|
| 1 | +# Tool Script Safety Guard 设计说明(中文) |
| 2 | + |
| 3 | +[English version](tool_safety_guard.md) |
| 4 | + |
| 5 | +面向 Tool、Skill、MCP Tool 与 CodeExecutor 所执行 Python/Bash 脚本的 |
| 6 | +执行前静态安全检查器。它输出结构化的 ``allow``、``deny`` 或 |
| 7 | +``needs_human_review`` 决策、脱敏报告、JSONL 审计事件及 OpenTelemetry |
| 8 | +属性;**但它不能替代沙箱隔离。** |
| 9 | + |
| 10 | +## 机制概览 |
| 11 | + |
| 12 | +Guard 是一个在代码真正执行前运行的、由策略驱动的静态安全门禁。它扫描 |
| 13 | +脚本、命令行参数、工作目录、环境变量和 tool 元数据,并按规则目录给出 |
| 14 | +三态决策。决策及其证据会以脱敏的 ``SafetyReport``、审计事件和 OTel |
| 15 | +span 属性/指标输出。 |
| 16 | + |
| 17 | +```text |
| 18 | ++----------------+ +-------------+ +------------------+ |
| 19 | +| Tool / Skill / | ---> | Guard | ---> | allow: 执行 | |
| 20 | +| CodeExecutor | | (静态扫描) | | deny: 拦截 | |
| 21 | +| 输入 | | | | review: 暂停复核 | |
| 22 | ++----------------+ +------+------+ +------------------+ |
| 23 | + | |
| 24 | + v |
| 25 | + +-----------+-----------+ |
| 26 | + | Audit | Telemetry | OTel | |
| 27 | + +-----------------------+ |
| 28 | +``` |
| 29 | + |
| 30 | +静态检查只是纵深防御中的一层。它补充而不是取代容器/沙箱隔离、网络出口 |
| 31 | +策略、操作系统权限和运行时资源限制。 |
| 32 | + |
| 33 | +## 不解决的问题 |
| 34 | + |
| 35 | +* **不是沙箱。** 静态分析无法预测已放行代码在运行时的全部行为。生产环境 |
| 36 | + 仍需使用非特权容器、只读挂载、出口白名单、cgroup/ulimit 及超时限制。 |
| 37 | +* **不是完美检测器。** 混淆、运行时拼接、反射、原生扩展、下载载荷、符号 |
| 38 | + 链接竞争和依赖运行时状态的行为都可能绕过静态扫描。对不确定构造应返回 |
| 39 | + ``needs_human_review``,而非静默放行。 |
| 40 | +* **策略文件不是秘密库。** 策略文件是决策来源,应受到保护。能修改 |
| 41 | + ``rule_overrides`` 或允许命令的人也能降低安全门槛。 |
| 42 | + |
| 43 | +## 职责边界 |
| 44 | + |
| 45 | +| 层 | 职责 | |
| 46 | +|---|---| |
| 47 | +| **SafetyWrappedCallable / SafetyCheckedExecutor** | 当前可用的强制接入路径:扫描、等待审计写入,仅在允许后委托执行 | |
| 48 | +| **ToolScriptSafetyFilter** | 为 wrapper 和未来 SDK 终端钩子归一化并记录决策 | |
| 49 | +| **Wrapper / Sandbox / Runtime** | 运行时隔离:CPU、内存、PID、文件系统和网络硬限制 | |
| 50 | +| **Audit / Telemetry** | 决策证据;当 ``audit.required`` 为真时,审计持久化属于 wrapper 的失败关闭门禁 | |
| 51 | + |
| 52 | +## 快速开始 |
| 53 | + |
| 54 | +```bash |
| 55 | +python scripts/tool_safety_check.py \ |
| 56 | + --policy examples/tool_safety/tool_safety_policy.yaml \ |
| 57 | + --language python \ |
| 58 | + --script-file examples/tool_safety/samples/03_dangerous_delete.py \ |
| 59 | + --output tool_safety_report.json \ |
| 60 | + --audit-file tool_safety_audit.jsonl |
| 61 | +echo $? # 0=allow, 2=deny, 3=review, 4=输入/策略/必需审计错误 |
| 62 | +``` |
| 63 | + |
| 64 | +扫描全部 14 个公开样例: |
| 65 | + |
| 66 | +```bash |
| 67 | +python scripts/tool_safety_check.py \ |
| 68 | + --policy examples/tool_safety/tool_safety_policy.yaml \ |
| 69 | + --manifest examples/tool_safety/samples/manifest.yaml \ |
| 70 | + --manifest-output examples/tool_safety/manifest_run.json \ |
