Conf 2021 – 2022, Online, China 姜剑峰 Rust API可靠性分析与验证 Rust China Conf 2021 – 2022, Online, China 主题内容 • Rust第三方库API可靠性现状 • 现用方法的局限性 • 基于程序合成+模糊测试的可靠性分析方法 Rust China Conf 2021 – 2022, Online, China 本（2019）硕（2022）毕业于复旦大学 • 目前在蚂蚁集团安全计算部门开发应用于机密计算的Rust系统软件 • 研究生期间主要从事Rust测试与验证工具的研究，本人所在的是国内最早 开展Rust程序分析相关研究的实验室（https://artisan-lab.github.io） • 我们关于Rust库模糊测试的论文 RULF: Rust Library Fuzzing via API Dependency China Conf 2021 – 2022, Online, China 现有的可靠性分析方法及其局限性 模糊测试(afl.rs, libfuzzer)：分支覆盖率；用例程序的构造 符号执行(klee, angr)：路径爆炸；求解困难 静态分析(MirChecker, Rudra, SafeDrop)：分析特定问题；假阳性 形式化验证(RustBelt)：无法方便的验证第三方库 其他工具（Miri等）…

基于静态分析的Rust内存安全缺陷检测研究 报告人：徐辉 报告日期：2022.11.25 复旦大学 大纲 一、问题背景 二、Rust指针缺陷检测方法 三、实验结论 四、论文发表心得 大纲 一、问题背景 二、Rust指针缺陷检测方法 三、实验结论 四、论文发表心得 Rust语言 ❑ 系统级安全编程语言 ▪ 内存安全 ▪ 并发安全 ▪ 效率 2006年 2011年 手动释放内存或调用析构函数 ▪ 函数返回时发生的自动析构或内存释放 ❑ Rust设计的目标之一是编译时检查指针别名（共享可变引用） ▪ 但一般意义上的指针分析是NP-hard问题 ▪ 智能指针可行，但作为运行时方案，效率低 ▪ Rust在语法设计中引入所有权机制，简化指针分析问题 Rust所有权模型 => XOR Mutability ❑ 一个对象有且只有一个所有者 ❑ 所有权可以转移给其它变量 ▪ 用完不用还 Memory Reclaim问题：示例1 创建一个临时字符串s 通过unsafe将v指向临时内存 返回v 自动析构s，造成悬空指针v 访问v造成use-after-free 从Rust MIR分析Auto Memory Reclaim问题 _1 = const > ::from(const "a

x: |____| x = &a 访问 x: | 失败：访问 x 分析：借用者 x 的生命周期是资源所有者 a 的生命周期的子集。但 是 x 的生命周期在第一个 }时结束并销毁，在接下来的 println! 中再 次访问便会发生严重的错误。 3.3.1 隐式 lifetime 简体中文版已经描述的非常到位了。 当在函数中使用生命周期注解时，这些注解出现在函数签名中，而不存在于函 数体中的任何代码中。这是因为 Rust 能够分析函数中代码而不需要任何协助， 不过当函数引用或被函数之外的代码引用时，让 Rust 自身分析出参数或返回 值的生命周期几乎是不可能的。这些生命周期在每次函数被调用时都可能不同。 这也就是为什么我们需要手动标记生命周期。 当具体的引用被传递给 --features "shumway pdf" 第六章 Rust 语言高级特性 6.1 函数式编程 6.1.1 闭包 闭包的定义有两种： 闭包（英语：Closure），又称词法闭包（Lexical Closure）或函数闭包 （function closures），是引用了自由变量的函数。这个被引用的自由变量将 和这个函数一同存在，即使已经离开了创造它的环境也不例外。

println! 语句移到引入 c 的作用域之前，这段代码就可以编译。 122 • 这样更改后，编译器会发现 b 只在通过 c 对 a 进行新可变借用之前使用过。这是借用检查器的一个 功能，名为“非词法作用域生命周期”。 • The exclusive reference constraint is quite strong. Rust uses it to ensure that data races 驱动程序、简单引导加载程序、JTAG、异常级别、异常处理、分页表 – 在 Rust 中，有些用于处理缓存维护和初始化的方法并不安全，不适宜照搬到正式版代码中。 275 • cargo-call-stack – 使用静态分析来确定堆栈用量上限。 • 在 RaspberryPi 操作系统教程中，先运行 Rust 代码然后启用 MMU 和缓存。此操作会读取和写入 内存（例如堆栈）。不过： – 如果不启用 MMU 和缓存，非对齐访问将会出错。它使用

