用RestrictedPython创建Python Sandbox
众所周知在Python下可以用eval和exec来执行任意的python表达式及脚本，但是，当运行的脚本来自于网络时这样做就会有安全风险，你总不想运行包含"import os; os.system('rm -rf /')"的脚本吧？对这类问题，通常的解决方法是为来自网络的脚本创建一个沙箱(Sandbox)，浏览器在执行来自网络的Java Applet时会创建一个权限较低的Sandbox，在其中运行的代码不能做任何威胁系统的操作，例如读取/写入本地文件，执行外部程序等。Python运行环境并不原生支持创建Sandbox，它不像java在执行危险操作会先进行权限检查，而RestrictedPython提供了一种可选的创建sandbox的方式。RestrictedPython原理
RestrictedPython的关键在于使用compile_restricted去编译Python代码，它和内置compile差不多也是将源代码编译成exec或eval可以直接运行的AST(语法抽象树)。和compile不一样的地方在于，compile_restricted悄悄地改变地生成的AST，它将读/写属性、访问/更新字典变成可以hook的函数调用。例如，它将x.foo变成_getattr_(x, 'foo')，将x.foo = 'bar'变成_write_(x).foo = 'bar'，将x['foo']变成_getitem_(x, 'foo')，x['foo'] = 'bar'变成_write_(x)['foo'] = 'bar'。通过提供你自己的_getattr_，_write_，_getitem_等函数，你可以控制运行脚本所能干的事情，即为脚本创建一个Sandbox。这种创建Sandobx方式有些类似于Java中的AspectJ，通过改变生成的java的字节码来增加类的行为。
1. 控制导入
要控制导入只需要定制__import__函数，这是python的机制，和RestrictedPython无关，如果你不需要复杂的控制，通过定制__import__，控制__builtins__导入的变量，并在globals中导入一些需要的变量或模块来实现。要实现不能导入os模块的效果，可以这样做：
src = '''import os'''_builtins = dict(__builtins__.__dict__)def _hook_import(name, *args, **kwargs): if name == 'os':# now allow to import os raise RuntimeError('cannot import os')# otherwise, use default __import__ return __import__(name, *args, **kwargs)# replace __import__ with our hook implementation_builtins['__import__'] = _hook_import_globals = { '__builtins__': _builtins,}# use builtin compile instead of compile_restrictedcode = compile(src, '<string>', 'exec')exec code in _globals
输出：
Traceback (most recent call last):File "sandbox.py", line 24, in <module> exec code in _globalsFile "<string>", line 2, in <module>File "sandbox.py", line 16, in _hook_import raise RuntimeError('cannot import os')RuntimeError: cannot import os
上面的代码并没有使用任何RestrictedPython相关的函数。通过在_hook_import直接抛出异常可以实现不允许导入任何模块的效果，或者更直接的方式，从__builtins__直接删除__import__。RestrictedPython提供了safe_builtins字典，它去除了任何可能导致安全问题的内置函数，比如open, getattr/setattr, __import__。
from RestrictedPython.Guards import safe_builtins_globals = dict(__builtins__=safe_builtins)src = '''open('/etc/passwd')'''code = compile(src, '<string>', 'exec')exec code in _globals
输出：
Traceback (most recent call last):File "sandbox.py", line 9, in <module> exec code in _globalsFile "<string>", line 1, in <module>NameError: name 'open' is not defined
2. 控制属性读取
控制属性读取需要定制_getattr_(或_getitem_)，它接受两个参数，第一个参数是要访问的对象，第二个参数是访问的属性名称(或索引值）。通过这个它我们可以实现让脚本只能读取某些对象的某些属性，需要注意方法调用也是属性访问，foo.bar()会变成_getattr(foo, 'bar')()。要不让脚本访问os的name属性及调用os.system()方法，可以这样做：
from RestrictedPython import compile_restricteddef _hook_getattr(obj, attr): import os if obj is os and attr in ('name', 'system'): raise RuntimeError('cannot invoke os.name or os.system') return getattr(obj, attr)src = '''import os#os.nameos.system('ls')'''code = compile_restricted(src, '<string>', 'exec')_globals = { '_getattr_': _hook_getattr,}exec code in _globals
输出：
Traceback (most recent call last):File "sandbox.py", line 19, in <module> exec code in _globalsFile "<string>", line 4, in <module>File "sandbox.py", line 7, in _hook_getattr raise RuntimeError('cannot invoke os.name or os.system')RuntimeError: cannot invoke os.name or os.system
定制_getitem_是类似的，不再赘述。
3. 控制属性写入
控制属性写入需要定制_write_方法，它接受单个对象，要允许对象写入任何属性，直接将原对象返回，要不允许写入任何属性（包括更新dict及list元素)，直接抛出异常，如果只允许部分属性写入，则需要返回修改后的对象，在设置它的属性时做检查。RestrictedPython提供full_write_guard，它不允许修改除了dict和list之外的任何对象。
from RestrictedPython import compile_restrictedfrom RestrictedPython.Guards import full_write_guardclass Person(object): name = 'marlon'src = '''d = { }d['foo'] = 'bar' # OKl = l = 'egg' # OKp = Person()p.name = 'john' # ERROR!'''code = compile_restricted(src, '<string>', 'exec')_globals = { 'Person': Person, '_write_': full_write_guard,}exec code in _globals
输出：
Traceback (most recent call last):File "sandbox.py", line 22, in <module> exec code in _globalsFile "<string>", line 7, in <module>File "xxx/RestrictedPython/Guards.py", line 101, in handler raise TypeError, error_msgTypeError: attribute-less object (assign or del)
要使得只是不能修改Person的属性，则可以这样：
from RestrictedPython import compile_restrictedclass Person(object): name = 'marlon'def _hook_write(obj): if not isinstance(obj, Person): return obj else: raise RuntimeError('cannot modify person object')src = '''p = Person()p.name = 'john' # ERROR!'''code = compile_restricted(src, '<string>', 'exec')_globals = { 'Person': Person, '_write_': _hook_write,}exec code in _globals
输出：
Traceback (most recent call last):File "sandbox.py", line 24, in <module> exec code in _globalsFile "<string>", line 3, in <module>File "sandbox.py", line 12, in _hook_write raise RuntimeError('cannot modify person object')RuntimeError: cannot modify person object
完。
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