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沙箱
sandbox
权限
Bash
纵深防御
Claude-Code
2026-06-09 22:30

沙箱机制 - 权限系统之外的第二道防线

概述

Claude Code 的沙箱不是用来替代权限系统,而是为 shell 命令再套一层 OS 级能力边界。权限系统决定"这次工具调用要不要执行",沙箱决定"就算执行了,这个子进程最多能碰到哪些文件、哪些网络目标"。两者组合构成真正的 Defense-in-Depth。

正文

实现分层:仓库里的适配器 + 底层运行时

沙箱实现分成两层:

  • 仓库自身负责:策略、配置转换、启停判断、命令包裹、清理和权限联动
  • 底层隔离:由外部运行时 @anthropic-ai/sandbox-runtime 执行

在 src/utils/sandbox/sandbox-adapter.ts 里可以清楚看到这条边界:项目导入 SandboxManager as BaseSandboxManager、SandboxViolationStore 等运行时对象,然后在外面再包一层符合 Claude Code 自身权限模型的适配器。

底层隔离在不同平台上的落地:

平台 实现方式
macOS sandbox-exec(Seatbelt profile)
Linux / WSL2 bubblewrap + seccomp
Windows 原生 不支持 shell 沙箱

它到底解决什么问题

如果只有应用层权限系统,Claude Code 需要在命令执行前尽量判断:

  • 这条命令是不是只读
  • 会不会写危险路径
  • 会不会连到外网
  • 会不会通过复合命令、重定向、子进程、解释器脚本绕过检查

这些检查都很有价值,但本质上仍然是"执行前推断"。而 shell 命令的真实副作用经常取决于运行时行为:

  • bash script.sh
  • python -c "..."
  • make
  • npm install
  • 某个命令再启动另一个子进程

[!info] 沙箱的核心价值 沙箱把这些运行时行为的能力范围压缩到一个明确边界内。即使应用层检查漏了,命令也不能随意写系统目录或访问不允许的网络目标。

四个核心价值

1. 给 shell 一个 OS 级兜底

src/utils/bash/ast.ts 开头就写得很明确:Bash AST 分析不是沙箱,它只是在判断我们能不能可靠地理解命令结构,不能阻止危险命令真的运行。

像 bash script.sh、python -c "..."、make、npm install 这类命令,真实副作用都要到运行时才完全展开。沙箱即使前面的分析漏了,进程到了 OS 层以后仍然只能写允许目录、访问允许域名。

2. 让"安全边界内"的命令可以少弹窗甚至自动放行

默认沙箱白名单里包含当前工作目录和 Claude 临时目录,工作区内的大多数开发命令都能顺畅运行:npm test、rg、git status、工作区内的构建和测试。

项目专门提供了 autoAllowBashIfSandboxed。核心思路不是"更大胆地信任模型",而是"既然命令已经被 OS 级边界收紧,就没必要再让用户为大量低风险 Bash 命令反复点确认"。

3. 把"出错"的后果从系统级破坏降成一次受限失败

模型偶尔会出错,应用层规则也可能有漏判。例如 sudo tee /etc/hosts、mv ... ~/.ssh/...、curl 外网 | bash——如果没有运行时约束,可能直接修改系统配置或把未知脚本落到机器上。放进沙箱后,更常见的结果是:因为写权限或网络权限不满足而失败。

4. 拦截运行时绕过和逃逸路径

src/utils/sandbox/sandbox-adapter.ts 专门把一些高风险路径额外加入 denyWrite,例如 settings.json、.claude/skills、一些 bare git repo 相关路径。这样做的目的是:即使命令已经执行,也别让它顺手把护栏本身拆掉。

设计边界:它保护什么,不保护什么

保护对象

  • Bash / shell 命令执行
  • 在支持平台上的 PowerShell 执行
  • shell 子进程的文件系统写入范围
  • shell 子进程的网络访问范围
  • 一些已知的高风险路径和沙箱逃逸向量

不直接保护的对象

  • FileEditTool / FileWriteTool 这类直接文件工具
  • 纯应用层的权限弹窗和规则匹配
  • Bash AST 解析本身

[!warning] 重要区分 Bash AST 分析不是沙箱。源码自己写得很明确,它只回答"我们能不能可信地提取 argv 结构",并不负责阻止危险命令真正运行。

哪些场景会走沙箱

启动阶段先判断"沙箱能不能用"

REPL / CLI 启动时就会先检查当前环境是否具备沙箱条件:

  1. 当前平台是否受底层 runtime 支持
  2. 依赖是否齐全
  3. sandbox.enabled 是否打开
  4. 当前平台是否落在 enabledPlatforms 范围内

