C++ 之父：Rust等内存安全语言的安全性并不优于C++

Posted 2023-02-19 程序员的店小二

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在美国国家安全局 (NSA) 建议组织从 C/C++ 切换到内存安全语言 (如 C#、Rust、Go、Java、Ruby 或 Swift) 之后。C++ 之父 Bjarne Stroustrup 回应称，在他看来，NSA 报告中提到的 “安全” 编程语言在重要应用程序中实际上并不优于 C++。

Bjarne 指出，NSA 的这一判定忽略了 C/C++ 三十多年来的进步；且许多 C++ 的用例也停留在遥远的过去而忽视了改进，其中就包括极大地提高安全性的方法。

现在，如果我认为这些 "安全" 语言中的任何一种在我关心的使用范围内都比 C++ 优越，我就不会认为 C/C++ 的淡出是一件坏事，但事实并非如此。另外，正如所描述的那样，"安全" 仅限于内存安全，而忽略了一种语言可能（并且将会）被用来违反某种形式的安全和保障的十几种其他方式。

Bjarne 表示，自己几十年来一直致力于实现更好、更安全、更高效的 C++。特别是关于 C++ Core Guidelines 的工作，旨在为有需要的人提供静态保证的类型安全和资源安全的 C++。符合 C++ Core Guidelines 的良好静态分析器可以为 C++ 代码安全提供必要的保证，且比升级到更新的安全编程语言要简单得多。

他批评 NSA 的报告只关注内存处理问题，而忽略了许多其他影响项目安全性和可靠性的编程语言问题。并建议使用代码注释和编译器选项来控制规则的包含，以确保类型和资源得到安全处理。考虑到可能对项目造成的破坏，他保证 C++ 社区不会忽视安全问题，但只关注安全问题也不行。因此他计划列出一份可被视为安全问题（包括 UB）的问题清单，并找到预防这些问题的方法。

此外，Bjarne 在与日前 InfoWorld 的邮件沟通中补充道，“太多人谈论神话般的 C/C++ 语言，但转头却去关注 C 部分的弱点。许多这些弱点在 C++ 中是可以避免的，通常可以通过编写更高效的代码来更直接地表达程序员的意图”。

邮件中 Bjarne 也分享了他对安全的定义：目标是类型和资源安全，即每个对象都根据其类型使用，没有资源泄漏。对于 C++，这意味着一些运行时范围检查，消除通过悬空指针的访问，并避免误用强制转换和联合。C++ 提供 high-level 工具，例如容器、span、range-for 循环和变体，它们可以在不损害生产力或效率的情况下提供保证。关于 NSA 引用的所谓安全语言，Bjarne 则表示，所有这些语言都容易受到未经静态验证的代码的攻击。此外，每个系统都必须使用硬件，而有效的硬件访问很少是安全的。

Bjarne 还概述了他安全使用 C++ 的策略：

静态分析以验证没有不安全的代码被执行。

简化代码的编码规则，使工业规模的静态分析可行。

使此类简化代码相当容易编写并确保在需要时进行运行时检查的库。

目前共存在数百万 C++ 程序员和数十亿行 C++ 代码，该语言目前的主要用途包括航空航天、医疗仪器、人工智能 / 机器学习、生物医学、高能物理学等。