How we managed to create a safe and rich HTML email renderer

Everything used to be bad, and here is why

In the world of email, the quality with which HTML emails are displayed leaves much to be desired. The main problems are associated with the differences in the ways HTML and CSS are supported in different email clients and web interfaces. Often emails that look perfect in one service are displayed poorly in another service. Users understandably get upset, conversion drops, and the brand’s image suffers as a result.

In large part this is explained by the fact that there are only a handful of monopolistic services in the world that have a web interface for displaying emails, and only a few popular email clients. Gmail and Yahoo haven’t changed much in the way they display emails in years, even though HTML and CSS have improved drastically over time and now provide many new options for content display. For example, adaptive design first emerged with the implementation of media queries around 10-12 years ago, support for the dark theme in CSS emerged about 4-5 years ago, but to this day none of the large email services support these features. They simply have no reason to change anything — instead, it’s webmasters who have to adapt to the whims and undocumented limitations of these services.

For instance, some support animations and others don’t. Gmail doesn’t even support its own (invented and popularized by Google) webp image format, but iCloud does. And there are hundreds of examples like this one. Webmasters are forced to relive the early days of the Internet when the browser wars were raging and you had to jump through all kinds of hoops to make web pages look similar in different browsers.

Yes, at times, some restrictions, such as the lack of script support, are dictated by safety concerns — you wouldn’t want to get an email with an interactable banner that sends your data directly to some ad network. But more often than not the set of limitations looks absolutely inadequate — what harm have simple background images, set with background-image, done to Gmail?

What we came up with

When we made our first steps on the email market with AdGuard Temp Mail, we spent a lot of time studying the email display options. We definitely didn’t want to become another Gmail, inventing our own HTML/CSS subset and cutting down on all the components that we would deem unnecessary. But we also weren’t planning on leaving users one-on-one with web threats.

Chapter 1. Seven strings of JavaScript code that solved the problem

Fortunately, the world of web development doesn’t stay still, and browser developers have long been working on browser sandboxes, which we have taken advantage of.

What are browser sandboxes? They are essentially a set of techniques to restrict the capabilities of the web page, literally a list of dos and don’ts very similar to CSP (we use it too, but more on that later): “don’t use cookies of the parent page,” “don’t execute JavaScript,” “don’t send HTTP Referrer when someone is following a link from the frame” and a number of other directives. Sounds interesting, doesn’t it? Let’s delve deeper into the details of technical implementation.

We receive the email body from the API as a string containing HTML markup, which we then display in the browser using sandbox capabilities:

const html = '<html><body>....</body></html>';

const iframe = document.createElement('iframe');

iframe.credentialless = true;
iframe.sandbox = 'allow-popups allow-popups-to-escape-sandbox';
iframe.referrerpolicy = 'no-referrer';

iframe.srcdoc = html;

document.body.appendChild(iframe);

Add some styles, position the frame on the parent page — and you’re golden, you’ve just created a robust, safe engine to display HTML emails without unnecessary limitations!

In a perfect world that would be the end of it. After all, didn’t we stop the main threat — JavaScript? Unfortunately, modern-day emails often include a mountain of trackers of all kinds, which aim to collect as much data about you as possible. They are zero-pixels — invisible images that transmit your IP address and data about your device to their servers — and special tracking links that record every single action you perform within the email. And we had to find solutions to all of these problems.

Chapter 2. User anonymization

During the development we stumbled upon an excellent instrument to estimate the safety of our engine — emailprivacytester.com.

This service generates an HTML email that contains a number of elements specifically designed to test out certain vulnerabilities. Now we can start the diagnostics process, send ourselves an email to an AdGuard TempMail mailbox and… observe multiple IP address leaks.

Just like we dealt with JavaScript and other similar problems earlier, let’s now focus on these IP address leaks. IP address leak happens when it’s the email sender can figure out your IP address just by sending the email. Of course, if you’re using AdGuard VPN then all the sender will get is the IP address of the VPN server you’re connected to. But do this even once without the protection of a VPN, and the perpetrator will be able to learn your geolocation down to the city. Of course, we couldn’t let that happen to our users. So what to do?

Image proxy

Fortunately, there was no reason to reinvent the wheel. All of this has been done before, and all the “big” email service providers have been doing hust that for a long time: they wrap all images in their own proxy.

