Gli scienziati del centro di ricerca francese Inria, insieme a Microsoft, hanno sviluppato un modo per convertire automaticamente il codice C in codice Rust sicuro, con l’obiettivo di soddisfare la crescente domanda di sicurezza della memoria.
Creato negli anni ’70, il linguaggio di programmazione C è diventato la base per molti sistemi, applicazioni e librerie mission-critical, incluso il kernel Linux. Tuttavia il C, come la sua continuazione logica C++, non garantisce la sicurezza della memoria. La sua gestione manuale della memoria, pur fornendo flessibilità ed efficienza, è soggetta a errori come out-of-bounds e use-after-free.
Questi bug costituiscono una parte significativa delle vulnerabilità del software. Ad esempio, nel 2019 costituivano il 76% delle vulnerabilità di Android, ma grazie all’utilizzo di Rust e del secure code questa cifra è scesa al 24% nel 2024.
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Rust ti permette di scrivere codice sia sicuro che non sicuro, lasciando la scelta allo sviluppatore. Al contrario, C e C++ richiedono uno sforzo significativo, come analisi e test statici, ma non la forniscono in modo nativo.
Negli ultimi anni c’è stato un forte sostegno al passaggio a linguaggi con sicurezza della memoria incorporata, come Rust, Go, Python e Java. Nonostante ciò, alcuni programmatori continuano a cercare modi per utilizzare C e C++ in modo sicuro, evitando il passaggio a Rust. Google, pur promuovendo attivamente Rust, riconosce anche che C e C++ rimarranno in uso per molti anni a venire.
Tra i tentativi di migliorare la sicurezza del C spiccano progetti come TrapC e Fil-C. Il primo sviluppa un approccio a un sottoinsieme del linguaggio e il secondo, pur fornendo sicurezza, riduce le prestazioni e non supporta la piena compatibilità con l’interfaccia binaria dell’applicazione.
Lo studio, Compiling C into Safe Rust , dei ricercatori Aymeric Fromertz (Inria) e Jonathan Protzenko (Microsoft), offre un approccio alternativo. Si sono concentrati sulla traduzione del codice formalmente testato per l’uso industriale in Rust sicuro. Per fare ciò, è stato creato un sottoinsieme del linguaggio C chiamato Mini-C, che evita costrutti difficili da tradurre come l’aritmetica dei puntatori e la mutabilità implicita.
Utilizzando Mini-C tramite il compilatore KaRaMeL, gli sviluppatori ottengono la conversione automatica del codice in Rust sicuro. Ad esempio, la libreria di crittografia HACL, composta da 80.000 righe di codice, è stata tradotta con modifiche minime. E la libreria serializzatore EverParse, contenente 1.400 righe di codice, è stata convertita senza alcuna modifica. Le prestazioni del codice Rust risultante sono rimaste al livello del C originale, nonostante l’aggiunta di ulteriori controlli e altri miglioramenti.
I frutti del lavoro dei ricercatori vengono già utilizzati nelle applicazioni di sicurezza del mondo reale. Ad esempio, la versione Rust di HACL è stata recentemente integrata nelle librerie Mozilla NSS e OpenSSH.
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