論文の概要: Securing Mixed Rust with Hardware Capabilities

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.03344v1
• Date: Fri, 04 Jul 2025 07:12:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-08 15:46:34.69879
• Title: Securing Mixed Rust with Hardware Capabilities
• Title（参考訳）: ハードウェア機能を備えた混合Rustのセキュア化
• Authors: Jason Zhijingcheng Yu, Fangqi Han, Kaustab Choudhury, Trevor E. Carlson, Prateek Saxena,
• Abstract要約: CapsLockは、マシンコードのレベルで動作し、混合コードの実行時にRustの原則違反を検出するセキュリティ執行機構である。 CapsLockは、最近の機能ベースのハードウェア抽象化に実装できるほどシンプルに保たれている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.52089113918087
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: The Rust programming language enforces three basic Rust principles, namely ownership, borrowing, and AXM (Aliasing Xor Mutability) to prevent security bugs such as memory safety violations and data races. However, Rust projects often have mixed code, i.e., code that also uses unsafe Rust, FFI (Foreign Function Interfaces), and inline assembly for low-level control. The Rust compiler is unable to statically enforce Rust principles in mixed Rust code which can lead to many security vulnerabilities. In this paper, we propose CapsLock, a security enforcement mechanism that can run at the level of machine code and detect Rust principle violations at run-time in mixed code. CapsLock is kept simple enough to be implemented into recent capability-based hardware abstractions that provide low-cost spatial memory safety. CapsLock introduces a novel revoke-on-use abstraction for capability-based designs, wherein accessing a memory object via a capability implicitly invalidates certain other capabilities pointing to it, thereby also providing temporal memory safety automatically, without requiring software to explicitly specify such invalidation. Thus, CapsLock is the first mechanism capable of providing cross-language enforcement of Rust principles. We implemented a prototype of CapsLock on QEMU. Evaluation results show that CapsLock is highly compatible with existing Rust code (passing 99.7% of the built-in test cases of the 100 most popular crates) and flags Rust principle violations in real-world Rust projects that use FFI or inline assembly. We discovered 8 previously unknown bugs in such crates in our experiments.
• Abstract（参考訳）: Rustプログラミング言語は、メモリ安全性違反やデータ競合などのセキュリティ上のバグを防止するために、オーナーシップ、借用、AXM(Aliasing Xor Mutability)という3つの基本的なRust原則を強制する。 しかしながら、Rustプロジェクトには、アンセーフなRust、FFI(Foreign Function Interfaces)、低レベルの制御のためのインラインアセンブリを使用するコードといった混合コードがあることが多い。 Rustコンパイラは、Rustの原則をRustの混合コードで静的に強制することはできないため、多くのセキュリティ脆弱性につながる可能性がある。 本稿では,マシンコードのレベルで動作し,混在コードの実行時にRustの原則違反を検出するセキュリティ執行機構であるCapsLockを提案する。 CapsLockは、コストの低い空間メモリの安全性を提供する、最近の機能ベースのハードウェア抽象化に実装できるほどシンプルに保たれている。 CapsLockは、機能ベースの設計のための新しいrevoke-on-use抽象化を導入し、機能によってメモリオブジェクトにアクセスすると、暗黙的にそれを指す他の機能を無効にする。 したがって、CapsLockはRustの原則を言語横断で適用できる最初のメカニズムである。 我々はQEMU上でCapsLockのプロトタイプを実装した。 評価結果によると、CapsLockは既存のRustコード(最も人気のある100のクレートの組み込みテストケースの99.7%をパス)と互換性が高く、FFIやインラインアセンブリを使用した現実のRustプロジェクトでRustの原則違反を警告している。 実験では、これらの木枠にこれまで知られていなかった8つのバグを発見しました。

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