第三届中国Rust开发者大会 组件化驱动、ROM运行环境与RustSBI 洛佳 华中科技大学 网络空间安全学院 2023年6月 本次演讲…… 关于我…… • 笔名洛佳 • 华中科技大学网络空间安全学院研一 在读（导师：周威老师） • 研究方向：物联网安全、系统安全 • 热爱开源，乐于尝试新技术 • RustSBI项目维护者 • 致力于向科研、教学和产业界推广 Rust语言 Rust语言 汲取Rust嵌入式和操作系统生态经验，总 结而成的新一代驱动开发方法。动、静态 基地址结合，高灵活性；一次开发，同时 复用于嵌入式、固件和内核中。 # 组件化驱动 合理利用嵌入式、桌面和服务器芯片片内 ROM代码，构造零开销的运行环境。进一 步地，可完成安全引导、安全镜像分发和 通常的嵌入式开发等功能。 # ROM运行环境 # 2023年的RustSBI 作为RISC-V 作为RISC-V SBI固件的RustSBI，2023年 将与UEFI、LinuxBoot擦出火花。在驱 动、环境和SBI接口的基础上，提供快速 实现具体引导流程的解决方案。 目录 组件化驱动 第 01 部分 什么是组件化驱动？ 运 用 生 命 周 期 、可 变 性 等 最 新 的 编 程 语 言 理 论 成 果 ，构 造 适 应 开 发 需 求 的 驱 动 程 序 。可 结 合 过 程 宏 等 工

⽹聚云联 王⽂庭 基于边缘架构的可编程MQTT服务 CONTENTS 背景说明 O1 O2 O4 HPMQ简介 HPMQ开发说明 HPMQ未来规划 O3 1. 背景说明 物联⽹时代带来的变化 海量 连⽹ 设备 海量数据处理？ 设备安全性？ 共性：边缘 原来以数据中 ⼼为核⼼的云 端架构是否还 满⾜需求？ 01 02 03 边缘架构 ⼀种分布式计 算架构 geo-distributed架构 + 调度 如何管理分布式⽹络 我们主要基于eclipse-zenoh来做⼆次开 发，eclipse-zenoh是⼀款很优秀的rust 语⾔编写的，基于边缘架构的，开源分 布式消息服务基础架构，它帮我们解决 了很多分布式⽹络管理的共同的问题， ⽐如说分布式消息⼀致性问题，边缘节 点⾃动发现等问题 传统⽅案痛点 1）数据传输量⼤，中⼼压⼒⼤，⾼可⽤要求⾼ 2）数据发布与订阅都在中⼼，延迟⾼

对低风险的操作，因为编译器会替你找到经典的错误。同时你可以自信地采取更加激进的优 化，而不会意外引入崩溃或漏洞。 但 Rust 并不局限于底层系统编程。它表达力强、写起来舒适，让人能够轻松地编写出命令行 应用、网络服务器等各种类型的代码——在本书中就有这两者的简单示例。使用 Rust 能让你 把在一个领域中学习的技能延伸到另一个领域：你可以通过编写网页应用来学习 Rust，接着 将同样的技能应用到你的 Raspberry 通过类似这本书以及其他内容的努力，Rust 团队希望使系统概念能为更多人所易于理解，特别是编程新手。 公司 数百家大小规模的公司在生产环境中使用 Rust 完成各种任务，包括命令行工具、Web 服务、 DevOps 工具、嵌入式设备、音视频分析与转码、加密货币、生物信息学、搜索引擎、物联网 （IOT）程序、机器学习，甚至是 Firefox 浏览器的重要部分。 开源开发者 Rust 适合那些希望构建 一个高级主题大杂烩，包括不安全 Rust（unsafe Rust）、宏（macro）和更多关于生命周期、 Trait、类型、函数和闭包的内容。 第二十一章我们将会完成一个项目，实现一个底层多线程的 Web 服务端！ 最后的附录包含了一些关于该语言的实用信息，其格式更像是参考资料。附录 A 涵盖了 Rust 的关键字，附录 B 涵盖了 Rust 的运算符和符号，附录 C 涵盖了标准库提供的可派生 trait，附