How? For example, if your email had this image:

<img src="http://my.website/image/cat.jpg" />

then every time you open the email, the owner of the my.website server receives an HTTP request. The metadata of this request will contain your IP address, along with some additional data about your device, including your operating system, browser version, and other details that could potentially deanonymize you.

How does the proxy work? It replaces the src attribute in all image tags with its own URL, as shown below:

<img src="https://email.provider/image?url=http://my.website/image/cat.jpg" />

The email.provider web server is designed to download every source image only once. After that, it saves the image and the subsequent requests are not seen by the owner of the my.website server. Even for the initial request, my.website only sees that it’s made by email.provider and records only its IP address, not any personal data. It’s good and all, except that in this case such data is collected by email.provider itself (and we remember that it is often a large company like Google or Yahoo who plays this role).

We developed a similar solution. However, unlike others, our image proxy does not collect or store user data and is completely anonymous.

Having set up the proxy, we now need to somehow “wrap” all images inside the email in it, and for that we need to look at our source HTML as a DOM. We can’t work with DOM inside the sandbox since it doesn’t have JavaScript. We can’t execute JavaScript there even for our own code, as it would open the door for executing it for all the other code in the incoming emails. And if we’re to work with DOM outside of the sandbox, we’d like to have some insurance that the HTML is clean.

Luckily, we have found an amazing library: DOMPurify. It can “clean” HTML content and make it safe and structured. It has been extensively tested and has been deservedly praised by security experts. Let’s start using it:

const html = '<html><body>....</body></html>';
const clean = DOMPurify.sanitize(html, {
    // restore partial HTML to a full-fledged document, if needed
    WHOLE_DOCUMENT: true,
    // these tags make no sense in the context of an HTML email, so we’re deleting them
    FORBID_TAGS: ['audio', 'video', 'button', 'input', 'form'],
});

const iframe = document.createElement('iframe');

// the set of actions with the sandbox from step one

iframe.srcdoc = clean;

document.body.appendChild(iframe);

Great, we’ve successfully removed the clutter, now we can return to image processing. DOMPurify will help us here, too! It has an excellent hooks mechanism — we can solve the next problem without changing the context:

DOMPurify.addHook('afterSanitizeAttributes', (node) => {
    if (node.tagName === 'IMG' && node.hasAttribute('src')) {
        // changing the original src to a link to ImageProxy
        const src = wrapWithImageProxy(node.getAttribute('src'));
        node.setAttribute('src', src);
    }
});

Now it’s time to run the diagnostics again, and we see that the number of IP leaks has dropped… but not to zero. How come? It’s time we talked about CSS.

IP address leaks through CSS

CSS carries truly impressive content stylization capabilities. No other system even begins to approach CSS — its simplicity, ease of use, and rich functionality make CSS one of the best inventions of software engineering. However, like many powerful tools, some of its features can be misused. In the context of our task, the “harmful” part is the url() function, which downloads content via a link to style the page. The most commonly seen example is background images. The code to download them looks like this:

background-image: url(http://my.website/image/cat.jpg);

The problems here are exactly the same as the ones described in the previous chapter — IP leaks. Besides the background images, the url() function, as detailed in Mozilla’s CSS documentation, can be used in various CSS rules. There are a lot of them, and the syntax of the CSS selector allows to set relatively complex rules, such as the selector from one of the examples by the link above:

background-image: cross-fade(20% url(http://my.website/image/first.png), url(http://my.website/image/second.png));

It’s not easy to safely parse a rule like that, you’d need proper tools. And we got lucky again and found exactly the tool for the job! csstree does precisely what we need — allows to analyze CSS and change some of its selector types. In code, it looks like this:

csstree.walk(ast, (node) => {
    if (node.type === 'Url') {
        node.value = wrapWithImageProxy(node.value);
    }
});

which gives us this output:

background-image: cross-fade(20% url(https://img.agrd.eu/image?url=http://my.website/image/first.png), url(https://img.agrd.eu/image?url=http://my.website/image/second.png));

Voila, no more IP address leaks!

