« La sécurisation des logiciels via le langage Rust n'est pas supérieure à celle offerte par le C++ », d'après Bjarne Stroustrup
Contre une sortie de la NSA qui exclut le C++ des langages sécurisés
Le 2023-01-23 17:54:28, par Patrick Ruiz, Chroniqueur Actualités
Mark Russinovich de Microsoft a déclaré au troisième trimestre de l’année précédente que « c’est le moment d’arrêter d’initier de nouveaux projets en langages C ou C++ et de passer à Rust. » Motif : le Rust offre de meilleures garanties de sécurisation des logiciels que les langages C ou C++. La position reprise quelques mois plus tard par la NSA trouve désormais contradicteur et pas des moindres. Sans détour, le créateur du langage C++ déclare : « la sécurisation des logiciels par le langage Rust n’est pas supérieure à celle offerte par le C++. »
En effet, Bjarne Stroustrup s’inscrit en faux avec le fait que la publication de la NSA limite la notion de sécurisation des logiciels à celle de sécurisation de la mémoire. En réalité, cet aspect est un dénominateur commun de toutes les publications qui conseillent de mettre le C ou le C++ au rebut au profit du langage Rust en raison des garanties de sécurisation des logiciels que plusieurs grandes entreprises (Microsoft, Amazon, etc.) lui reconnaissent.
« Il n'y a pas qu'une seule définition de la notion de "sécurité" et nous pouvons réaliser une variété de types de sécurité par une combinaison de styles de programmation, de bibliothèques de support et grâce à la mise à profit de l'analyse statique », indique-t-il. Bjarne Stroustrup suggère ainsi que ce qu’il est possible d’obtenir du C++ en matière de sécurisation des logiciels dépend entre autres du développeur et notamment de la connaissance des outils que lui offre le langage, de sa maîtrise du compilateur, etc.
Des ingénieurs de Google au fait de ce que le C++ leur offre comme possibilités se sont donc lancés dans la mise sur pied dans ce langage d’un borrow-checker. C’est une fonctionnalité du compilateur Rust qui garantit la sécurisation de la mémoire grâce à une gestion des allocations en mémoire des pointeurs.
L’équipe de Google dont la publication est parue au troisième trimestre de l’année précédente est parvenue à la conclusion que le système de types du C++ ne se prête pas à un tel exercice. Et donc que la sécurisation de la mémoire en C++ est réalisable avec des vérifications lors de l’exécution du programme. En d’autres termes, c’est avec du code C++ lent qu’il est possible d’atteindre un niveau de sécurisation équivalent à celui du Rust.
La sortie de Bjarne Stroustrup intervient dans un contexte où Rust se démarque des autres langages présentés depuis des années comme des alternatives au C et au C++. En effet, le noyau Linux s’ouvre de plus en plus au langage de programmation système de Mozilla.
Après 31 ans, un deuxième langage fait son entrée pour le développement du noyau Linux : c’est le Rust. La prise en charge de Rust pour le développement du noyau Linux est vue comme une « une étape importante vers la capacité d'écrire les pilotes dans un langage plus sûr. » Rust de Mozilla Research est le type de langage de programmation auquel ceux qui écrivent du code pour des systèmes d’entrée/sortie de base (BIOS), des chargeurs d’amorce, des systèmes d’exploitation, etc. portent un intérêt. D’avis d’observateurs avertis, c’est le futur de la programmation système en lieu et place de langages comme le C ou le C++.
Sources : Bjarne, Google
Et vous ?
Êtes-vous en accord avec les griefs portés à l'endroit de C/C++ en matière de sécurité ? Le problème n'est-il pas plutôt celui de la qualité des développeurs ?
Le C et le C++ ont-ils vraiment besoin de remplaçants surtout en matière de programmation système ?
Votre entreprise a-t-elle adopté le langage Rust ? Si oui, pour quelles raisons ?
Voir aussi :
L'équipe Microsoft Security Response Center recommande l'utilisation de Rust comme approche proactive pour un code plus sécurisé
Quel langage pourrait remplacer C ? Après avoir comparé Go, Rust et D, le choix d'Andrei Alexandrescu se porte sur D
C2Rust : un outil qui permet de faire la traduction et la refactorisation de votre code écrit en langage C vers le langage Rust
En effet, Bjarne Stroustrup s’inscrit en faux avec le fait que la publication de la NSA limite la notion de sécurisation des logiciels à celle de sécurisation de la mémoire. En réalité, cet aspect est un dénominateur commun de toutes les publications qui conseillent de mettre le C ou le C++ au rebut au profit du langage Rust en raison des garanties de sécurisation des logiciels que plusieurs grandes entreprises (Microsoft, Amazon, etc.) lui reconnaissent.
