Безопасность Java: плагины для песочницы, загруженные с помощью URLClassLoader

Резюме вопроса: как мне изменить приведенный ниже код, чтобы ненадежный, динамически загруженный код работал в изолированной программной среде безопасности, в то время как остальная часть приложения остается неограниченной? Почему URLClassLoader просто обрабатывает его, как будто он говорит?

EDIT: Обновлено для ответа на Ani B.

EDIT 2: добавлен обновленный модуль PluginSecurityManager.

Мое приложение имеет механизм подключаемого модуля, в котором сторонняя организация может предоставить JAR, содержащий класс, который реализует конкретный интерфейс. Используя URLClassLoader, я могу загрузить этот класс и создать его, без проблем. Поскольку код потенциально ненадежен, мне нужно предотвратить его неправильное поведение. Например, я запускаю код подключаемого модуля в отдельном потоке, чтобы я мог его убить, если он переходит в бесконечный цикл или занимает слишком много времени. Но пытаясь установить для них изолированную программную среду безопасности, чтобы они не могли делать такие вещи, как создание сетевых подключений или доступ к файлам на жестком диске, делает меня положительно батти. Мои усилия всегда приводят к тому, что они не влияют на подключаемый модуль (он имеет те же права, что и приложение), либо также ограничивает приложение. Я хочу, чтобы основной код приложения мог делать практически все, что он хочет, но код подключаемого модуля должен быть заблокирован.

Документация и онлайн-ресурсы по этому предмету сложны, запутанны и противоречивы. Я читал в разных местах (например, этот вопрос), что мне нужно предоставить собственный SecurityManager, но когда я пытаюсь, у меня возникают проблемы, потому что JVM lazy- загружает классы в JAR. Поэтому я могу создать экземпляр, но если я вызываю метод на загружаемом объекте, который создает экземпляр другого класса из одного JAR, он взрывается, потому что он лишен права читать из JAR.

Теоретически, я могу поместить проверку на FilePermission в моем SecurityManager, чтобы проверить, пытается ли она загрузить из своего JAR. Это прекрасно, но документация URLClassLoader говорит: "Загружаемые классы по умолчанию предоставляют разрешение только для доступа к URL-адресам, указанным, когда URLClassLoader был создано". Итак, зачем мне нужен специальный SecurityManager? Должен ли URLClassLoader просто справиться с этим? Почему это не так?

Здесь приведен упрощенный пример, который воспроизводит проблему:

Основное приложение (доверенное)

PluginTest.java

package test.app;

import java.io.File;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;

import test.api.Plugin;

public class PluginTest {
    public static void pluginTest(String pathToJar) {
        try {
            File file = new File(pathToJar);
            URL url = file.toURI().toURL();
            URLClassLoader cl = new URLClassLoader(new java.net.URL[] { url });
            Class<?> clazz = cl.loadClass("test.plugin.MyPlugin");
            final Plugin plugin = (Plugin) clazz.newInstance();
            PluginThread thread = new PluginThread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    plugin.go();
                }
            });
            thread.start();
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}

Plugin.java

package test.api;

public interface Plugin {
    public void go();
}

PluginSecurityManager.java

package test.app;

public class PluginSecurityManager extends SecurityManager {
    private boolean _sandboxed;

    @Override
    public void checkPermission(Permission perm) {
        check(perm);
    } 

    @Override
    public void checkPermission(Permission perm, Object context) {
        check(perm);
    }

    private void check(Permission perm) {
        if (!_sandboxed) {
            return;
        }

        // I *could* check FilePermission here, but why doesn't
        // URLClassLoader handle it like it says it does?

        throw new SecurityException("Permission denied");
    }

    void enableSandbox() {
    _sandboxed = true;
    }

    void disableSandbox() {
        _sandboxed = false;
    }
}

PluginThread.java

package test.app;

class PluginThread extends Thread {
    PluginThread(Runnable target) {
        super(target);
    }

    @Override
    public void run() {
        SecurityManager old = System.getSecurityManager();
        PluginSecurityManager psm = new PluginSecurityManager();
        System.setSecurityManager(psm);
        psm.enableSandbox();
        super.run();
        psm.disableSandbox();
        System.setSecurityManager(old);
    }
}

Плагин JAR (ненадежный)

MyPlugin.java

package test.plugin;

public MyPlugin implements Plugin {
    @Override
    public void go() {
        new AnotherClassInTheSamePlugin(); // ClassNotFoundException with a SecurityManager
        doSomethingDangerous(); // permitted without a SecurityManager
    }

    private void doSomethingDangerous() {
        // use your imagination
    }
}

---

UPDATE: Я изменил его так, что перед запуском кода плагина он уведомляет PluginSecurityManager, чтобы он знал, с каким классом он работает. Тогда он разрешит доступ к файлам только в файлах этого пути. Это также имеет хорошее преимущество, что я могу просто установить менеджера безопасности один раз в начале моего приложения и просто обновить его, когда я вхожу и оставляю код плагина.

Это в значительной степени решает проблему, но не отвечает на мой другой вопрос: почему URLClassLoader не обрабатывает это для меня, как будто он говорит, что это так? Я оставлю этот вопрос открытым дольше, чтобы узнать, есть ли у кого-нибудь ответ на этот вопрос. Если да, то этот человек получит принятый ответ. В противном случае я вручу его Ани Б. на предположение, что документация URLClassLoader лежит и что его совет по созданию настраиваемого SecurityManager является правильным.

ПлагинThread должен установить свойство classSource в PluginSecurityManager, который является путем к файлам классов. Теперь PluginSecurityManager выглядит примерно так:

package test.app;

public class PluginSecurityManager extends SecurityManager {
    private String _classSource;

    @Override
    public void checkPermission(Permission perm) {
        check(perm);
    } 

    @Override
    public void checkPermission(Permission perm, Object context) {
        check(perm);
    }

    private void check(Permission perm) {
        if (_classSource == null) {
            // Not running plugin code
            return;
        }

        if (perm instanceof FilePermission) {
            // Is the request inside the class source?
            String path = perm.getName();
            boolean inClassSource = path.startsWith(_classSource);

            // Is the request for read-only access?
            boolean readOnly = "read".equals(perm.getActions());

            if (inClassSource && readOnly) {
                return;
            }
        }

        throw new SecurityException("Permission denied: " + perm);
    }

    void setClassSource(String classSource) {
    _classSource = classSource;
    }
}