美國國防部大刀闊斧，啟動AI項目：將老舊C代碼全部轉(zhuǎn)換為Rust 原創(chuàng)
整理丨諾亞
出品 | 51CTO技術(shù)棧（微信號：blog51cto）
為了加快向內(nèi)存安全編程語言的遷移步伐，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）正積極推動一項名為“TRACTOR”的創(chuàng)新項目。TRACTOR，即“TRanslating All C TO Rust”，是一個旨在利用先進的機器學(xué)習(xí)技術(shù)自動將老舊的C代碼轉(zhuǎn)換為Rust語言的工具。
內(nèi)存安全問題一直是軟件開發(fā)中的老大難，比如常見的緩沖區(qū)溢出漏洞，這些隱患常常潛伏在龐大的代碼庫中，成為安全威脅的主要來源。DARPA希望通過TRACTOR這樣的工具，借助AI的力量來簡化這一轉(zhuǎn)化過程，從而使軟件變得更加堅固可靠。
TRACTOR項目負(fù)責(zé)人Dan Wallach在一次聲明中描述了這個愿景：“想象一下，你只需訪問任何一家大型語言模型網(wǎng)站，與那里的AI聊天機器人對話，簡單地說一句‘我這兒有些C代碼，能幫我轉(zhuǎn)換成既安全又符合Rust風(fēng)格的代碼嗎？’然后復(fù)制粘貼代碼給它，通常情況下你就會得到滿意的結(jié)果——當(dāng)然，不能保證百分之百的成功率?！?/p>
不過，Wallach也指出了這項工作的核心挑戰(zhàn)：“我們需要大幅提高從C語言到Rust的自動化轉(zhuǎn)換質(zhì)量，尤其是對于那些最關(guān)鍵和復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)?！?/p>
1.僅僅依靠漏洞檢測工具遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠
在過去幾年里，科技巨頭如谷歌和微軟一直公開強調(diào)內(nèi)存安全漏洞帶來的問題，并積極推廣使用除C和C++之外的其他不需要手動管理內(nèi)存的語言。這種倡導(dǎo)不僅在私營部門產(chǎn)生了影響，也引起了公共部門的關(guān)注，后者擁有大量的遺留代碼。
白宮和美國網(wǎng)絡(luò)安全與基礎(chǔ)設(shè)施安全局（CISA）因此鼓勵采用內(nèi)存安全的編程語言，主要提倡的是Rust，同時也包括C#、Go、Java、Python和Swift等語言。
盡管如此，C和C++的維護者們提出了異議，他們認(rèn)為只要嚴(yán)格遵循ISO標(biāo)準(zhǔn)，并充分利用現(xiàn)有的測試工具，就能達(dá)到與Rust相似的安全水平，而不必徹底重寫所有代碼。
然而，DARPA對此的看法似乎表明了對C和C++的態(tài)度已經(jīng)轉(zhuǎn)變。
“經(jīng)過了二十多年的內(nèi)存安全問題后，軟件工程界普遍認(rèn)識到，”DARPA的研究機構(gòu)指出，并引用了國家網(wǎng)絡(luò)安全總監(jiān)辦公室的呼吁，“僅僅依靠漏洞檢測工具是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。”這表明了轉(zhuǎn)向更安全的編程實踐的重要性。
2.目前的翻譯工具仍然需要大量的人工干預(yù)
Rust語言在2015年首次穩(wěn)定發(fā)布，比C語言出現(xiàn)晚了四十多年，它內(nèi)置了內(nèi)存安全性，并且也適合用于低級、性能敏感的系統(tǒng)編程。
Rust語言自2015年首次穩(wěn)定發(fā)布以來，雖然比C語言晚了四十多年，但它內(nèi)置了內(nèi)存安全性，并且非常適合用于低級別的、性能敏感的系統(tǒng)編程任務(wù)。
Rust語言的特性及其日益增長的受歡迎程度催生了諸如Prossimo這樣的倡議。這是一個由非營利組織Internet Security Research Group發(fā)起的項目，旨在通過用Rust重寫關(guān)鍵庫和代碼來減少安全風(fēng)險，其中包括網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議（NTP）守護進程（ntpd-rs）。
Prossimo項目的執(zhí)行董事Josh Aas表示：“鑒于互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施中運行著大量C代碼，使用翻譯工具變得極具吸引力?！?/p>
Aas還提到：“我們已經(jīng)在這一領(lǐng)域進行了實驗，例如最近我們將基于C的AV1實現(xiàn)翻譯為Rust。目前的翻譯工具仍然需要大量的人工干預(yù)以確保翻譯結(jié)果的正確性和符合Rust的習(xí)慣性編程風(fēng)格，但我們希望隨著進一步的投資，這些工具將變得更加高效?！?/p>
