سندباکس (Sandbox) چیست؟

سندباکس در حوزه کامپیوتر و امنیت سایبری، به یک محیط ایزوله و امن گفته می شود که برای اجرای، آزمایش، یا تحلیل برنامه ها، کدها، فایل ها، یا وب سایت ها طراحی شده است، بدون اینکه این فعالیت ها بر سیستم اصلی، داده های حساس، یا سایر بخش های شبکه تاثیر منفی بگذارند. این مفهوم از "جعبه شنی" کودکان گرفته شده است، جایی که کودکان می توانند در فضایی امن و محدود بازی کنند، بسازند، و خرابکاری کنند بدون اینکه به دنیای واقعی آسیب برسانند. سندباکس دیجیتال نیز همین کارکرد را دارد؛ فضایی امن برای آزمایش و تجربه بدون خطر. 

کاربرد سندباکس چیست؟

سندباکس کاربردهای بسیار گسترده ای دارد، که مهم ترین آن ها عبارتند از:

1. امنیت سایبری و تحلیل بدافزار:محققان امنیتی از سندباکس برای اجرای ایمن بدافزارها، ویروس ها، و کدهای مشکوک استفاده می کنند تا رفتار آن ها را مشاهده کرده، نحوه عملکردشان را درک کنند، و راه های مقابله با آن ها را بیابند، بدون اینکه سیستم اصلی یا شبکه آلوده شود. این ابزار برای شناسایی تهدیدات ناشناخته (Zero-day threats) بسیار موثر است.
   
2. توسعه و آزمایش نرم افزار:برنامه نویسان می توانند کدهای جدید، به روزرسانی ها، یا تغییرات نرم افزاری را در محیط سندباکس آزمایش کنند تا از صحت عملکرد آن ها مطمئن شوند و در صورت بروز مشکل، تاثیری بر محیط اصلی توسعه یا تولید نداشته باشد. این کار به اشکال زدایی (Debugging) و اطمینان از کیفیت کد قبل از انتشار کمک می کند.
   
3. مرور امن وب:برخی مرورگرها (مانند Chrome و Firefox) از مکانیزم سندباکس برای اجرای صفحات وب و اسکریپت ها استفاده می کنند. این کار باعث می شود که کدهای مخرب یک وب سایت نتوانند به سیستم کاربر دسترسی پیدا کنند یا اطلاعات حساس را سرقت کنند. کاربران همچنین می توانند برای باز کردن لینک ها یا فایل های مشکوک، از نرم افزارهای سندباکس استفاده کنند.
   
4. تست برنامه های ناشناخته:قبل از نصب هر نرم افزار جدید یا اجرای فایل های دانلود شده از منابع نامعتبر، می توان آن ها را در یک محیط سندباکس اجرا کرد تا از عدم وجود بدافزار یا مشکلات احتمالی اطمینان حاصل شود.
   
5. ایزوله سازی برنامه ها:سیستم عامل ها (مانند اندروید) و برخی نرم افزارها از سندباکس برای جدا کردن برنامه ها از یکدیگر و از سیستم عامل اصلی استفاده می کنند تا امنیت و پایداری را افزایش دهند.
   
6. محیط های آموزشی:دانشجویان و یادگیرندگان می توانند مفاهیم جدید برنامه نویسی یا کار با نرم افزارهای مختلف را در یک محیط امن تمرین کنند بدون ترس از آسیب رساندن به سیستم اصلی.
   

مزایای کلیدی استفاده از سندباکس:

• افزایش امنیت: جلوگیری از اجرای کدها و نرم افزارهای مخرب.
• ایجاد محیط آزمایش امن: امکان تست بدون خطر آسیب به سیستم اصلی.
• تحلیل رفتار برنامه ها: مشاهده و درک نحوه عملکرد نرم افزارها یا بدافزارها.
• جلوگیری از نشت اطلاعات: محافظت از داده های حساس.
• بهره وری در توسعه: تسریع فرآیند تست و اشکال زدایی.

سندباکس ها معمولا دسترسی برنامه ها به منابع سیستم مانند فایل ها، حافظه، شبکه، و سخت افزار را محدود می کنند و هرگونه تغییری که در سندباکس اعمال شود، پس از بستن آن از بین می رود.