CSP

Data privacy is a field where there can’t be any exceptions. Not a single one. That’s why it is imperative to come up with something for cases when a vulnerability would be discovered in one of the libraries or in our code that would incorrectly interpret data. The last line of defence, when everything else fails. In our case, we use the one and only CSP in this role. CSP is a set of directives allowing granular control of page access to certain resources. Webmasters often struggle with CSP. It’s easy to forget that some new resources needed on the web page are not allowed in CSP settings — to be completely honest, we have made this mistake in the past, too. But we managed to tame CSP with a solution like this:

// restrict image sources to only those wrapped inside our proxy

img-src data: https://img.agrd.eu/image;

// disallow connections to any sources not explicitly permitted above

script-src 'none';
style-src 'none';
font-src 'none';
connect-src 'none';
media-src 'none';
object-src 'none';
prefetch-src 'none';
child-src 'none';
frame-src 'none';
worker-src 'none';
frame-ancestors 'none';
...

// which can be simplified as

default-src 'none';

Now we are safe: even if one of the libraries goes rogue or our image address transformation function code breaks, CSP will not let the browser send a request to the perpetrator’s server and leak your IP address.

Results of our work with data privacy

Thanks to the capabilities of the modern browsers and a few excellent libraries, we’ve achieved a safe, high-quality display of HTML emails without any IP leaks, JavaScript, or any other potentially dangerous content — everything is completely under our control.

What is so great about it

We’ve covered many security-related topics, possibly shifting the focus away from a crucial achievement: we managed to create 100% HTML5/CSS3-compatible HTML emails, something literally nobody else in the world has done! And that means that you have at your disposal all the capabilities that modern-day HTML pages can offer: animation, adaptivity, modern image formats, dark themes as they were intended (don’t you also despise the ugly color shifts from primitive algorithms?). You don’t have to suffer through complex layouts using tables like in the 90s, but can instead design beautiful adaptive emails for mobile devices with ease.

It is wild that in the mid-2020s, major email providers still display emails with numerous flaws and vulnerabilities. We are extremely happy that we managed to create a safe alternative that meets all the requirements of a modern email client.

If something goes wrong

We are proud of everything we have achieved with AdGuard Temp Mail so far, but we also realize that we’re still in the beginning of our journey. When you create a new product, it’s impossible to avoid all mistakes and shortcomings. If you identify a vulnerability in email display, please report it to security@adguard.com. We will deal with it in the shortest time possible, and you will become eligible for a reward as part of our Bug Bounty program.

Our developer team takes user feedback very seriously. So if you notice that your HTML email is displayed incorrectly, please send us a message to support@adguard.com, and we will address the problem promptly.

Gillade du detta inlägg?
AdGuard VPN AdGuard DNS AdGuard Mail AdGuard Wallet
AdGuard VPN AdGuard DNS AdGuard Mail AdGuard Wallet
Huvudskärmen i AdGuard för Windows
Skyddsskärmen i AdGuard för Windows, som visar skyddsfunktioner och inställningar
Statistikskärmen i AdGuard för Windows, som visar statistik för blockerade annonser och spårare
Skärmen Apphantering i AdGuard för Windows, som visar alternativ för skyddshantering för appar installerade på enheten
20 408 20408 användarrecensioner
Utmärkt!

AdGuard: annonsblockerare för Windows

AdGuard för Windows är mer än en annonsblockerare. Det är ett mångsidigt verktyg som blockerar annonser, kontrollerar åtkomst till farliga webbplatser, snabbar upp sidladdningen och skyddar barn från olämpligt innehåll
Genom att ladda ner programmet accepterar du villkoren i Licensavtalet
Microsoft Store
Genom att ladda ner programmet accepterar du villkoren i Licensavtalet
AdGuard för Windows v8.0, 14-dagars provperiod
Huvudskärmen i AdGuard för Mac
Smyglägeskärmen i AdGuard för Mac
20 408 20408 användarrecensioner
Utmärkt!

AdGuard: annonsblockerare för Mac

AdGuard för Mac är en unik annonsblockerare utformad med macOS i åtanke. Förutom att skydda dig från irriterande annonser i webbläsare och appar skyddar den dig mot spårning, nätfiske och bedrägerier
Genom att ladda ner programmet accepterar du villkoren i Licensavtalet
Läs mer
AdGuard för Mac v2.19, 14-dagars provperiod
Huvudskärmen i AdGuard för Android
Skärmen Spårningsskydd i AdGuard för Android
Skärmen Apphantering i AdGuard för Android, som visar alternativ för skyddshantering för appar installerade på enheten
Statistikskärmen i AdGuard för Android, som visar statistik för blockerade annonser och spårare
Huvudskärmen i AdGuards privata webbläsare för Android
QR-koden för att ladda ner AdGuard för Android
20 408 20408 användarrecensioner
Utmärkt!