« Il n'y a pas qu'une seule définition de la notion de "sécurité" et nous pouvons réaliser une variété de types de sécurité par une combinaison de styles de programmation, de bibliothèques de support et grâce à la mise à profit de l'analyse statique », indique-t-il. Bjarne Stroustrup suggère ainsi que ce qu’il est possible d’obtenir du C++ en matière de sécurisation des logiciels dépend entre autres du développeur et notamment de la connaissance des outils que lui offre le langage, de sa maîtrise du compilateur, etc.
Des ingénieurs de Google au fait de ce que le C++ leur offre comme possibilités se sont donc lancés dans la mise sur pied dans ce langage d’un borrow-checker. C’est une fonctionnalité du compilateur Rust qui garantit la sécurisation de la mémoire grâce à une gestion des allocations en mémoire des pointeurs.
L’équipe de Google dont la publication est parue au troisième trimestre de l’année précédente est parvenue à la conclusion que le système de types du C++ ne se prête pas à un tel exercice. Et donc que la sécurisation de la mémoire en C++ est réalisable avec des vérifications lors de l’exécution du programme. En d’autres termes, c’est avec du code C++ lent qu’il est possible d’atteindre un niveau de sécurisation équivalent à celui du Rust.
Code Rust : |
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La sortie de Bjarne Stroustrup intervient dans un contexte où Rust se démarque des autres langages présentés depuis des années comme des alternatives au C et au C++. En effet, le noyau Linux s’ouvre de plus en plus au langage de programmation système de Mozilla.
Après 31 ans, un deuxième langage fait son entrée pour le développement du noyau Linux : c’est le Rust. La prise en charge de Rust pour le développement du noyau Linux est vue comme une « une étape importante vers la capacité d'écrire les pilotes dans un langage plus sûr. » Rust de Mozilla Research est le type de langage de programmation auquel ceux qui écrivent du code pour des systèmes d’entrée/sortie de base (BIOS), des chargeurs d’amorce, des systèmes d’exploitation, etc. portent un intérêt. D’avis d’observateurs avertis, c’est le futur de la programmation système en lieu et place de langages comme le C ou le C++.
Sources : Bjarne, Google
Et vous ?
Voir aussi :
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PyramidevExpert éminentPour la gestion de la mémoire, le C++ offre la possibilité d'utiliser le RAII qui évite les double free et permet aux éventuelles fuites de mémoire de ne pas être plus fréquentes que dans un langage avec ramasse-miettes.
Il y a des développeurs C++ qui sous-utilisent le RAII et introduisent plein de fuites de mémoire, ce qui est un problème culturel autour de l'apprentissage du C++.
Cependant, le C++ n'empêche pas à la compilation les dandling references/pointers/iterators. Par exemple, si on garde une référence vers un élément d'un vecteur, puis que l'on fait un push_back, que ce dernier oblige de déplacer ailleurs en mémoire les éléments du vecteur, puis que l'on essaie d'accéder à ce vers quoi pointe la dandling reference, cela ne provoque pas d'erreur de compilation, contrairement à Rust. Le C++ n'a pas autant de contrôles à la compilation qu'en Rust.
Idem pour le multithreading : le C++ ne fait pas de contrôle à la compilation contre les accès concurrents.
