Rust 安全攻防：LLVM IR 和 WASM
安全環境在不斷變化，因此，安全軟件的開發需要跟上最新的威脅和攻擊向量。近年來，人們對使用 Rust、LLVM IR 和 WebAssembly (WASM) 爲紅隊和藍隊開發安全軟件越來越感興趣。在本文中，我們將探討使用這些技術的好處，並提供演示其功能的代碼示例。
Rust、LLVM IR 和 WASM 對安全軟件開發的好處：
1，內存安全：Rust 是一種系統編程語言，它在編譯時提供內存安全保證，使其成爲開發安全軟件的絕佳選擇。通過消除常見的編程錯誤，如緩衝區溢出和空指針解引用，Rust 有助於減少安全軟件的攻擊面。
2，性能優化：LLVM 是一個功能強大的代碼生成框架，提供了將代碼編譯爲機器代碼的高級優化技術。Rust 利用 LLVM 作爲其主要的代碼生成後端，使開發人員能夠創建針對各種平臺進行優化的高性能安全軟件。
3，可移植性：WebAssembly 是一種二進制指令格式，允許代碼在沙盒環境中執行，提供了高度的安全性。通過將 Rust 代碼編譯爲 WASM，可以輕鬆地將安全軟件部署到各種平臺，包括瀏覽器和其他設備。
代碼示例
下面是一些演示 Rust、LLVM IR 和 WASM 用於安全軟件開發的代碼示例。
1，密碼哈希
密碼哈希是安全軟件的關鍵組成部分，因爲它有助於在數據泄露的情況下保護用戶憑據不被泄露。下面是 Rust 如何實現密碼哈希算法的示例：
use rand::Rng;
use ring::digest::{Context, SHA256};
fn hash_password(password: &str, salt: &[u8]) -> String {
let mut context = Context::new(&SHA256);
context.update(password.as_bytes());
context.update(salt);
let digest = context.finish();
hex::encode(digest)
}
fn main() {
let password = "password123";
let salt = rand::thread_rng().gen::<[u8; 16]>();
let hashed_password = hash_password(password, &salt);
println!("Password: {}", password);
println!("Salt: {}", hex::encode(salt));
println!("Hashed Password: {}", hashed_password);
}在這個例子中，我們使用 Rust 庫 ring 來實現 SHA256 哈希算法；我們還使用 rand 庫生成隨機鹽值，用於向哈希過程添加額外的安全層；使用 hex 庫用於編碼和解碼十六進制字符串。
執行結果如下：
Password: password123
Salt: 4ea9c77464838abd168972247b631ee5
Hashed Password: f53d4d06addc3e331125f9934e1e9265d9df556c6294ef8e9d1a8328a0d4a19f2，網絡嗅探
網絡嗅探是紅隊用來攔截和分析網絡流量的常用技術。下面是 Rust 如何實現一個簡單的網絡嗅探器的示例：
fn main() {
// get the default Device
let device = pcap::Device::lookup()
.expect("device lookup failed")
.expect("no device available");
println!("Using device {}", device.name);
// Setup Capture
let mut cap = pcap::Capture::from_device(device)
.unwrap()
.immediate_mode(true)
.open()
.unwrap();
// get a packet and print its bytes
println!("{:?}", cap.next_packet());
}在本例中，我們使用 Rust 庫 pcap 來捕獲來自設備的網絡流量。這對於分析網絡流量和識別網絡中的潛在漏洞非常有用。
執行結果如下：
Using device en0
Ok(Packet { header: PacketHeader { ts: 1680575837.216913, caplen: 80, len: 80 }, data: [1, 0, 94, 110, 238, 238, 4, 120, 99, 52, 126, 199, 8, 0, 69, 0, 0, 66, 229, 77, 0, 0, 255, 17, 54, 212, 192, 168, 1, 3, 238, 238, 238, 238, 22, 51, 22, 51, 0, 46, 74, 150, 82, 1, 33, 189, 136, 16, 187, 46, 119, 101, 108, 108, 45, 107, 110, 111, 119, 110, 4, 99, 111, 114, 101, 77, 0, 115, 116, 61, 104, 111, 109, 101, 67, 101, 110, 116, 101, 114] })3，實現一個簡單的加密算法
下面是一個使用 Rust、LLVM IR 和 WASM 實現簡單加密算法的示例。
首先，讓我們定義一個簡單的加密算法。對於本例，我們將使用簡單的 Caesar 密碼，它將消息中的每個字母移動固定的數量。下面是一些 Rust 代碼，實現了這個密碼：
fn encrypt(message: &str, shift: u8) -> String {
let mut result = String::new();
for c in message.chars() {
let shifted_c = (c as u8 + shift) as char;
result.push(shifted_c);
}
result
}這個函數接受一個消息字符串和一個 shift 值，並返回一個新字符串，其中消息中的每個字母都按給定的量進行了移位。
現在，讓我們將 Rust 代碼編譯爲 LLVM IR。我們可以使用 Rust 編譯器的——emit= LLVM - IR 選項來發出 LLVM IR，而不是機器代碼。下面是這樣做的命令：
rustc --emit=llvm-ir src/main.rs -o encrypt.ll這將產生一個名爲 encrypt 的文件，它包含 Rust 程序的 LLVM IR 代碼。
接下來，我們將使用 LLVM 工具鏈將這個 LLVM IR 代碼編譯爲 WASM。我們將使用 llc 和 wasm-ld 命令來做到這一點。下面是將 LLVM IR 編譯爲目標代碼的命令：
llc -march=wasm32 -filetype=obj encrypt.ll -o encrypt.o這將產生一個名爲 encrypt.o 的目標文件，其中包含程序的 WASM 對象代碼。
最後，我們將使用 WASM -ld 命令將目標文件與 WebAssembly 系統庫鏈接起來，並生成一個完整的 WASM 模塊。下面是這樣做的命令：
wasm-ld encrypt.o --no-entry --export-all -o encrypt.wasm這將產生一個名爲 encrypt.wasm 的文件，它包含我們程序的完整 wasm 模塊。
現在我們有了 WASM 模塊，我們可以在網頁中使用它。下面是一個使用我們的加密消息模塊的 HTML 文件示例：
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Caesar Cipher Demo</title>
<script>
async function run() {
const response = await fetch('encrypt.wasm');
const buffer = await response.arrayBuffer();
const module = await WebAssembly.instantiate(buffer);
const exports = module.exports;
const message = 'hello, world';
const shift = 13;
const encrypted = exports.encrypt(message, shift);
console.log(encrypted);
}
run();
</script>
</head>
<body>
</body>
</html>這個 HTML 文件使用 fetch 加載我們的 WASM 模塊，然後實例化模塊，並使用消息和 shift 值調用 encrypt 函數。結果被打印到控制檯。
通過幾個簡單的步驟，我們在 Rust 中實現了一個簡單的加密算法，將其編譯爲 LLVM IR，然後再編譯爲 WASM，並在網頁中使用它。
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來源：https://mp.weixin.qq.com/s/uNHHvhxec8HAnMUbWW7OiQ