Rust를 이용한 블록암호 LEA 메모리 보호 구현

Abstract

블록 암호 구현은 시스템 친화적인 특징이 뛰어난 C 언어로 주로 작성되어 왔다. 그러나 C 언어는 버퍼 오버플로우나 메모리 누수와 같은 고질적인 메모리 안전성 문제에 취약하다. 반면, 시스템 프로그래밍 언어 Rust는 고유한 소유권 모델을 통해 컴파일 시점에 메모리 안전성을 보장하는 강력한 대안으로 주목받고 있다. 본 논문은 Rust 언어로 LEA 블록 암호를 구현하여, 메모리 안전성을 확보하면서도 실용적인 성능을 달성할 수 있는지 실증적으로 검증하는 것을 목표로 한다. Rust 구현과 기존 구현을 최적화가 없는 환경에서 성능 비교한 결과 Rust 구현에서 성능 저하가 관찰되었다. 이를 분석하기 위해 Xcode Instruments의 Time Profiler, CPU Counter 및 디어셈블 기법을 활용하였다.|The implementation of block ciphers has traditionally relied on the C programming language, valued for its system-level efficiency and hardware affinity. However, C is notoriously susceptible to memory safety issues such as buffer overflows and memory leaks. In contrast, Rust has emerged as a compelling alternative for systems programming, leveraging its ownership model to enforce memory safety at compile time. This paper aims to evaluate whether implementing the LEA block cipher in Rust can achieve practical performance while guaranteeing memory safety. The study involves comparing the performance of a Rust implementation with that of existing C implementations under non-optimized conditions. The results indicate that the Rust implementation exhibits some performance degradation compared to its C counterpart. To analyze this gap, tools such as Xcode Instruments' Time Profiler, CPU Counter, and disassembly techniques were employed.