
La sécurité des logiciels est devenue une priorité pour les développeurs et les organisations du secteur public et privé. Des langages comme Rust, C#, et Go ont gagné en popularité grâce à leurs caractéristiques de sécurité mémoire intégrées. Cependant, le C++ reste un pilier dans le développement de systèmes performants et bas niveau. Pour répondre à cette demande croissante de sécurité, la communauté C++ a élaboré les extensions Safe C++.
Qu’est-ce que les extensions Safe C++ ?
Les extensions Safe C++ visent à introduire des fonctionnalités de sécurité mémoire dans le langage C++. Ces extensions incluent des mécanismes comme le vérificateur d’emprunt (borrow checker) pour prévenir les erreurs d’utilisation après libération et des analyses d’initialisation pour garantir la sécurité des types. Ces outils permettent aux développeurs d’écrire du code plus sûr sans sacrifier les performances et la flexibilité du C++.
Le projet Safe C++ est le fruit d’une collaboration entre la C++ Alliance et des ingénieurs renommés comme Sean Baxter. Cette initiative marque une étape importante dans l’écosystème C++, en répondant aux critiques et en s’adaptant aux exigences de sécurité actuelles. Sean Baxter a déclaré que le projet permettrait aux développeurs C++ d'obtenir la sécurité mémoire de Rust, mais sans nécessiter l'apprentissage d'un nouveau langage.
« Safe C++ empêche les utilisateurs d'écrire du code non fiable. Cela inclut des fonctionnalités d'intelligence à la compilation telles que la vérification des emprunts pour éviter les bogues d'utilisation après libération et l'analyse d'initialisation pour la sécurité des types », a-t-il déclaré. Safe C++ permettrait une migration incrémentielle du code, car il ne s'applique qu'au code dans un contexte sécurisé. Le code non sécurisé existant fonctionnerait comme avant.
Abandon de Safe C++ et le choix des « Profils »
Lors de ses dernières discussions, le comité C++ a décidé de mettre la proposition Safe C++ de côté pour concentrer ses efforts sur une autre approche : les « Profils ». Imaginée par Bjarne Stroustrup, le créateur du C++, cette stratégie consiste à définir différents Profils de garanties (sécurité, performance, contraintes de compilation) que les développeurs pourraient appliquer selon leurs besoins, plutôt que d’imposer un modèle de sûreté unique.
« Le groupe de travail sur la sécurité et la sûreté a voté pour donner la priorité aux Profils plutôt qu'à Safe C++. Demandez aux responsables des Profils de vous tenir au courant. Safe C++ n'est pas poursuivi », a commenté Sean Baxter, auteur du compilateur Circle C++ de pointe, en juin de cette année.
Quelles sont les raisons du rejet du modèle Rust-like ? À en croire les discussions sur le sujet, le modèle inspiré de Rust imposait des contraintes jugées trop lourdes pour l’écosystème C++. L’idée d’annoter les fonctions comme sûres ou pures, avec l’obligation qu’elles n’appellent que d’autres fonctions elles-mêmes sûres, a été perçue comme trop radicale et difficilement compatible avec la base de code existante et l’évolution progressive du langage.
Incertitude quant à l'avenir du projet Safe C++
Bien que Sean Baxter affirme que le projet Safe C++ est abandonné, la question ne semble pas totalement trachée. Erich Keane, membre du comité C++ et coprésident du groupe de travail sur l'évolution du C++ (EWG), a déclaré que « la proposition de Sean Baxter a reçu un vote d'encouragement, environ la moitié (20/45) des personnes ayant encouragé le document de Sean Baxter, et 30/45 ayant encouragé le travail sur les Profils (avec 6 neutres) ».
Il semble donc que Sean Baxter soit invité à poursuivre ses efforts, et de nombreux membres du comité aimeraient le voir poursuivre ses efforts pour normaliser cette question ». En réponse, il a déclaré : « le modèle de sécurité inspiré de Rust n'est pas populaire auprès du comité. Poursuivre mes efforts ne changera rien à cela. Les Profils ont remporté le débat ».
Il a ajouté que les principes d'évolution du C++ adoptés par l'EWG incluent la déclaration suivante : « nous devrions éviter d'exiger une annotation de fonction sûre ou pure qui implique sémantiquement qu'une fonction sûre ou pure ne peut appeler que d'autres fonctions sûres ou pures ». Il s'agit là, selon lui, d'un « désaccord irréconciliable en matière de conception». La coloration des fonctions sûres est au cœur du modèle de sécurité inspiré de Rust.
Qu'est-ce que les « Profils » de Bjarne Stroustrup ?
Les Profils ont pour but de définir des modes de C++ qui imposent des contraintes sur la manière dont vous utilisez le langage et la bibliothèque, afin de garantir certaines propriétés de sécurité. Il s'agit principalement de contraintes au moment de la compilation, bien que dans la pratique, certaines vérifications puissent être mises en œuvre à l'aide de fonctionnalités de bibliothèque qui ajoutent une surcharge d'exécution limitée.
Au lieu d'introduire des constructions de langage entièrement nouvelles, les Profils limitent principalement les fonctionnalités et les utilisations existantes. L'idée est que vous pouvez activer un profil, et tout code qui l'utilise accepte de se conformer aux restrictions. Si vous ne l'activez pas, tout fonctionne comme avant. Il est donc rétrocompatible.
« Je pense que Safe C++ était plus ambitieux : introduction d'une nouvelle syntaxe, de qualificatifs de type, de contextes sûrs ou non sûrs, etc. Certains membres du comité ont estimé que c'était trop lourd, et les Profils sont considérés comme une voie plus pragmatique. La principale objection est évidente : on pourrait dire que les Profils imposent moins de restrictions que ce que Safe C++ visait à fournir », souligne l'ingénieur logiciel Simone Bellavia.
« À la lecture des commentaires ici et là, on constate une résistance visible au sein de la communauté à l'adoption du modèle Rust. Si vous voulez écrire comme Rust, écrivez simplement en Rust. Historiquement, le C++ est un langage qui a souvent emprunté des fonctionnalités à d'autres mondes et les a intégrées en lui-même. Dans ce cas, je pense que des sous-ensembles de sécurité du C++ existent déjà de manière informelle », a-t-il ajouté.
Controverses entourant les « Profils »
Pour ceux qui écrivent en Rust, Safe C++ présente de nombreuses similitudes avec Rust, parfois avec des ajustements pour s'adapter à la conception du C++. De plus, comme C++ dispose déjà d'une énorme base de « code non sécurisé », Safe C++ doit fournir des mécanismes permettant de mélanger le code sécurisé et non sécurisé, et de migrer progressivement. En ce sens, toutes les fonctionnalités sécurisées de Safe C++ sont facultatives.
Toutefois, Bjarne Stroustrup, préconise les Profils qui, selon lui, signifient : « je veux cet ensemble de garanties et elles seront alors appliquées ». Selon Bjarne Stroustrup, « ce qui est regrettable, c'est que le comité de normalisation s'est embrouillé et n'a pas garanti que cela serait inclus dans le C++ 26 ».
Cela dit, les Profils sont également...
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