Le C++ n'a pas le borrow checker de Rust. Pour les contrôles à la compilation, ces deux langages ne sont clairement pas au même niveau.le 23/01/2023 à 20:46 -
KsassPeukMembre confirméhttps://stackoverflow.com/questions/...c-c-i-i-vs-i-i
D'ailleurs le compilateur peut grogner aussi :Code : 1
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6$ gcc -o out a.c -Wall a.c: In function ‘main’: a.c:3:17: warning: operation on ‘i’ may be undefined [-Wsequence-point] 3 | int j = i++ + ++i ; | ^~~
Qu'est ce qui n'est pas clair dans la définition de "undefined behavior" dans la norme ?le 29/02/2024 à 18:13 -
UtherExpert éminent séniorC'est pourtant un cas d'école bien connu de Undefined Behaviour : modifier la valeur d'une variable plus d'une fois dans une séquence. Le compilateur est libre de faire ce qu'il veut avec ce genre d'expression.le 29/02/2024 à 9:53
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UtherExpert éminent séniorBien sur que personne de censé n'écrira ça, c'est juste un exemple assez connu de "Undefined Behaviour" qui a l'avantage de tenir en quelques caractères. Ce n'est clairement pas le cas le plus discret, pourtant commandantFred ne l'a pas correctement identifié, et ce n'est probablement pas parce qu'il est idiot ou mal formé. En fait je ne connais pas grand monde, qui connaisse les presque 200 cas qui entrainent des UB dans la spécification du C, à part peut-être certains développeurs de compilateurs. Et même quand on connait un UB, ça ne veut pas dire que l'on pourra l'identifier dans tous les cas pratiques dans du code réel. Tous les humains sont faillibles.
Même dans des gros logiciels critiques, très surveillés et maintenus par des experts, on a la majorité des failles critiques qui viennent de la sureté mémoire. Si la formation était une solution suffisante, le problème n'existerait plus depuis longtemps dans les logiciels où l'on porte de l'attention à la sécurité.
C'est assez comparable au code de la route en fait : les conducteurs bien formés ne devraient théoriquement pas causer d'accident. Et pourtant, malgré l'épreuve du permis de conduire, on a toujours des accidents de la route, car la pratique de la conduite, tout comme la pratique du codage, repose sur avant tout sur l'humain.
C'est pour cela que c'est important d'améliorer la sécurité des langages, tout comme on améliore la sécurité des voitures.
Et c'est très bien, mais si c'est vraiment le cas, je ne vois pas pourquoi ne pas considérer sérieusement les apports de Rust pour la sécurité. L'humilité, c'est aussi prendre en compte que l'humain restera toujours faillible, et qu'il est intéressant qu'il puisse se reposer sur des outils qui prévienne ses erreurs.
Pour reprendre la comparaison avec l'automobile : on peut être un bon conducteur, très prudent, et quand même mettre sa ceinture de sécurité.le 29/02/2024 à 13:10 -
thamnMembre avertiHebe, il va pas bien Bjarne ou quoi? Il a oublie que C++ a besoin des sanitizers pour ne meme pas arriver au niveau du borrow checker de rust?
Bon, il defend son bout de pain apres, il perd pas le nord, mais bon de la a dire des trucs pareil je sais pas trop..le 23/01/2023 à 22:23 -
UtherExpert éminent séniorC'était vrai aux débuts de C++, mais de nos jours il s'est trop complexifié et a divergé sur certains points. Même s'il embarque encore une bonne partie de l'héritage du C, ce n'est plus une simple surcouche depuis au moins 20 ans.
C'est malheureusement plus compliqué que ça. Il existe des technologies, tout à fait utilisables en C, qui permettent déjà de se protéger de ce que vous décrivez, comme la DEP (protection contre l’exécution des données) ou l'ASLR (positionnement aléatoire des adresses). C'est très bien, mais ça n’est que de la mitigation : les bugs sont toujours là et des attaquants assez malins arrivent encore à trouver des moyens pour les exploiter.
Rust n'utilise pas de Garbage Collector pour la gestion mémoire. Sur ce point il fonctionne exactement comme C ou C++, excepté qu'il impose au programmeur des règles à respecter sur la façon d'utiliser les références (l’équivalent des pointeurs), ce qui permet, dès la compilation de garantir que l'on ne peut jamais manipuler une données non valide.
Je vois pas trop le rapport avec WebAssembly ou LLVM. Le C n'est de toute façon pas près de disparaitre ou de perdre en performance. Si on a pas pu se débarrasser de COBOL alors que ça fait plus de 30 ans qu'on essaie, je pense que le C en a pour au moins encore autant, probablement plus
Sauf que les deux tiers des vulnérabilités critiques qu'on trouve dans tous les gros logiciels C++ viennent d'erreurs mémoire. Donc soit les incompétents sont partout, soit les meilleurs experts font aussi parfois des erreurs (probablement un mix des deux). Dans tous les cas, on a un gros problème à résoudre, connu depuis plus de 40 ans, et tous les moyens qui on un effet mesurable sont bon à prendre. S'il suffisait de désigner des coupables, on aurait tourné la page depuis longtemps.
Tout dépend de la définition que l'on a d'exceptionnel.
