Τι είναι η μη ασφαλής σκουριά;

Οι εγγυήσεις ασφάλειας της μνήμης είναι ένα από τα σημεία πώλησης της Rust. Ωστόσο, το Rust δεν έχει ανοσία σε σφάλματα και ευπάθειες. Καθώς ο έλεγχος δανείου της Rust επιβάλλει το μοντέλο ιδιοκτησίας, υπάρχει μια μικρή αντιστάθμιση στον χρόνο συλλογής κατά τη διάρκεια των ελέγχων ασφαλείας.

Το Rust παρέχει λειτουργικότητα για την παράκαμψη των ελέγχων ασφαλείας σε μια λειτουργία που ονομάζεται "Unsafe Rust" που σας επιτρέπει να αποφύγετε αυτούς τους ελέγχους ασφαλείας για λόγους απόδοσης. Το Unsafe Rust είναι ένα ισχυρό εργαλείο για τη σύνταξη αποδοτικού λογισμικού συστημάτων χαμηλού επιπέδου με το Rust.

Κατανόηση της μη ασφαλούς σκουριάς

Το Unsafe Rust είναι ένα σύνολο λειτουργιών που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για να παρακάμψετε τις εγγυήσεις ασφαλείας του Rust με αντάλλαγμα μεγαλύτερο έλεγχο στη μνήμη. Τα μη ασφαλή χαρακτηριστικά του Rust περιλαμβάνουν ακατέργαστους δείκτες, μη ασφαλείς λειτουργίες και μη ασφαλή χαρακτηριστικά.

Ο σκοπός του μη ασφαλούς Rust είναι να παρέχει στους προγραμματιστές τη δυνατότητα να γράφουν κώδικα συστήματος χαμηλού επιπέδου χωρίς να θυσιάζουν την απόδοση. Μπορείτε να έχετε πρόσβαση και να χειρίζεστε πόρους μνήμης απευθείας και να αυξήσετε την απόδοση της εφαρμογής σας με το μη ασφαλές Rust.

Το Unsafe Rust είναι ιδιαίτερα χρήσιμο στην ανάπτυξη λειτουργικού συστήματος, στον προγραμματισμό δικτύου και στην ανάπτυξη παιχνιδιών, όπου η απόδοση είναι κρίσιμη. Σε αυτά τα πλαίσια, θα χρειαστείτε λεπτομερή έλεγχο της διάταξης μνήμης και της συμπεριφοράς κώδικα του προγράμματος. Το Unsafe Rust σάς επιτρέπει να το επιτύχετε αυτό παρέχοντας αφαιρέσεις χαμηλού επιπέδου για την υλοποίηση πολύπλοκων αλγορίθμων και δομών δεδομένων.

Εργασία με μη ασφαλή σκουριά

Τα μη ασφαλή μπλοκ παρέχουν τη λειτουργικότητα για τη χρήση μη ασφαλών λειτουργιών Rust. Θα χρησιμοποιήσετε το επισφαλής λέξη-κλειδί για τον ορισμό μη ασφαλών μπλοκ που περιέχουν έγκυρο κώδικα Rust.

Δείτε πώς μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα μη ασφαλές μπλοκ για άμεση πρόσβαση στη μνήμη για τροποποίηση τιμής:

στκύριος() {
αφήνωmut x = 10;
επισφαλής {
αφήνω ακατέργαστο = &mut Χ όπως και *muti32;
 *ωμά = 20;
 }
println!("x είναι τώρα {}", Χ);
}

ο Χ Η μεταβλητή είναι ένας μεταβλητός ακέραιος αριθμός. Στο επισφαλής μπλοκ, ο ακατέργαστος δείκτης προς Χ εκχωρεί μια νέα τιμή σε Χ. Ο κωδικός στο επισφαλής Το μπλοκ είναι έγκυρο αλλά όχι ασφαλές και δεν ήταν σε μη ασφαλές μπλοκ. το πρόγραμμα κολλάει.

Επιπλέον, μπορείτε να ορίσετε μη ασφαλείς λειτουργίες προσθέτοντας το επισφαλής λέξη-κλειδί πριν από το στ λέξη-κλειδί στις δηλώσεις λειτουργίας σας.