انواع رایج sandbox و تفاوت ها

• Container‑based (سبک، سریع): Docker, Podman — برای ایزولاسیون فرایندها و فایل سیستم با overhead کم. مناسب توسعه و اجرای سرویس ها.
• MicroVM / Virtualization (قوی تر): Firecracker, QEMU/KVM, VirtualBox — جداسازی سطح بالاتر و امنیت بیشتر ولی با هزینه عملکردی.
• Kernel‑level sandboxing: seccomp, AppArmor, SELinux — اعمال سیاست های امنیتی در سطح کرنل.
• User‑space sandboxes: gVisor, Kata Containers — ترکیب مزایای کانتینر و VM برای ایزوله تر کردن runtime.
• Desktop/OS sandboxes: Windows Sandbox، macOS App Sandbox، Firejail (لینوکس) — برای اجرای برنامه های دسکتاپ یا مرورگرها به صورت ایزوله.
• Browser sandbox: هر تب مرورگر (Chrome/Chromium) در فرآیند ایزوله اجرا می شود تا وب محتوای مخرب را محدود کند.
• نوت بوک/تحقیق: JupyterHub با DockerSpawner/KubeSpawner برای اجرای نوت بوک در کانتینرهای ایزوله برای هر کاربر.

نمونه کاربردها

• اجرای اسکریپت پایتون نامطمئن از کاربران/کاربران مهمان.
• تست بدافزاری یا آنالیز باگ بدون آلوده کردن میزبان.
• اجرای مدل های LLM ثالث یا آزمایشی بدون اینکه مدل به منابع حساس دسترسی داشته باشد.
• فراهم سازی محیط توسعه موقتی (ephemeral dev environment) برای CI/CD یا کد REVIEW.
• اجرای نوت بوک ها روی سرور پژوهشی به صورت ایزوله برای هر پژوهشگر.

محدودیت ها و ریسک ها (مهم — هیچ sandboxی صددرصد نیست)

• احتمال وجود آسیب پذیری «escape» از sandbox که مهاجم را به میزبان می رساند.
• بعضی برنامه ها (خصوصا با دسترسی سخت افزاری) ممکن است نیازمند تنظیمات پیچیده باشند.
• هزینه عملکرد در روش های ایزولاسیون قوی تر (VM).
• تنظیمات نادرست می تواند امنیت را کمتر کند (مثلا mount کردن فول دیسک به صورت RW).

بهترین شیوه ها (best practices)

• اصل کمترین امتیاز (least privilege): فقط حداقل دسترسی ها را بدهید.
• جدا کردن شبکه: اگر لازم نیست، اتصال شبکه را قطع کنید یا strict firewall اعمال کنید.
• حذف secrets: هرگز کلیدها/توکن های واقعی را داخل محیط sandbox قرار ندهید.
• استفاده از images کوچک/پاک (minimal images) برای کاهش سطح حمله.
• محدودیت منابع و timeout برای جلوگیری از DoS داخلی.
• اسکن و بررسی image/container برای بدافزار و آسیب پذیری (Snyk, Trivy).
• لاگ گذاری و مانیتورینگ اجرای sandbox برای تشخیص رفتارهای مشکوک.
• استفاده از تکنولوژی هایی با ایزولاسیون قوی تر (gVisor/Kata/Firecracker) وقتی امنیت حیاتی است.
• تست دوره ای escape و audit کردن پالیسی ها.

انتخاب براساس نیاز شما (راهنمای سریع)

• اگر می خواهید صرفا اسکریپت های پایتون نامطمئن را اجرا کنید: کانتینر Docker با گزینه های محدود کننده + read‑only mounts + network none.
• اگر نیاز به امنیت بسیار بالا است (سرویس های پولی یا داده های حساس): microVM یا VM (Firecracker / KVM) و policy enforcement در سطح شبکه و کرنل.
• برای نوت بوک های تعاملی چندکاربره روی سرور: JupyterHub + DockerSpawner/KubeSpawner + quota.
• برای محیط توسعه موقت در CI: ephemeral containers (GitHub Actions runners یا GitLab CI) که پس از اجرا حذف می شوند.
• برای دسکتاپ/کاربر محلی: Firejail یا Windows Sandbox برای اجرای برنامه های مشکوک.