En un sens il est vrai que, techniquement, la manière de gérer la mémoire n'est pas exceptionnelle. Structurellement, on a une pile classique et un tas alloué dynamiquement, tout comme en C. On gère les ressources en RIIA comme en C++. Même les principes centraux en Rust que sont l'ownership et les lifetime n'ont pas été inventées par Rust. Ce sont des bonnes pratiques que l'on recommandais déjà en C et C++.
Mais le fait que le compilateur garantisse la stricte application de ces principes est exceptionnel, car pour le moment sans d’équivalent dans aucun autre langage (actuellement utilisable) de ma connaissance. Le fait de pouvoir à la fois empêcher totalement les vulnérabilités mémoires tout en conservant l'efficacité du système de gestion mémoire de C fait tout l’intérêt du Rust.
En effet Ada permet de traiter des problématiques de sécurité y compris certaines que Rust ne sait pas (encore) traiter, mais inversement il y a des problématique de sécurité que Rust traite mieux que Ada, qui est d'ailleurs en train d'ajouter un système de borrow checker, inspiré directement de Rust.
Les deux langages ont leur intérêt propre, Rust étant quand même plus orienté productivité et il reste plus proche du C que Ada, ne serait-ce qu'au niveau de la syntaxe.
Les dépassement de buffer ne sont qu'un seul type d'erreur de sureté mémoire. Rust prévient aussi les autre erreurs de sureté mémoire comme l'utilisation de mémoire déjà libérée, les doubles libérations, les accès à la mémoire non initialisée ou les accès concurrents à la même donnée mémoire.
Je connais pas le compte exact pour le cas particulier de Linux, mais dans quasiment tout les gros projets C et C++ qui ont fait le calcul, on arrive à environ 2/3 des vulnérabilités importantes liées à des erreur de sureté mémoire. Ça en laisse un bon tiers, mais ça reste un progrès très important.
Il n'y a pas forcément besoin de tout réécrire du jour au lendemain. C'est sur que réécrire de zéro une base de code complexe mais bien maitrisée n'est pas forcément une bonne idée. Rust n'a pas vocation à écraser systématiquement l’existant si on n'en ressent pas le besoin. Par contre pour les nouveaux projets et les cas on on a de toute façon besoin de faire une réécriture, il serait idiot de ne pas considérer ces avantages face aux langages qui n'offrent pas la même sécurité.
Je pense qu'il y a confusion entre le C et le C++, parce que le C est probablement le langage qui a le moins évolué ces 20 dernières années, et le peu qui a changé c'est surtout pour le rendre plus propre, pas plus complexe.
Alors autant je suis en partie d'accord sur le fait qu'on a beaucoup trop complexifié certaine choses, il faut pas non plus tomber dans le "c'était mieux avant". Il reste beaucoup de choses qui changent de manière tout à fait justifiées.le 28/02/2024 à 23:03 -
UtherExpert éminent séniorTon compilateur sort peut-être actuellement le résultat que tu attends, mais c'est une erreur de penser que c'est forcément le résultat qu'il devait te retourner. D'après le standard, le compilateur est libre de faire absolument ce qu'il veux de ce genre d'instruction. Le comportement de cette expression pourrait très bien changer en fonction de la portion du code dans laquelle elle se trouve, des paramètres d'optimisation, de la version du compilateur ou autre.
Comparer avec JavaScript n'a pas de sens vu que sa spécification est différente. Je ne connais bien la spec de JavaScript, mais il me semble que, comme en Java, l'évaluation des éléments d'une expressions est précisément défini. Je ne suis même pas sur que le concept de UB existe en JavaScript.le 29/02/2024 à 15:52 -
UtherExpert éminent séniorC'est la tragédie des codes reposant sur des UD, on peut avoir quelque chose qui marche, jusqu'au jour où ça ne marche plus, parce qu'on a changé de compilateur ou de réglage d'optimisation par exemple. Donc les tests c'est bien, mais malheureusement ça ne démontre pas l'absence de Undefined Behavior.
Notez que je n'ai pas parlé d'ésotérisme mais de comportement non déterminé (Undefined Behavior), c'est a dire des cas certes syntaxiquement valide mais que le programmeur se doit d'éviter dans un code normal. Dans ces cas là, la spécification du C laisse libre cour au compilateur de faire ce qu'il souhaite, y compris des comportements surprenant, car il s'agit de cas qui ne sont pas censé arriver. Il est tout à fait possible (et même probable dans ce cas particulier de UD) que votre compilateur se comporte de manière tout à fait déterministe, mais le standard ne l'y force absolument pas. Le compilateur a tout à fait le droit (et dans certains cas, ne s'en prive pas) de changer de comportement, en fonction des besoins d'optimisation le plus souvent.