对低风险的操作，因为编译器会替你找到经典的错误。同时你可以自信地采取更加激进的优 化，而不会意外引入崩溃或漏洞。 但 Rust 并不局限于底层系统编程。它表达力强、写起来舒适，让人能够轻松地编写出命令行 应用、网络服务器等各种类型的代码——在本书中就有这两者的简单示例。使用 Rust 能让你 把在一个领域中学习的技能延伸到另一个领域：你可以通过编写网页应用来学习 Rust，接着 将同样的技能应用到你的 Raspberry 。通过类似这本书以及其他内容的努力，Rust 团队希望使系统概念能为更多人所易于理解，特别是编程新手。 公司 数百家大小规模的公司在生产环境中使用 Rust 完成各种任务，包括命令行工具、Web 服务、 DevOps 工具、嵌入式设备、音视频分析与转码、加密货币、生物信息学、搜索引擎、物联网 （IOT）程序、机器学习，甚至是 Firefox 浏览器的重要部分。 7/600 Rust 程序设计语言 主题大杂烩，包括不安全 Rust（unsafe Rust）、宏（macro）和更多关于生命周期、Trait、 类型、函数和闭包的内容。 第 20 章我们将会完成一个项目，实现一个底层的、多线程的 Web 服务器！ 最后的附录包含一些语言相关的实用信息，格式类似参考文档。 最后的附录包含了一些关于该语言的实用信息，其格式更像是参考资料。附录 A 涵盖了 Rust 的关键字，附录 B 涵盖了 Rust 的运算符和符号，附录

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 34.1.3 服务实现 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 34.1.4 AIDL 服务器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 的使用。课程内容 包括在 Chromium 的 gn 编译系统中使用 Rust，引入第三方 crate，以及与 C++ 的互操作性。 您需要能够构建 Chromium。为了提高速度，建议使用调试、组件构建方式，其他构建方式也可以使用。确 保所构建的 Chromium 浏览器可以正常运行。 裸机 Rust 深入探究裸机 Rust 课程为期一天，旨在介绍如何使用 Rust 进行裸机（嵌入式）开发。其中涵盖了微控制 x86、ARM、WebAssembly...... – Linux、Mac、Windows...... • Rust 被广泛用于各种设备中： – 固件和引导程序， – 智能显示器， – 手机， – 桌面， – 服务器。 Rust 和 C++ 适用于类似的场景： • 极高的灵活性。 • 高度的控制能力。 • 能够在资源匮乏的设备（如手机）上运行。 • 没有运行时和垃圾收集。 • 关注程序可靠性和安全性，而不会牺牲任何性能。

物联网 • 航空航天 • 超级计算机 • 科学运算/机器学习 • 图形图像处理 • 虚拟现实 ……都有系统编程的身影 • 操作系统 • 虚拟机/容器 • 数据库 • 3D游戏引擎 • 网络服务器 • 浏览器引擎 • 编译器、解释器 • 三维建模/动画/渲染 数据中心 • CPU/GPU • 内存/硬盘 • 电力 • 网络流量 • 其他设备和人员维护费用 都是白花花的银子，“硬件很便宜”的说法不靠 Very big data in the heap ... ptr cap len ptr cap len 栈(Stack) 堆(Heap) 浅拷贝(Shallow Copy) 附加Move语义 Drop & RAII 变量(bindings)和资源(resources)的关系 Resources: memories, objects, connections, files self) -> &'a i32 { &self.x } struct Foo<'a, T: 'a> { x: &'a T, } Borrow Checker Borrowck是编译器内部组件，负责在 “编译期” 追踪审查引 用的有效性，是保证内存安全的重要功臣。运行时零开销。 fn main() { let mut v = vec![0, 1, 2, 3, 4, 5, 6];

