Softwareversionen testen, neuen Code bereitstellen und vieles mehr.

• Erweiterte Vernetzung: Mit einem renommierten Sandbox-Anbieter können Sie auf erweiterte Netzwerk- und komplexe Topologiefunktionen zugreifen, ohne alles neu zu archivieren.

• Kosteneffizient: Der Aufbau und die Pflege eines eigenen Entwicklungslabors ist eine kostspielige Angelegenheit. Sie müssen bei jedem Schritt beträchtliche Summen ausgeben, von der Anschaffung über die Personalausstattung bis hin zur Wartung des Labors. Stattdessen können Sie eine Cloud-Sandboxing-Lösung verwenden, um Ihre Sandbox-Umgebungen einfach zu erstellen und dabei nur für genau die Dienste zu bezahlen, die Sie nutzen.

• Verbesserte Zusammenarbeit: Eine effektive Zusammenarbeit ist für Teams unerlässlich, um erfolgreich zu sein und Ziele schneller zu erreichen. Mit Sandboxen können Sie schnell Feedback von verschiedenen Abteilungen in Ihrem Unternehmen einholen, da jeder, der die entsprechende Berechtigung hat, darauf zugreifen kann.

Anwendungen von Sandbox-Umgebungen

Sandboxen können in verschiedenen Phasen der Softwareentwicklung eingesetzt werden, von Tests und Qualitätssicherung bis hin zu Support und Betrieb. Ihr Zweck geht über ein reines Entwicklungstest-Tool hinaus. Einige der Anwendungen von Sandboxing sind:

#1 Software-Entwicklung

Mit einem schnelleren Feedback-Zyklus können Sie eine höhere Produktivität Ihrer Entwickler erreichen. Wenn sie jedoch viel Zeit damit verbringen, lokal auf ihrem System zu kodieren und auf einen Build-Server für die vollständige Produkterstellung in einer entfernten Entwicklungsumgebung zu warten, wird dies zu einem langwierigen, zeitraubenden Prozess.

Stattdessen können Sie ihnen eine Sandbox-Umgebung zur Verfügung stellen, in der sie ihren Code direkt auf ihrem lokalen Gerät erstellen und testen können. Eine lokale Sandbox kann eine vollständige Arbeitsumgebung mit integrierten Komponenten wie Datenbanken enthalten.

#2 Sicherheit

Die Sandbox-Technik hilft Ihnen, verdächtige Dateien und bösartigen Code zu erkennen. Mit einer isolierten Umgebung in Ihrem Netzwerk, die reale Bedingungen simulieren kann, können Sie das Verhalten der Software bei einem Angriff analysieren. Dies hilft Ihnen bei der Sicherheitsplanung und schützt Ihre anderen Dateien und Daten vor dem Angriff. Die äußeren Ressourcen werden nicht beeinträchtigt, da Sie den Code in einem isolierten Bereich ausführen.

#3 Qualitätssicherung

Die Entwicklung von Software erfordert wiederholte Tests und Verbesserungen. Sie können nicht erwarten, dass Ihre Anwendung jederzeit optimal funktioniert oder immer frei von Sicherheitslücken ist. Wenn Ihre Software diese Probleme hat, kann sie potenziell beeinträchtigt werden, und die Benutzer würden dies letztendlich spüren. Daher müssen Sie neue Patches und Updates einspielen, damit Ihre Anwendung stets optimal funktioniert und sicher bleibt.

Eine Sandbox-Umgebung kann Ihnen dabei helfen, denn sie ermöglicht es Ihnen, die 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. Mit Sandboxing können Sie Ihre bestehenden Kunden und potenziellen Kunden interaktiv einbinden. Auf diese Weise wird es für sie einfacher, die von Ihnen vorgestellte Software je nach Vorliebe und Standort zu testen.

#5 Projektintegration

Wenn Sie mehrere Projekt-Builds oder -Segmente integrieren müssen, kann dies sehr komplex werden. In diesem Fall können Sie eine Sandbox verwenden, um schnell die Kompatibilität der Software zu prüfen und festzustellen, ob die Software auf dem richtigen Entwicklungspfad ist.

#6 Marketing

Sie können Sandboxing im Rahmen Ihrer Marketingbemühungen einsetzen, um Ihren Kunden und Interessenten die Merkmale und Funktionen eines Produkts zu demonstrieren. Anstelle einer virtuellen POC- oder Verkaufsdemo können Sie ein Sandbox-Programm verwenden, mit dem Ihre Kunden das Produkt interaktiv testen können.

Es kann Ihren Kunden auch helfen, Dummy-Funktionen zu sehen, bevor die neue Funktionalität vollständig implementiert wird, so dass eine Anpassung an ihre Anforderungen möglich ist.

#7 Verkäufe

Wenn Sie eine Sandbox richtig einsetzen, kann sie sich als leistungsstarkes Verkaufsinstrument erweisen. In einer Sandbox-Umgebung können die Benutzer das Produkt in der Praxis ausprobieren. Auf diese Weise können sie die verschiedenen Funktionen des Produkts erkunden und Integrationen und Fähigkeiten zu einem Zeitpunkt und an einem Ort ihrer Wahl testen.

Einige weitere Anwendungen von Sandboxing sind:

• Webbrowser: Sie können einen zuverlässigen Webbrowser in einer Sandbox-Umgebung laufen lassen. Wenn auch eine Website entdeckt wird, die eine Sicherheitslücke im Webbrowser ausnutzt, können Sie den Schaden auf diese Sandbox beschränken.
• Software-Schutz: Einige Tools können Ihnen helfen, eine Anwendung, der Sie noch nicht ganz vertrauen, in einer Sandbox auszuführen. So wird die Software daran gehindert, Ihr Gerät zu beschädigen oder auf private Daten zuzugreifen. Für die Software erscheint eine Sandbox als komplettes System, und sie kann nicht erkennen, dass sie sich in einer isolierten Umgebung befindet.
• Sicherheitsforschung: Sicherheitsexperten nutzen Sandboxen häufig zur Identifizierung von bösartigem Code und zu Forschungszwecken. Ein IT-Sicherheitstool kann zum Beispiel Websites überwachen, um geänderte Dateien zu untersuchen. Benutzer können sogar Windows Defender verwenden, um ihre Antivirus-Software in einer Sandbox-Umgebung auszuführen.

Fazit

Die Einrichtung einer Sandbox-Umgebung ist eine hervorragende Strategie, um Ihren Code in einer isolierten Umgebung zu testen und sein Verhalten zu analysieren. Sie hilft Ihnen, die Leistung Ihres Codes zu verstehen und zu verbessern und Ihr Hostgerät und Ihre Daten vor Potenzielle Bedrohungen zu schützen.