AdGuard: annonsblockerare för Android

Blockerar annonser och spårare i alla webbläsare, spel och andra appar. Skyddar din integritet och låter dig kontrollera hur dina appar använder internet. Installeras via APK
Genom att ladda ner programmet accepterar du villkoren i Licensavtalet
Läs mer
Skanna för att ladda ner
Använd en QR-kodläsare som finns på din enhet
AdGuard för Android v4.14, 14-dagars provperiod
Huvudskärmen i AdGuard för iOS
Skyddsskärmen i AdGuard för iOS, som visar skyddsfunktioner och inställningar
Statistikskärmen i AdGuard för iOS, som visar statistik för blockerade annonser och spårare
QR-koden för att ladda ner AdGuard för iOS
20 408 20408 användarrecensioner
Utmärkt!

AdGuard: annonsblockerare för iOS

Den bästa iOS-annonsblockeraren för iPhone och iPad. AdGuard eliminerar alla typer av annonser och spårare i Safari och skyddar din integritet i alla appar på DNS-nivå
Genom att ladda ner programmet accepterar du villkoren i Licensavtalet
Läs mer
Skanna för att ladda ner
Använd en QR-kodläsare som finns på din enhet
AdGuard för iOS v4.5
Huvudskärmen i AdGuard Content Blocker
Skärmen Filtrering i AdGuard Content Blocker
Skärmen inställningar i AdGuard Content Blocker
20 408 20408 användarrecensioner
Utmärkt!

AdGuard Innehållsblockerare

AdGuard Content Blocker eliminerar alla typer av annonser i mobila webbläsare som stöder innehållsblockeringsteknik – nämligen Samsung Internet och Yandex Browser. Dess funktioner är begränsade jämfört med AdGuard för Android, men det är gratis, enkelt att installera och effektivt
Genom att ladda ner programmet accepterar du villkoren i Licensavtalet
Läs mer
AdGuard Innehållsblockerare v2.8
Huvudskärmen i AdGuard Browser Extension
Skärmen Spårningsskydd i AdGuard Browser Extension
20 408 20408 användarrecensioner
Utmärkt!

AdGuard Webbläsartillägg

AdGuard är det snabbaste och mest lättviktiga annonsblockeringstillägg som effektivt kan blockera alla sorters annonser på alla webbsidor! Välj AdGuard fär webbläsaren du använder och få annonsfri, snabb och säkert nätsurf.
Installera
Genom att ladda ner programmet accepterar du villkoren i Licensavtalet
Installera
Genom att ladda ner programmet accepterar du villkoren i Licensavtalet
Installera
Genom att ladda ner programmet accepterar du villkoren i Licensavtalet
Installera
Genom att ladda ner programmet accepterar du villkoren i Licensavtalet
Installera
Genom att ladda ner programmet accepterar du villkoren i Licensavtalet
Läs mer
Installera
Genom att ladda ner programmet accepterar du villkoren i Licensavtalet
Läs mer
AdGuard Webbläsartillägg v5.5
Huvudskärmen i Browser Assistant
20 408 20408 användarrecensioner
Utmärkt!

AdGuard Assistent

Ett följeslagar-webbläsartillägg för AdGuard desktop-appar. Det tillåter dig att blockera anpassade objekt på webbplatser, lägga till webbplatser i vitlistan och skicka rapporter direkt från din webbläsare
AdGuard Assistent v1.4
20 408 20408 användarrecensioner
Utmärkt!

AdGuard Home

AdGuard Home är en nätverksbaserad lösning för att blockera annonser och spårare. Installera det en gång på din router för att täcka alla enheter i ditt hemnätverk – ingen extra klientprogramvara krävs. Detta är särskilt viktigt för olika IoT-enheter som ofta utgör ett hot mot din integritet
AdGuard Home v0.107
Huvudskärmen i AdGuard Pro för iOS
Skärmen Skydd i AdGuard Pro för iOS, som visar skyddsfunktioner och inställningar
Skärmen Statistik i AdGuard Pro för iOS, som visar statistik för blockerade annonser och spårare
20 408 20408 användarrecensioner
Utmärkt!

