基于Rust开发新的安全编程语言是什么样的

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为提高Windows10的安全性，微软研究人员MatthewParkinson在本周的一次演讲中披露：微软正基于Rust开发新的安全编程语言。这个项目，被微软称为“Verona"。

Verona项目主要目的是通过使用Rust开发Windows底层组件，从而让Windows10变得更安全。

据微软透露，它们通过集成Rust和C/C++来移除Windows中不安全的代码，这种尝试达到了目标。

内存安全问题

众所周知，在每个月的第二个礼拜，微软都会发布修复Windows漏洞的安全补丁。而微软最近透露，近年来发现的大部分bug都与内存安全有关，所以它们想看看是否可以使用Rust来解决这些问题。

在编程语言中，“内存安全”是指保护内存空间不受恶意程序利用。微软的Verona项目旨在防止这类攻击发生。

虽然Verona项目最初可能只是一种尝试，但微软已经取得很大的进展。

MatthewParkinson是微软主攻托管编程语言内存管理的研究员。在最近的一次演讲中，他分享了微软在解决内存问题方面做了哪些工作。

本次演讲中，Parkinson提到了IE和Edge的MemGC（MemoryGarbageCollector，内存垃圾回收器）。

MemGC(MemoryGarbageCollector)：内存垃圾收集器，是Edge的内存管理机制，由IE11的MemoryProtector改进而来，首次在EdgeHTML和MSHTML中使用。Edge使用MemGC来管理DOM和DOM支持的对象，其采用标记清除(Mark-Sweep)算法对垃圾进行回收,能够阻止部分UAF漏洞。

MemGC解决了与标准浏览器DOM相关的漏洞，给谷歌Zero项目的黑客们留下了深刻的印象。

Parkinson说：“我们为DOM开发了一个垃圾回收器。在IE中，内存的‘释放后使用’（use-after-free）是人们利用DOM引擎内存管理机制的常见方式。然后，微软开发了MemGC，作为DOM的守护垃圾回收器。它几乎专治这种类型的漏洞，基本上把这类攻击杜绝掉了。”

而微软要解决的另一类bug与未初始化的内存有关。

Parkinson深入探讨了一个可能会引起消费者共鸣的问题：“如何才能打造出在未来最安全的产品？我们仍然要处理遗留问题，不能把现有的东西全部都扔掉，但可以在一个更安全的系统中重建一些东西。”

Parkinson说微软正在使用Rust重写一些组件，他的演讲主要集中在语言的设计和隔离能力上。

“如果我们想要隔离能力，把遗留代码隔离起来，不让攻击者的攻击代码冒头，那么应该怎样设计这门语言？”

Verona项目

于是，Verona项目诞生。微软宣称这门语言面向的是“安全的基础设施编程”，Verona项目很“快”会开源。

据悉，这个项目得到了C#项目经理MadsTorgensen和微软剑桥研究院工程师JulianaFranco的支持。

微软面临的挑战是要覆盖“应用程序图谱”，从用于桌面应用程序的C#，到用于Exchange、ASP.NET、Azure和设备驱动程序的C和C#，再到深度的Windows组件，如内存管理、启动加载器和Windows内核硬件抽象层（HAL）。

Parkinson说：“要做好内存管理很难。如果存在任意的并发冲突，要保证临时内存安全就非常困难”。

“Rust的所有者模型基于单个对象，而Verona基于一组对象。在C++里，程序员获取指针，指针是基于对象的，并且基本上是一个对象一个指针。但我认为的数据和语法不应该是这样的，我所认为的数据结构应该是对象的集合，集合有它自己的生命周期”。

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