| 71 | + --audit-file examples/tool_safety/tool_safety_audit.jsonl |
| 72 | +``` |
| 73 | + |
| 74 | +## 作为库使用 |
| 75 | + |
| 76 | +```python |
| 77 | +from tool.safety import ( |
| 78 | + ToolSafetyGuard, |
| 79 | + load_safety_policy, |
| 80 | + SafetyScanRequest, |
| 81 | + ScriptLanguage, |
| 82 | +) |
| 83 | + |
| 84 | +policy = load_safety_policy("examples/tool_safety/tool_safety_policy.yaml") |
| 85 | +guard = ToolSafetyGuard(policy) |
| 86 | + |
| 87 | +request = SafetyScanRequest( |
| 88 | + tool_name="workspace_exec", |
| 89 | + language=ScriptLanguage.BASH, |
| 90 | + script="rm -rf /tmp/x", |
| 91 | + cwd="/tmp", |
| 92 | + env={"PATH": "/usr/bin"}, |
| 93 | +) |
| 94 | +report = guard.scan(request) |
| 95 | +print(report.decision, report.rule_ids) |
| 96 | +``` |
| 97 | + |
| 98 | +### 包装普通 callable |
| 99 | + |
| 100 | +```python |
| 101 | +import subprocess |
| 102 | +from tool.wrapper import SafetyWrappedCallable |
| 103 | +from tool.safety import ToolSafetyGuard, load_safety_policy, ScriptLanguage |
| 104 | + |
| 105 | +guard = ToolSafetyGuard(load_safety_policy("policy.yaml")) |
| 106 | +safe_run = SafetyWrappedCallable( |
| 107 | + guard, subprocess.run, |
| 108 | + tool_name="subprocess.run", |
| 109 | + language=ScriptLanguage.BASH, |
| 110 | + script_pos=0, |
| 111 | +) |
| 112 | +safe_run("ls -la") # 策略拒绝时抛出 BlockedExecutionError |
| 113 | +``` |
| 114 | + |
| 115 | +若 delegate 或调用方已在事件循环内,应使用 |
| 116 | +``await safe_run.call_async(...)``。它会在委托执行前等待必需的审计 I/O |
| 117 | +完成。对于 tool 风格 callable,请将 ``argv_kw``、``cwd_kw``、``env_kw``、 |
| 118 | +``metadata_kw`` 和 ``output_bytes_kw`` 映射到实际参数名,以便规范化请求 |
| 119 | +包含全部可用执行字段。 |
| 120 | + |
| 121 | +### 包装 CodeExecutor |
| 122 | + |
| 123 | +```python |
| 124 | +from tool.wrapper import SafetyCheckedExecutor |
| 125 | +from tool.safety import ToolSafetyGuard, load_safety_policy, ScriptLanguage |
| 126 | + |
| 127 | +guard = ToolSafetyGuard(load_safety_policy("policy.yaml")) |
| 128 | +safe_executor = SafetyCheckedExecutor( |
| 129 | + guard, |
| 130 | + delegate=real_executor, |
| 131 | + language=ScriptLanguage.PYTHON, |
| 132 | + effective_timeout_seconds=30, |
| 133 | +) |
| 134 | +await safe_executor.execute_code(code_input) |
| 135 | +``` |
| 136 | + |
| 137 | +每个 ``CodeBlock.language`` 会独立决定扫描器;当 ``code_blocks`` 为空时, |
| 138 | +wrapper 会继续扫描 ``CodeExecutionInput.code``。拒绝和按策略阻断的人工 |
| 139 | +复核不会到达 delegate;返回的文本输出会被限制在 ``max_output_bytes`` 内。 |
| 140 | + |
| 141 | +## 规则目录 |
| 142 | + |
| 143 | +规则 ID 是稳定接口,便于策略覆盖与审计聚合。 |
| 144 | + |
| 145 | +| Rule ID | 类别 | 默认决策 | 检测内容 | |