AdGuard Pro för iOS

AdGuard Pro för iOS levereras med alla avancerade annonsblockeringsskyddsfunktioner aktiverade. Den erbjuder samma verktyg som den betalda versionen av AdGuard för iOS. Den utmärker sig i att blockera annonser i Safari och låter dig anpassa DNS-inställningar för att skräddarsy ditt skydd. Den blockerar annonser i webbläsare och appar, skyddar dina barn från olämpligt innehåll och håller dina personuppgifter säker.
Genom att ladda ner programmet accepterar du villkoren i Licensavtalet
Läs mer
AdGuard Pro för iOS v4.5
Huvudskärmen i AdGuard Mini för Mac
Skärmen Safari-skydd i AdGuard Mini för Mac
Skärmen Skapa regel i AdGuard Mini för Mac
20 408 20408 användarrecensioner
Utmärkt!

AdGuard Mini för Mac — Safari annonsblockerare

AdGuard Mini för Mac är en kraftfull Safari-annonsblockerare. Denna lätta app tar bort annonser, blockerar spårare och ökar sidladdningshastigheten. Den hjälper dig att surfa på webben i Safari utan distraktioner och håller dina data privata
Installera
Genom att ladda ner programmet accepterar du villkoren i Licensavtalet
Läs mer
AdGuard Mini för Mac v2.3
Huvudskärmen i AdGuard för Android TV med skydd aktiverat
Annonsblockeringsskärmen i AdGuard för Android TV, som visar dess funktioner och inställningar
Inställningsskärmen i AdGuard för Android TV
Apphanteringsskärmen i AdGuard för Android TV, som visar appar där annonser och spårare är blockerade
20 408 20408 användarrecensioner
Utmärkt!

AdGuard för Android TV

AdGuard för Android TV är den enda appen som blockerar annonser, skyddar din integritet och fungerar som en brandvägg för din Smart TV. Få varningar om webbhot, använd säker DNS och dra nytta av krypterad trafik. Koppla av och dyk in i dina favoritprogram med förstklassig säkerhet och noll annonser!
AdGuard för Android TV v4.14, 14-dagars provperiod
AdGuard-maskoten Agnar som håller Linux-pingvinen
20 408 20408 användarrecensioner
Utmärkt!

AdGuard för Linux

AdGuard för Linux är världens första systemomfattande Linux-annonsblockerare. Blockera annonser och spårare på enhetsnivå, välj bland förinstallerade filter eller lägg till dina egna – allt via kommandoradsgränssnittet
AdGuard för Linux v1.4
20 408 20408 användarrecensioner
Utmärkt!

AdGuard Temp Mail

En gratis generator för tillfälliga e-postadresser som håller dig anonym och skyddar din integritet. Ingen skräppost i din huvudinkorg!
20 408 20408 användarrecensioner
Utmärkt!

AdGuard VPN

75 platser globalt

Tillgång till allt innehåll

Stark kryptering

Ingen loggnings-policy

Snabbaste anslutningen

24/7 support

Testa gratis
Genom att ladda ner programmet accepterar du villkoren i Licensavtalet
Läs mer
20 408 20408 användarrecensioner
Utmärkt!

AdGuard DNS

AdGuards DNS är, utan krav på nån programinstallation, ett idiotsäkert sätt att blockera internetannonser. Helt kostnadsfritt och enkelt att ställa in på alla slags enheter, erbjuds skydd mot annonsblockering, spårning, räknare, skadeprogram och vuxeninnehåll.
20 408 20408 användarrecensioner
Utmärkt!

AdGuard Mail

Skydda din identitet, undvik skräppost och håll din inkorg säker med våra alias och tillfälliga e-postadresser. Njut av vår kostnadsfria mejlvidarebefordran och appar för alla operativsystem.
20 408 20408 användarrecensioner
Utmärkt!

AdGuard Wallet

En säker och privat kryptoplånbok som ger dig full kontroll över dina tillgångar. Hantera flera plånböcker och upptäck tusentals kryptovalutor att lagra, skicka och byta
Laddar ner AdGuard För att installera AdGuard klickar du på filen som anges med pilen Välj "Öppna" och klicka "OK" och invänta att filen hämtas. I det öppnade fönstret drar du AdGuard-ikonen till mappen "Program". Tack för att du valde AdGuard! Välj "Öppna" och klicka "OK" och invänta att filen hämtas. Klicka på "Installera" i det öppnade fönstret. Tack för att du valde AdGuard!
Installera AdGuard på din mobila enhet