为什么大多数 c 编译器没有优化此归零代码？

Question

许多加密库包含类似于以下代码段的代码：

/* Implementation that should never be optimized out by the compiler */
static void optimize_proof_zeroize( void *v, size_t n )
{
    volatile unsigned char *p = v;
    while( n-- ) *p++ = 0;
}

但我天真的实现无法通过优化编译器：

/* Naive zeroization implementation */
static void naive_zeroize( unsigned char *c, size_t n)
{
    int i;
    for( i = 0; i < n; i++ )
       c[i] = 0;
}

该代码用于在释放内存之前将敏感数据归零。由于不再使用缓冲区，优化编译器假设他们可以安全地从编译代码中删除 zeriozation。

是什么阻止了第一个实现被优化掉？

Answer 1

这里的key字是volatile。当一个变量被声明为 volatile 时，它告诉编译器这个变量可以在该程序之外 modified/accessed（例如通过硬件），因此它强制编译器不优化该变量并访问内存引用该变量的时间。

它在加密中的用法通常是从堆栈（局部变量）中清除秘密（密钥）。由于堆栈用于局部变量，常规代码（如 /* Naive zeroization implementation */ 中的代码）似乎对程序的其他 variables/state 没有任何影响，因此编译器可能（并且可能会） ) 优化该代码。为了防止它，使用 volatile 限定符使编译器保留该代码并将局部变量的内存内容归零。

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示例：

void decrypt(void* src, void* dest, crypto_stuff_t* params)
{
    crypto_key_t decryption_key; // will hold the decryption key
    ....
    ....
    // end of flow
    // we want to zero the content of decryption_key, otherwise its value 
    // will remain on the stack
    // this:
    // decryption_key <-- 0;
    // will be just optimized out by the compiler
    // but this won't:
    volatile uint8_t* key_ptr = (uint8_t*)&decryption_key;
    int i;
    for(i = 0; i < sizeof(crypto_key_t); i++)
        key_ptr[i] = 0;
}

为什么大多数 c 编译器没有优化此归零代码？

Why isn't this zeroization code optimized out by most c compilers?

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