Code Metal公司的首席執(zhí)行官Peter Morales則認(rèn)為DARPA的TRACTOR項目既具有前景又恰逢其時。Code Metal是一家專注于為邊緣硬件轉(zhuǎn)譯代碼的公司，最近剛籌集了1650萬美元。
“我認(rèn)為TRACTOR項目在實現(xiàn)上非常可行，我相信它將在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響，因為內(nèi)存安全已成為該領(lǐng)域的重要議題之一?！盡orales說道。
當(dāng)被問及是否同意DARPA所說的軟件社區(qū)已經(jīng)就解決內(nèi)存安全問題達(dá)成共識時，Morales并未完全否定C和C++的價值。
“我認(rèn)為選擇任何一種語言都涉及權(quán)衡，但在內(nèi)核級別，將一部分代碼遷移到Rust是有意義的?！彼a充道。
3.自動代碼轉(zhuǎn)換仍需直面挑戰(zhàn)
談及自動代碼轉(zhuǎn)換的挑戰(zhàn)，Morales表示：“這確實是一個DARPA級別的難題?！痹趪L試為不同語言之間的語句轉(zhuǎn)換制定規(guī)則時，面臨的各種特殊情況數(shù)量之多令人望而卻步。
TRACTOR項目的負(fù)責(zé)人Wallach強調(diào)，他們的目標(biāo)是實現(xiàn)高度自動化，但這需要克服一系列復(fù)雜的技術(shù)挑戰(zhàn)。
“例如，大型語言模型在被要求翻譯代碼時有時能給出驚人的答案，但有時也會產(chǎn)生錯誤的答案，”他解釋道。“另一個挑戰(zhàn)在于，C語言允許代碼對指針執(zhí)行操作，包括算術(shù)運算，而Rust則禁止這類操作。要跨越這個差距，需要的遠(yuǎn)不止是簡單的逐字翻譯?！?/p>
當(dāng)被問及DARPA是否有特定的代碼庫打算進行轉(zhuǎn)換時，Wallach回答說：“我們的目標(biāo)是對整個龐大的開源代碼世界，以及國防工業(yè)基礎(chǔ)中使用的代碼進行轉(zhuǎn)換。雖然我沒有具體的計劃，但像Linux內(nèi)核這樣的項目由于存在技術(shù)上的限制，目前不適合使用Rust。”
DARPA將于2024年8月26日舉辦一場活動，針對計劃為TRACTOR項目提交提案的人士。參與者可以選擇現(xiàn)場參加或遠(yuǎn)程參與。有意參加的人士必須在2024年8月19日前完成注冊。
4.來自開發(fā)者的聲音
盡管TRACTOR項目獲得了官方的支持，但在相關(guān)的新聞討論中，來自民間的聲音似乎并不像上層那樣信心滿滿。
Reddit技術(shù)論壇上，有開發(fā)者直言他對此事的感受“十分復(fù)雜”。
“一方面，我看到了在關(guān)鍵系統(tǒng)中確保內(nèi)存安全的必要性。另一方面……依靠GPT生成的代碼來進行轉(zhuǎn)換？真的嗎？那些出于安全原因應(yīng)該轉(zhuǎn)向Rust的系統(tǒng)，似乎是不應(yīng)該使用任何AI生成代碼的那種系統(tǒng)。”
不少人對此有同感。他們認(rèn)可在關(guān)鍵系統(tǒng)中確保內(nèi)存安全的重要性，也不否認(rèn)這的確是Rust的主要賣點。但是，他們對于依賴AI（如GPT）生成的代碼來實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換持保留意見。畢竟AI生成的代碼可能存在不確定性，總是讓人難以完全信任，在這一前提下讓其滿足關(guān)鍵系統(tǒng)的安全性要求是非常矛盾的。
還有人給出了更為辛辣戲謔的評論：“當(dāng)一切都變得一團糟時，就是Rust開發(fā)者們大賺特賺的時候?！碑?dāng)那些本不適合被轉(zhuǎn)換到新語言（如 Rust）的舊代碼或系統(tǒng)被強行要求轉(zhuǎn)換時，當(dāng)盲目地使用AI來轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換舊代碼時，可能會產(chǎn)生更多的問題而不是解決問題。
這些來自民間的聲音也印證了Stack Overflow不久前發(fā)布的2024年開發(fā)者調(diào)查數(shù)據(jù)。盡管美國政府不斷呼吁減少對C和C++的依賴，但編程語言的受歡迎程度幾乎沒有變化。調(diào)查結(jié)果顯示，Rust的使用率從13.5%下降到了12.6%，而C和C++的使用率略有增長。目前沒有跡象表明會有大規(guī)模從C或C++向其他語言的遷移。
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參考鏈接：
??https://www.theregister.com/2024/08/03/darpa_c_to_rust/??
本文轉(zhuǎn)載自??51CTO技術(shù)棧??，作者：諾亞