Même si votre compilateur est consistant, rien ne garantit qu'il le restera et un autre compilateur peut réagir différemment.
Alors comme source bibliographique le standard C++ ça vous va ?
6.5 Expressions, §2
Between the previous and next sequence point an object shall have its stored value modified at most once by the evaluation of an expression. Furthermore, the prior value shall be read only to determine the value to be stored.
En effet je risque tellement de me faire blacklister de stackoverflow que je vous invite à regarder cette question où :
- la personne qui pose la question obtient des résultats variables avec son compilateur (chez moi Gcc et Visual Studio donnent des résultats à la fois différents entre eux et différent de la personne qui pose la question).
- une réponse à 600 votes lui explique que vu ce qu'est un UB ça peut arriver et qu'il n'y a pas de résultat à priori correct défini par le standard.
- d'autre réponses au alentours de 100 votes qui lui expliquent précisément ce qui dans la spécification cause ça.
Je ne vous demanderais pas de faire amande honorable ni profil bas, mais à défaut d’arrêter votre ton accusateur merci.
C'est certes l'ouvrage de référence dans l'apprentissage du C et il faisait également office de référence technique dans les années où il n'y avait pas encore de norme. Mais bon la première norme C remonte à il y a 35 ans, c'est clairement l'unique spécification technique reconnue par tous les compilateurs mainstream depuis bien longtemps.
Ce qui n'est pas faux, mais pas aussi précis que la norme qui introduit entre autre les "sequence points" qui permettent de préciser,le moment oui l'incrémentation se fait dans l'évaluation de l'expression ou la limitation du nombre de modifications d'une variable que j'ai cité plus haut.
Et c'est normal : "The C Programming Language" est un manuel, pas une spécification.
J'ose espérer pour tes collèges que tu n'as pas trop appliqué le principe de modifier plusieurs fois une variable dans une même expression, car en plus d'être un comportement indéterminé, c'est illisible.le 29/02/2024 à 19:16 -
PyramidevExpert éminentDe mon côté, pour C et C++, je m'appuie souvent sur en.cppreference.com. Les informations y sont bien classées et les pages insistent sur les différences entre les versions du C++ ou celles du C.
Pour le langage C, dans la page sur l'ordre d'évaluation, on peut lire :If a side effect on a scalar object is unsequenced relative to another side effect on the same scalar object, the behavior is undefined.
Code C : 1
2
3
4i = ++i + i++; // undefined behavior i = i++ + 1; // undefined behavior f(++i, ++i); // undefined behavior f(i = -1, i = -1); // undefined behavior
Dans N2176 (final draft du C17), à la page 55, on peut lire :If a side effect on a scalar object is unsequenced relative to either a different side effect on the same scalar object or a value computation using the value of the same scalar object, the behavior is undefined. If there are multiple allowable orderings of the subexpressions of an expression, the behavior is undefined if such an unsequenced side effect occurs in any of the orderings.85)
The grouping of operators and operands is indicated by the syntax.86) Except as specified later, side effects and value computations of subexpressions are unsequenced.87)85)This paragraph renders undefined statement expressions such as
Code C : 1
2i = ++i + 1; a[i++] = i;
Code C : 1
2i = i + 1; a[i] = i;
le 29/02/2024 à 19:51 -
KsassPeukMembre confirméBen non, pas "évidemment" du tout. Parce que le test exhaustif ça n'existe pas. Tout ce qu'un test garantit c'est qu'il n'y a pas de bug pour la trace d'exécution exécutée. Des traces d'exécutions il y en a un nombre pas du tout raisonnable dans un programme réaliste.
Ça tombe bien, la citation ne dit pas du tout qu'il ne faut pas tester. Elle dit juste que tester est insuffisant pour garantir l'absence de bugs. C'est même précisément pour ça qu'il a inventé une technique qui s'appelle le weakest precondition calculus (et que d'autres ont inventé pleins d'autres méthodes pour garantir l'absence de certains bugs, comme les procédures de typage par exemple).le 05/03/2024 à 16:22