银行证券保险 企业、公安部、上海市公安局、武汉市公安局等 100+ 公安机构，国家电网、 国信通产业集团等电力能源行业提供数据智能产品解决方案及长期服务。 海致专注为政府、金融、能源等客户提供大数据处理、分析、挖掘服务，在互 联网技术基础上，打造专业、易用的企业级大数据实战应用产品及解决方案。 北京中关村总部 武汉运维中心 深圳研发中心 上海应用中心 专注于数据智能技术赋能中国数字经济发展 AtlasGraph 大规模图数据分析平 台”荣获中国计算机学会（ CCF ： China Computer Federation ）“ 2021 年 CCF 科 学技术奖科技进步卓越奖”。 伴随市场对于知识图谱应用的不断深入，图数据规模和应用性能之间的矛盾愈 加凸显，海致针对以上背景展开了系统性的技术攻关，解决了图数据的高效存 储、索引及复制难题，提出了基于图缩减的高效分析方法，并孵化出了一个大 规模图数据分析平台 AtlasGraph 。 5 获得 2022 年中国电子学会科学技术奖科技进步一等奖 中国电子学会发布的《 2022 中国电子学会科学技术奖公告》，海 致星图与北京邮电大学、蚂蚁科技集团有限公司、中移动信息技术 有限公司联合研发的“大规模复杂异质图数据智能分析技术与规模化 应用”项目，斩获“科学技术奖科技进步一等奖”，这也是国内电子信 息领域的最高奖项。 该奖

小结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 第 2 章 复杂度分析 17 2.1 算法效率评估 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.2 若你是算法“大神”，我们期待收到你的宝贵建议，或者一起参与创作。 前置条件 你需要至少具备任一语言的编程基础，能够阅读和编写简单代码。 0.1.2 内容结构 本书的主要内容如图 0‑1 所示。 ‧ 复杂度分析：数据结构和算法的评价维度与方法。时间复杂度和空间复杂度的推算方法、常见类型、示 例等。 ‧ 数据结构：基本数据类型和数据结构的分类方法。数组、链表、栈、队列、哈希表、树、堆、图等数据 结构的 图 0‑8 算法学习路线 0.3 小结 ‧ 本书的主要受众是算法初学者。如果你已有一定基础，本书能帮助你系统回顾算法知识，书中源代码也 可作为“刷题工具库”使用。 ‧ 书中内容主要包括复杂度分析、数据结构和算法三部分，涵盖了该领域的大部分主题。 ‧ 对于算法新手，在初学阶段阅读一本入门书至关重要，可以少走许多弯路。 ‧ 书中的动画图解通常用于介绍重点和难点知识。阅读本书时，应给予这些内容更多关注。

小结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 第 2 章 复杂度分析 17 2.1 算法效率评估 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.2 若你是算法“大神”，我们期待收到你的宝贵建议，或者一起参与创作。 前置条件 你需要至少具备任一语言的编程基础，能够阅读和编写简单代码。 0.1.2 内容结构 本书的主要内容如图 0‑1 所示。 ‧ 复杂度分析：数据结构和算法的评价维度与方法。时间复杂度和空间复杂度的推算方法、常见类型、示 例等。 ‧ 数据结构：基本数据类型和数据结构的分类方法。数组、链表、栈、队列、哈希表、树、堆、图等数据 结构的 图 0‑8 算法学习路线 0.3 小结 ‧ 本书的主要受众是算法初学者。如果你已有一定基础，本书能帮助你系统回顾算法知识，书中源代码也 可作为“刷题工具库”使用。 ‧ 书中内容主要包括复杂度分析、数据结构和算法三部分，涵盖了该领域的大部分主题。 ‧ 对于算法新手，在初学阶段阅读一本入门书至关重要，可以少走许多弯路。 ‧ 书中的动画图解通常用于介绍重点和难点知识。阅读本书时，应给予这些内容更多关注。

