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Sandbox Zero-Trust Híbrido: Congelamiento de Prototipos V8

  • Estado: Aceptada
  • Responsables: Comité de Arquitectura del Protocolo, Equipo de Seguridad
  • Fecha: 2026-08-22
  • Referencia Técnica: Contención en Capa 2 y Cumplimiento PCI-DSS v4.0 Requisito 6

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Contexto y Definición del Problema

Cuando un agente inyecta lógica en un servidor remoto de LIOP, dicho código se ejecuta directamente en el nodo de origen junto a datos confidenciales. En entornos de ejecución Node.js (enclaves de SDK, pasarelas Edge y nodos multi-inquilino), la ejecución de código sin aislamiento presenta tres amenazas críticas:
  1. Contaminación de Prototipos (Prototype Pollution): Manipulación de Object.prototype que altera el comportamiento de hilos concurrentes en el pool de trabajadores.
  2. Fuga de Autoridad Ambiental: Acceso a recursos del sistema operativo mediante process.env, fs, fetch o child_process.
  3. Evasión de Sandbox (Sandbox Escape): Explotación de constructores reflejados ((function(){}).constructor("return process")()).
Crear procesos independientes del sistema operativo introduce una sobrecarga temporal de 50–100 ms50\text{--}100\text{ ms}, penalización inaceptable para los objetivos de latencia de LIOP.

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Factores Determinantes

  • Ejecución Sub-milisegundo: El tiempo de arranque del entorno aislado debe situarse por debajo de 0.5 ms0.5\text{ ms}.
  • Cero Autoridad Ambiental: El contexto de ejecución no debe heredar primitivas de E/S del anfitrión.
  • Inmutabilidad de Prototipos: Los prototipos nativos del motor JavaScript deben blindarse contra cualquier mutación.
  • Alineación Regulatoria: Cumplimiento con PCI-DSS v4.0 (Requisito 6.4.3) y SOC 2 (Criterio CC6.1).

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Opciones Evaluadas

  1. Aislamiento por Procesos Hijos (child_process.fork): Frontera robusta a nivel de sistema operativo, pero genera alta latencia de inicialización (>50 ms>50\text{ ms}) y consumo elevado de memoria.
  2. Librerías de Sandbox de Terceros (vm2): Historial recurrente de vulnerabilidades de escape y descontinuadas en el ecosistema empresarial.
  3. Aislamiento con V8 Isolate, Congelamiento de Prototipos y Envenenamiento de Globales: Contextos nativos de node:vm con congelamiento previo de 11 prototipos raíz y 25 globales envenenados, administrados dentro de un pool de workers Piscina.

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Decisión Adoptada

Opción Seleccionada: Opción 3 — Contextos V8 blindados con congelamiento preventivo de prototipos.

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Consecuencias Positivas

  • Inicialización Inmediata: Los contextos aislados se crean y ejecutan en menos de 0.08 ms0.08\text{ ms}.
  • Inmunidad ante Prototype Pollution: Los 11 prototipos fundamentales (Object, Array, Function, String, Number, Boolean, Promise, RegExp, Error, Map, Set) quedan sellados mediante Object.freeze() antes de cualquier ejecución.
  • Aislamiento Estricto: 25 identificadores globales peligrosos (process, require, eval, Function, fetch, WebAssembly, importScripts, entre otros) se sustituyen por proxies que emiten excepciones inmediatas.

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Consecuencias Negativas y Mitigaciones

  • Restricciones de Código Dinámico: Los scripts inyectados no pueden aplicar técnicas de monkey-patching ni cargar módulos nativos de Node.js.
    Mitigación: Se trata de un comportamiento intencional por diseño; la lógica inyectada en LIOP debe consistir en micro-módulos analíticos deterministas y puros.

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Verificación y Cumplimiento

  • Implementado en sdks/typescript/src/security/wasi-sandbox.ts.
  • Certificado en la suite vitest.audit.config.ts (Suite 2: Sandbox Escapes, Prototype Pollution & Resource Denial).