| 146 | +|---|---|---|---| |
| 147 | +| `FILE001_RECURSIVE_DELETE` | file | deny | `shutil.rmtree`、`rm -rf` | |
| 148 | +| `FILE002_DENIED_WRITE` | file | deny | 向禁止路径写入 | |
| 149 | +| `FILE003_CREDENTIAL_READ` | file | deny | 读取 `.ssh`、`id_rsa`、`.pem`、凭据文件 | |
| 150 | +| `FILE004_DOTENV_READ` | file | deny | 读取 `.env` 文件 | |
| 151 | +| `NET001_DOMAIN_NOT_ALLOWED` | network | deny | `requests`/curl/wget 访问非白名单主机 | |
| 152 | +| `NET002_DYNAMIC_TARGET` | network | review | 运行时计算网络目标 | |
| 153 | +| `NET003_IP_LITERAL` | network | deny | 启用 `deny_ip_literals` 时使用 IP 字面量 | |
| 154 | +| `PROC001_PROCESS_EXEC` | process | review | 不在允许列表中的子进程或命令 | |
| 155 | +| `PROC002_SHELL_INJECTION` | process | deny | 含 shell 语法的 `shell=True` | |
| 156 | +| `PROC003_SHELL_OPERATOR` | process | review | `;`、`&&`、`\|`、`&`、命令替换 | |
| 157 | +| `PROC004_PRIVILEGE` | process | deny | `sudo`、`su`、`doas` | |
| 158 | +| `DEP001_ENV_MUTATION` | dependency | deny | `pip install`、`npm install`、`apt install` | |
| 159 | +| `RES001_UNBOUNDED_LOOP` | resource | deny | 无 `break` 的 `while True` | |
| 160 | +| `RES002_FORK_BOMB` | resource | deny | 经典 `:(){ :\|:& };:` fork bomb | |
| 161 | +| `RES003_LONG_SLEEP` | resource | deny | 超过策略上限的 sleep | |
| 162 | +| `RES004_CONCURRENCY` | resource | deny | 超过 `max_parallel_tasks` 或 `max_processes` 的并发 | |
| 163 | +| `RES005_LARGE_WRITE` | resource | deny | 超过 `max_file_write_bytes` 的写入 | |
| 164 | +| `SECRET001_LOG_SINK` | secret | deny | 污点值流入 print/log | |
| 165 | +| `SECRET002_FILE_SINK` | secret | deny | 污点值流入文件写入 | |
| 166 | +| `SECRET003_NETWORK_SINK` | secret | deny | 污点值流入网络请求载荷 | |
| 167 | +| `PARSE001_UNCERTAIN` | analysis | review | 语法错误或无法可靠分析的构造 | |
| 168 | +| `OBF001_DYNAMIC_EXEC` | analysis | review | `eval`、`exec`、间接 Bash 执行、解释器载荷 | |
| 169 | +| `SAFE000` | safe | allow | 无规则命中 | |
| 170 | +| `GUARD001_INTERNAL_ERROR` | analysis | deny | Guard 内部错误(失败关闭) | |
| 171 | + |
| 172 | +## 策略配置 |
| 173 | + |
| 174 | +```yaml |
| 175 | +version: "1" |
| 176 | + |
| 177 | +defaults: |
| 178 | + unknown_construct: needs_human_review # allow | needs_human_review | deny |
| 179 | + guard_error: deny # 默认失败关闭 |
| 180 | + human_review_blocks_execution: true # review 是否阻断 wrapper |
| 181 | + |
| 182 | +limits: |
| 183 | + max_timeout_seconds: 60 |
| 184 | + max_output_bytes: 1048576 |
| 185 | + max_script_bytes: 262144 |
| 186 | + max_sleep_seconds: 30 |
| 187 | + max_parallel_tasks: 16 |
| 188 | + max_processes: 8 |
| 189 | + max_file_write_bytes: 10485760 |
| 190 | + |
| 191 | +network: |
| 192 | + allow_domains: |
| 193 | + - api.github.com |
| 194 | + - "*.internal.example.com" # 仅匹配一层子域名 |