如果用户显式开启了沙箱但当前环境不满足条件,启动期会先给出 warning;如果同时配置了 sandbox.failIfUnavailable,则会直接拒绝启动。

启动时真的会调用初始化流程,把当前设置转换成 runtime 配置并交给底层 BaseSandboxManager.initialize(...)。后续如果设置变化,还会通过 updateConfig(...) 热更新。

BashTool 默认会走

只要满足以下条件,Bash 命令默认会进入沙箱:

  1. 当前平台支持沙箱
  2. 沙箱依赖齐全
  3. sandbox.enabled 打开
  4. 当前平台在 enabledPlatforms 范围内
  5. 这条命令没有被显式排除
  6. 这次调用没有被允许以 dangerouslyDisableSandbox 绕过

PowerShell 只在支持平台上走

平台 行为
Linux / macOS / WSL2 可以走沙箱
Windows 原生 不支持沙箱,直接返回 shouldUseSandbox: false

Hook 命令会复用"网络专用沙箱"

Hook 不是完整复用 Bash 那套文件系统限制,而是额外套了一层 network-only sandbox——重点拦网络访问,文件系统不额外收紧。

哪些场景不会走沙箱

FileEditTool / FileWriteTool

这类工具不是靠 shell 修改文件,而是直接在应用层做文件 I/O,所以它们不通过 Shell.exec(),自然也不会被 wrapWithSandbox() 包裹。

[!tip] 理解两种拦截路径

  • "shell 改 /etc/hosts"通常是沙箱在 OS 层拦
  • "FileEdit 改 /etc/hosts"通常是权限系统在应用层拦

明确排除的命令

如果命中 sandbox.excludedCommands,这条命令会直接跳过沙箱。支持精确匹配、前缀匹配和通配符匹配三种模式。

允许 unsandboxed fallback 的命令

如果这次调用显式设置了 dangerouslyDisableSandbox: true 并且策略允许 allowUnsandboxedCommands,那它也可以不进沙箱。命名故意写得很重:dangerouslyDisableSandbox,提醒这是例外路径。

完整执行链路

启动期链路

REPL / CLI 启动
  -> isSandboxingEnabled()
  -> convertToSandboxRuntimeConfig(settings)
  -> BaseSandboxManager.initialize(runtimeConfig, callback)
  -> 设置变化时 BaseSandboxManager.updateConfig(newConfig)

命令期链路

flowchart TD
    U["用户请求"] --> CP["BashTool.checkPermissions()"]
    CP --> SUS["shouldUseSandbox(input)"]
    SUS --> SE["Shell.exec(command)"]
    SE --> WS["SandboxManager.wrapWithSandbox(...)"]
    WS --> SP["spawn(wrapped command)"]
    SP --> CL["cleanupAfterCommand()"]

这里真正把命令"包进沙箱"的关键点是 Shell.exec()。它会在真正 spawn(...) 之前调用 SandboxManager.wrapWithSandbox(...),把原始命令改写成底层 runtime 可执行的沙箱命令串。

两个容易混淆的判定点

  • 判定点 A:要不要进沙箱 — shouldUseSandbox() 的职责,回答"这条命令要不要被 OS 级沙箱包起来执行?"
  • 判定点 B:这条命令要不要弹权限确认 — 权限系统和 Bash 权限检查的职责,回答"这条命令在应用层看来是 allow、ask 还是 deny?"

这两个判定点是并列协作的,不是互相替代的。

默认沙箱到底限制了什么

沙箱运行时配置最终由 convertToSandboxRuntimeConfig() 生成。它把项目自己的设置、权限规则和安全加固逻辑转换成底层运行时需要的配置。

限制怎么从权限系统推导出来

  • WebFetch(domain:...) 和 sandbox.network.allowedDomains 被合并成网络白名单
  • Edit(...) / Read(...) 这类权限规则被翻译成文件系统读写限制
  • sandbox.filesystem.allowWrite / allowRead / denyWrite / denyRead 会继续叠加到最终 runtime 配置上

文件系统默认写入范围

默认 allowWrite 只有两类:

  • 当前工作目录 .
  • Claude 的临时目录

这意味着工作区内的构建、测试、生成临时文件通常能正常运行,而根路径如 /etc/...、/usr/...、/var/... 默认不在写白名单里。

强制 deny 的路径

即使有别的配置,项目还会额外加固一些高风险路径:

  • settings 文件
  • .claude/skills
  • 一些 bare git repo 相关路径

这样做的原因是:这些路径一旦可写,攻击者可能反过来修改 Claude Code 自己的配置、技能或 git 行为,从而扩大权限。

网络限制

网络白名单来自两部分:

  • sandbox.network.allowedDomains
  • WebFetch(domain:...) 这类权限规则

被允许的域名会进入沙箱网络配置;不在白名单里的访问在运行时会被拦截或触发额外的网络授权流程。

autoAllowBashIfSandboxed 的真实意义

这是沙箱设计里最值得注意的开关之一。它表达的信任假设是:

如果命令已经被 OS 级沙箱约束在安全边界内,那么应用层就没有必要再对大量低风险 Bash 命令逐条弹确认框。

当这个开关开启时:

  1. 命令先检查显式 deny / ask 规则
  2. 如果没有命中这些硬规则
  3. 且命令确实会在沙箱里执行
  4. 那么 BashTool 可以直接自动允许它运行

[!warning] 边界条件 它只对"真正会进沙箱的命令"生效。命中了 excludedCommands、显式使用了 dangerouslyDisableSandbox: true、当前平台不支持沙箱——这些命令依然要遵守正常的 ask 规则。

这也是沙箱存在的一个核心产品价值:不是让更多危险操作通过,而是让更多受限范围内的常规命令可以无感运行。

平台差异

平台 实现 特点
macOS sandbox-exec 路径和网络规则通过 Seatbelt profile 落地,原生 OS 级进程隔离
Linux bubblewrap + seccomp 建立 mount / PID / network 等隔离,glob 路径支持比 macOS 弱
WSL 仅 WSL2 WSL1 视为不支持平台
Windows 原生 不支持 只能依赖权限系统和工具级检查

工作区内外:应用层与沙箱层如何配合

工作区内路径

工作区内路径通常有两层保护:应用层权限检查 + 沙箱默认允许写当前工作目录。这使得"工作区内构建/测试/格式化/生成文件"成为最顺滑的一条路径。

工作区外路径

工作区外路径则更严格:应用层通常会视为高风险要求确认或阻止,即使应用层允许,如果不在沙箱白名单里运行时也会失败。

用户真的会看到什么

被拦截至少有三类体验:

类型 时机 用户看到
执行前的权限确认 命令还没运行 标准权限对话框(Bash/FileEdit/FileWrite)
执行中的沙箱违规 命令已进入沙箱 命令失败 + stderr 附加 <sandbox_violations> 标签
网络越界请求 运行时 专门的网络授权对话框("Network request outside of sandbox")

常见误区

[!warning] 误区 1:沙箱会保护所有文件修改 不是。它主要保护 shell 子进程。直接文件编辑工具走的是应用层权限系统,不是 shell 沙箱。

[!warning] 误区 2:只要启用了沙箱,就不会再需要权限系统 不是。沙箱只限制进程能力,不负责解释用户意图、路径安全语义、工具模式、审批体验。

[!warning] 误区 3:危险操作被沙箱拦住说明应用层检查没价值 不是。应用层检查的价值在于更早提示、更好的用户体验、更细的语义判断、对不走 shell 的工具同样生效。沙箱负责的是最终兜底。

推荐的阅读路径

如果你想继续顺着源码深入,推荐按下面顺序看:

  1. packages/builtin-tools/src/tools/BashTool/shouldUseSandbox.ts
  2. src/utils/Shell.ts
  3. src/utils/sandbox/sandbox-adapter.ts
  4. src/utils/permissions/permissions.ts
  5. packages/builtin-tools/src/tools/BashTool/bashPermissions.ts
  6. src/utils/permissions/pathValidation.ts
  7. src/utils/permissions/filesystem.ts

FAQ

[!question] Linux 下 echo hi > /etc/hosts 会怎样? 如果是 BashTool:通常会进沙箱,默认沙箱不允许写 /etc,所以命令会在运行时失败。如果是 FileEditTool:不进沙箱,通常会在应用层文件权限检查里先被拦下。

[!question] Windows 下改 C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts 会怎样? 在 Windows 原生环境里,通常没有这套 shell 沙箱兜底,所以主要依赖应用层权限系统和工具自己的检查逻辑。

[!question] 既然沙箱这么强,为什么还保留 dangerouslyDisableSandbox? 因为有些真实开发任务确实需要越过默认边界,例如访问未加入白名单的工具链目录、调试系统级环境、做管理员明确允许的例外操作。但项目把这个入口做得非常显眼,也允许管理员通过策略直接禁掉。

[!question] 什么时候最能感受到沙箱的价值? 当你开启 autoAllowBashIfSandboxed 时最明显。这时大量工作区内命令可以少弹窗甚至不弹窗,但即使模型偶尔给出过界命令,系统级写入和网络能力仍然被边界限制住。

关联笔记