επισφαλήςστperform_unsafe_operation() {
// Ο μη ασφαλής κωδικός σας εδώ
}

Θα χρειαστείτε ένα μη ασφαλές μπλοκ για να καλέσετε μη ασφαλείς συναρτήσεις σε άλλα μέρη του προγράμματός σας.

στκύριος() {
επισφαλής {
 perform_unsafe_operation();
 }
}

Λειτουργίες σήμανσης με το επισφαλής λέξη-κλειδί δεν σημαίνει ότι η λειτουργία είναι εγγενώς επικίνδυνη. Υποδεικνύει ότι η συνάρτηση περιέχει κώδικα που απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή στη χρήση.

Οι κίνδυνοι που σχετίζονται με τη χρήση μη ασφαλούς σκουριάς

Η ακατάλληλη χρήση του μη ασφαλούς Rust μπορεί να οδηγήσει σε σφάλματα μνήμης, αγώνες δεδομένων και άλλες ευπάθειες ασφαλείας. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τους κινδύνους ακολουθώντας τις βέλτιστες πρακτικές που σχετίζονται με το μη ασφαλές Rust για τη σύνταξη ασφαλούς και αποδοτικού κώδικα.

Ο κύριος κίνδυνος που σχετίζεται με το μη ασφαλές Rust είναι η πιθανότητα σφαλμάτων που σχετίζονται με τη μνήμη που μπορεί να οδηγήσουν σε σφάλματα, ευπάθειες ασφαλείας και απροσδιόριστες συμπεριφορές κώδικα.

Προκύπτουν σφάλματα μνήμης όταν ένα πρόγραμμα επιχειρεί να αποκτήσει μη φυσιολογική πρόσβαση στη μνήμη. το πρόγραμμα τελικά διακόπτεται ή συμπεριφέρεται απρόβλεπτα.

Οι αγώνες δεδομένων συμβαίνουν όταν δύο ή περισσότερα νήματα προγράμματος έχουν πρόσβαση στο ίδιο κομμάτι μνήμης ταυτόχρονα και σε τουλάχιστον ένα από τα νήματα τροποποιεί την τιμή στη μνήμη, προκαλώντας έτσι τη συμπεριφορά του προγράμματος απρόσμενα.

Μπορείτε να ενεργοποιήσετε υπερχειλίσεις buffer χρησιμοποιώντας ακατάλληλα το μη ασφαλές Rust. Οι υπερχειλίσεις buffer συμβαίνουν όταν ένα πρόγραμμα εγγράφει δεδομένα πέρα ​​από το τέλος ενός buffer. Οι υπερχειλίσεις buffer ενδέχεται να προκαλέσουν διακοπή λειτουργίας του προγράμματος ή να επιτρέψουν στους εισβολείς να εκτελέσουν αυθαίρετο κώδικα.

Μια άλλη ευπάθεια είναι η χρήση μετά την ελεύθερη (UAF) που εμφανίζεται όταν ένα πρόγραμμα αποκτά πρόσβαση στη μνήμη μετά την αποκατανομή τιμής. Το UAF μπορεί να προκαλέσει απρόβλεπτη συμπεριφορά του προγράμματος και ενδεχομένως να εισάγει τρωτά σημεία ασφαλείας.

Λόγω αυτών των τρωτών σημείων, όταν εργάζεστε με μη ασφαλή Rust, είναι απαραίτητο να το κάνετε σε βάθος κατανοήσουν την ιδιοκτησία του Rust και πώς λειτουργεί το μοντέλο δανεισμού στο Rust ακολουθώντας τις βέλτιστες πρακτικές.

Η διαχείριση της μνήμης του Rust είναι ευέλικτη

Το μοντέλο ιδιοκτησίας της Rust διαχειρίζεται τη μνήμη αυτόματα, μειώνοντας τον κίνδυνο σφαλμάτων που σχετίζονται με τη μνήμη. Ο δανεισμός επιτρέπει σε πολλές μεταβλητές να έχουν πρόσβαση στους ίδιους πόρους μνήμης χωρίς συγκρούσεις ταυτόχρονα.

Η διαχείριση μνήμης του Rust παρέχει την ευελιξία, την ασφάλεια και τις επιδόσεις που απαιτούνται για την ανάπτυξη σύγχρονου λογισμικού, καθιστώντας το Rust ένα ισχυρό εργαλείο για τη σύνταξη αποτελεσματικού και αξιόπιστου κώδικα.