| 195 | + deny_ip_literals: true |
| 196 | + |
| 197 | +commands: |
| 198 | + allow: [python, python3, pytest, git] |
| 199 | + deny: [sudo, su, doas, chmod, chown, mount] |
| 200 | + |
| 201 | +paths: |
| 202 | + deny: |
| 203 | + - "~/.ssh" |
| 204 | + - "/etc" |
| 205 | + - "/root" |
| 206 | + - ".env" |
| 207 | + - "**/*credentials*" |
| 208 | + |
| 209 | +dependencies: |
| 210 | + decision: deny |
| 211 | + |
| 212 | +sensitive_env_key_patterns: |
| 213 | + - "*KEY*" |
| 214 | + - "*TOKEN*" |
| 215 | + - "*PASSWORD*" |
| 216 | + - "*SECRET*" |
| 217 | + - "*CREDENTIAL*" |
| 218 | + |
| 219 | +tools: |
| 220 | + workspace_exec: |
| 221 | + execution_capable: true |
| 222 | + language: bash |
| 223 | + script: command |
| 224 | + cwd: cwd |
| 225 | + env: env |
| 226 | + timeout: timeout_sec |
| 227 | + |
| 228 | +rule_overrides: {} |
| 229 | +# 覆盖任一规则决策。例如: |
| 230 | +# DEP001_ENV_MUTATION: needs_human_review |
| 231 | + |
| 232 | +audit: |
| 233 | + enabled: true |
| 234 | + required: true # 审计写入失败时失败关闭 |
| 235 | + path: tool_safety_audit.jsonl |
| 236 | +``` |
| 237 | +
|
| 238 | +修改 YAML 后无需改代码即可调整域名白名单、命令允许/拒绝列表、禁止路径和 |
| 239 | +资源阈值。Guard 不会监听文件变化;修改后应新建 ``ToolSafetyGuard``,并重新 |
| 240 | +注册 wrapper/filter。每份报告和审计事件中的 ``policy_hash`` 可用于关联实际 |
| 241 | +生效的策略版本。 |
| 242 | +
|
| 243 | +## 审计与 Telemetry |
| 244 | +
|
| 245 | +审计事件至少包含 tool name、decision、risk level、rule ID、扫描耗时、 |
| 246 | +是否发生脱敏和是否拦截执行。事件不包含原始脚本、环境变量或参数;仅记录 |
| 247 | +脚本 SHA-256 用于关联。 |
| 248 | +
|
| 249 | +启用 OpenTelemetry 后,Guard 在当前 span 上写入低基数属性: |
| 250 | +
|
| 251 | +```text |
| 252 | +tool.safety.decision |
| 253 | +tool.safety.risk_level |
| 254 | +tool.safety.rule_id # 逗号分隔,最多 8 项 |
| 255 | +tool.safety.blocked |
| 256 | +tool.safety.redacted |
| 257 | +tool.safety.scan_duration_ms |
| 258 | +tool.safety.policy_hash |
| 259 | +``` |
| 260 | + |
| 261 | +OTel 不存在时指标会安全地 no-op。可用指标: |
| 262 | + |
| 263 | +```text |
| 264 | +trpc_agent.tool_safety.scan_count{decision,risk_level,tool_name} |
| 265 | +trpc_agent.tool_safety.block_count{decision,rule_id,tool_name} |
| 266 | +trpc_agent.tool_safety.scan_duration_ms{decision,tool_name} |
| 267 | +``` |
| 268 | + |
| 269 | +证据片段、环境变量、脚本哈希和命令文本均不会作为 span 属性或 metric label |
| 270 | +上报。 |
| 271 | + |
| 272 | +## CLI 退出码 |
| 273 | + |
| 274 | +| 退出码 | 含义 | |
| 275 | +|---|---| |
| 276 | +| 0 | 最终决策为 ``allow`` | |
| 277 | +| 2 | 最终决策为 ``deny`` | |
| 278 | +| 3 | 最终决策为 ``needs_human_review`` | |
| 279 | +| 4 | 输入、策略或必需审计错误 | |
| 280 | + |
| 281 | +## 与 SDK 的接入关系 |
| 282 | + |
| 283 | +当前 SDK 尚未提供位于 ``ToolCallbackFilter`` 之后的终端 Filter 阶段。若把 |