Substrate 开发框架 中的使用 内容 ● Rust 简介 ● Rust 特性 ● Why blockchain ● 什么是Substrate ● Substrate Runtime 组件 ● Substrate 应用开发 Bugs from Chrome Rust 简介 Performance Safety C, C++ Java JS, Python Rust 简介 数据库：Postgres， MySQL ● 自动化测试 ● CI / CD ● 部署云服务：AWS，阿里云 web 2.0 开发 前端：HTML, Javascript, CSS ● React ● Vue ● Angular 中心应用的问题： ● 难以保证不作恶 ● 用户隐私问题 ● 代码安全 ● 隐藏成本高 ● 服务不可用 ● …… web 2.0 中心应用的问题： ● 难以保证不作恶 难以保证不作恶 ● 用户隐私问题 ● 代码安全 ● 隐藏成本高 ● 服务不可用 ● …… web 2.0 Vs web 3.0 去中心应用 – 解决方案 ● 分叉、链上治理 ● 用户拥有数据主权 ● 开源可审查 ● 分享权益 ● 永不离线 ● …… 协议： ● IPFS ● Matrix ● BitTorrent 特点： ● DHT ● 自驱动 ● 数据存储、索引

Platform as Code （平台服务即代码）理念，研发者 可以用统一的组织和操作界面定义应用交付生命周期，充分 利用Kubernetes和云的混合能力，通过端到端的交付工作 流程，真正实现集中定义、随处交付。 KusionStack 架构 • KCL：面向应用研发者的 配置策略专用高级编程语 言，及其协议组，工具链及 IDE 插件 • Kusion：运维引擎、工具 链、服务层，IDE 工作空间 及社区技术集成套件 LSP 极大的提升了用户体验 端到端响应时间： 6s -> 100 ms 04 更多的探索 CompilerBase: 通用编译器组件 IDE 友好的编译器架构 RustCodeBook: Rust源码解读 Compiler Base: 更通用的编译器组件 KCL Source Code AST LLVM IR Native/WASM Smart Contract Source

信息系统的应用层协议。 HTTP 是一个客户端（用户）和服务端（网站）之间请求和应答的标准。 Rust China Conf 2022 – 2023, Shanghai, China HTTP 协议介绍 HTTP 协议主要具有以下特点： ✓ 支持客户/服务器模式。 ✓ 简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送 请求方法、路径和请求头。HTTP 协议简单、HTTP 服务器的程序规模小，因而通信速度很快。 支持响应分块 • 引入额外的缓存 控制机制 • 引入内容协商机 制 • 报文基本格式不 再变化 HTTP/2 • 二进制协议 • 支持多路复用 • 支持响应分块 • 支持标头压缩 • 支持服务端推送 • 报文基本格式不 再变化 HTTP/3 • 基于 UDP 连接 • 报文基本格式不 再变化 Rust China Conf 2022 – 2023, Shanghai, China HTTP 协议 以上 Rust HTTP 库主要支持的场景特点： ➢ 并发量、吞吐量需求较高 ➢ 网络环境稳定 ➢ 不太需要体现交互界面 ➢ 不太关注资源使用 比较适合构建浏览器、大型 WEB 服务器等。 终端 HTTP 通信场景浅析 Part 03 探讨终端场景下 HTTP 协议的主要使用场景，以及需要思考的问题 Rust China Conf 2022 – 2023, Shanghai

China • 通常来说，通过加密方式，对于信息的传输，我们希望达成以下五个目标： • 不同的攻击方式可能针对于不同的目标进行攻击。比如DoS（拒绝服务Denial of Service） 攻击就是针对可获性进行的攻击，使计算机或网络无法提供正常的服务。 机密性（Confidentiality） 保证信息私密性和保密性 真实性（Authentication） 确保信息来自正确身份的对象 完整性（Integrity） 主要用于用户的身份认证，据新华网公开报道，SM9 的加密强度等同于 3072 位密钥的 RSA 加密算法，也就是 128 位安全位数。 • 适用于互联网应用的各种新兴应用的安全保障，如基于云技术的密码服务、电子邮件安全、智能终 端保护、物联网安全、云存储安全等等。这些安全应用可采用手机号码或邮件地址作为公钥，实现 数据加密、身份认证、通话加密、通道加密等。 SM9 Introduction of SM9 Shanghai, China 服务端握手状态机与各 TLS 版本差异消息 使用 Rust 实现国密 TLS Use Rust to Implement Shangmi Protocols Rust China Conf 2022 – 2023, Shanghai, China • 接口与 OpenSSL 对比：兼容 OpenSSL，便与 C 与其他语言组件切 换迁移使用 Ylong Rust