小结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 第 2 章 复杂度分析 17 2.1 算法效率评估 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.2 若你是算法“大神”，我们期待收到你的宝贵建议，或者一起参与创作。 � 前置条件 你需要至少具备任一语言的编程基础，能够阅读和编写简单代码。 0.1.2 内容结构 本书的主要内容如图 0‑1 所示。 ‧ 复杂度分析：数据结构和算法的评价维度与方法。时间复杂度和空间复杂度的推算方法、常见类型、示 例等。 ‧ 数据结构：基本数据类型和数据结构的分类方法。数组、链表、栈、队列、哈希表、树、堆、图等数据 结构的 图 0‑8 算法学习路线 0.3 小结 ‧ 本书的主要受众是算法初学者。如果你已有一定基础，本书能帮助你系统回顾算法知识，书中源代码也 可作为“刷题工具库”使用。 ‧ 书中内容主要包括复杂度分析、数据结构和算法三部分，涵盖了该领域的大部分主题。 ‧ 对于算法新手，在初学阶段阅读一本入门书至关重要，可以少走许多弯路。 ‧ 书中的动画图解通常用于介绍重点和难点知识。阅读本书时，应给予这些内容更多关注。

小結 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 第 2 章 複雜度分析 17 2.1 演算法效率評估 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.2 迭代與遞迴 若你是演算法“大神”，我們期待收到你的寶貴建議，或者一起參與創作。 前置條件 你需要至少具備任一語言的程式設計基礎，能夠閱讀和編寫簡單程式碼。 0.1.2 內容結構 本書的主要內容如圖 0‑1 所示。 ‧ 複雜度分析：資料結構和演算法的評價維度與方法。時間複雜度和空間複雜度的推算方法、常見型別、 示例等。 ‧ 資料結構：基本資料型別和資料結構的分類方法。陣列、鏈結串列、堆疊、佇列、雜湊表、樹、堆積、 圖等 0‑8 演算法學習路線 0.3 小結 ‧ 本書的主要受眾是演算法初學者。如果你已有一定基礎，本書能幫助你系統回顧演算法知識，書中源程 式碼也可作為“刷題工具庫”使用。 ‧ 書中內容主要包括複雜度分析、資料結構和演算法三部分，涵蓋了該領域的大部分主題。 ‧ 對於演算法新手，在初學階段閱讀一本入門書至關重要，可以少走許多彎路。 ‧ 書中的動畫圖解通常用於介紹重點和難點知識。閱讀本書時，應給予這些內容更多關注。

(filter (= $1.2 “Bob”) (scan $1 (list $1.1 $1.2))) (scan $2 (list $2.1 $2.2)) )) 定义规则：谓词下推 分析：Column Analysis (join inner (and (= $1.1 $2.1) (= $1.2 “Bob”)) (scan $1 (list $1.1 $1.2)) ❌ 嵌套的聚合函数 SELECT a FROM t WHERE sum(b) > 10 ❌ WHERE 中的聚合函数 聚合函数提取 sum + count $1.1 聚合分析 count [] [count(Id(1))] [sum(Id(1))] [sum(Id(1)), count(Id(1))] Id=1 2 3 4 5 [count(Id(4))] Schema 分析 改⽤ egg 之前这个需要 200 ⾏代码完成 a + build_recexpr schema = [a, b, (+ a b)] #2 + #0 a + b 物理下标解析 Parser Binder Optimizer Executor SQL AST Table 基于 egg 的新版查询引擎 类型分析 Schema 分析 聚合分析