| 284 | +普通 ``filters=`` 中的检查器作为强制点,后续 callback 仍可能修改参数,造成 |
| 285 | +TOCTOU 绕过。因此目前必须使用 ``SafetyWrappedCallable`` 或 |
| 286 | +``SafetyCheckedExecutor``:二者都会先扫描、等待审计事件完成,再调用 delegate。 |
| 287 | + |
| 288 | +``ToolScriptSafetyFilter`` 提供了与未来 SDK 终端阶段对应的 |
| 289 | +``_before``/``_after`` 钩子及 ``terminal_before_handler`` 标记。该标记在 SDK |
| 290 | +真正实现“所有可改参 callback 之后”的排序前仅是元数据,不能视为当前的安全 |
| 291 | +强制点。 |
| 292 | + |
| 293 | +## 扩展自定义规则 |
| 294 | + |
| 295 | +实现 ``SafetyRule`` 并显式传入规则列表: |
| 296 | + |
| 297 | +```python |
| 298 | +from tool.safety import ToolSafetyGuard, SafetyScanRequest |
| 299 | + |
| 300 | +class MyRule: |
| 301 | + rule_id = "CUSTOM001_MY_RULE" |
| 302 | + |
| 303 | + def scan(self, request, policy): |
| 304 | + # Return an iterable of SafetyFinding. |
| 305 | + return [] |
| 306 | + |
| 307 | +guard = ToolSafetyGuard( |
| 308 | + policy, |
| 309 | + rules=[*default_rules(), MyRule()], |
| 310 | +) |
| 311 | +``` |
| 312 | + |
| 313 | +规则必须是纯函数:不得执行文件 I/O、网络访问或创建进程。 |
| 314 | + |
| 315 | +## 已知限制与绕过风险 |
| 316 | + |
| 317 | +* **混淆。** Base64/十六进制解码等会隐藏意图。Guard 能识别 |
| 318 | + ``eval``、``exec``、``compile`` 和动态导入,但不会尝试静态还原全部载荷。 |
| 319 | +* **间接数据流。** 污点传播有意保持浅层:字面量、名称、直接赋值、f-string、 |
| 320 | + 拼接和浅层容器。更深的数据流应进入人工复核。 |
| 321 | +* **符号链接竞争。** 静态路径匹配不能解析符号链接;文件系统边界必须由沙箱 |
| 322 | + 强制执行。 |
| 323 | +* **原生扩展。** ``ctypes.CDLL(...)``、``cffi.dlopen(...)`` 等原语无法可靠 |
| 324 | + 静态分析。 |
| 325 | +* **运行时下载。** 分两阶段下载并执行载荷可绕过静态检查;网络出口策略和 |
| 326 | + 沙箱不可省略。 |
| 327 | +* **运行时资源。** wrapper 会校验声明的 timeout 并限制返回输出,但无法为任意 |
| 328 | + executor 强制 CPU、内存、PID、文件大小或网络上限。必须在沙箱或 |
| 329 | + CodeExecutor 运行时同时配置这些限制。 |
| 330 | +* **Shell 语法缺口。** Bash lexer-lite 是保守实现;不平衡引号或不支持的替换 |
| 331 | + 形式会变成 ``PARSE001_UNCERTAIN``。 |
| 332 | + |
| 333 | +当无法确定时,Guard 应输出 ``needs_human_review``,由人工明确批准后再继续。 |
| 334 | + |
| 335 | +## 测试 |
| 336 | + |
| 337 | +```bash |
| 338 | +python -m pytest tests/tool_safety/ -v |
| 339 | +``` |
| 340 | + |
| 341 | +测试覆盖模型与策略校验、脱敏、Python AST 扫描、Bash lexer-lite、跨字段检查、 |
| 342 | +审计、Filter/wrapper、CLI、500 行脚本性能预算,以及 14 个样例与预期决策的 |
| 343 | +集成验证。 |
| 344 | + |
| 345 | +## 文件布局 |
| 346 | + |
| 347 | +```text |
| 348 | +tool/ |
| 349 | + safety/ # Guard、策略、规则、扫描器、审计和 Telemetry |
| 350 | + wrapper.py # SafetyWrappedCallable、SafetyCheckedExecutor |
| 351 | +scripts/ |
| 352 | + tool_safety_check.py # CLI |
| 353 | +tests/tool_safety/ # 安全检查器测试 |
| 354 | +examples/tool_safety/ # 策略、14 个样例、报告和审计样例 |
| 355 | +docs/ |
| 356 | + tool_safety_guard.md # English version |
| 357 | + tool_safety_guard.zh_CN.md # 本文 |
| 358 | +``` |
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