c++ - 我可以使用std::array的自定义分配器来获得安全的加密 key 吗？

Question

我知道std::array已完全分配在堆栈中，但是此问题是由需要考虑两点的安全问题引起的:

销毁时，std::array中的数据将置零或随机化

std::array中的数据将为locked，这样它无论在崩溃还是在交换内存上都不会进入磁盘

通常，使用 std::vector，解决方案是创建一个 custom allocator，即 does these things。但是，对于 std::array，我看不到如何执行此操作，因此也看不到这个问题。

我能做的最好的事情是:

template <typename T, std::size_t Size>
struct SecureArray : public std::array<T, Size>
{
    static_assert(std::is_pod<T>::value, "Only POD types allowed")
    static_assert(sizeof(T) == 1, "Only 1-byte types allowed")
    virtual ~SecureArray()
    {
        std::vector<uint8_t> d = RandomBytes(Size); // generates Size random bytes
        std::memcpy(this->data(), d.data(), Size);
    }
}

但这显然缺乏内存锁定，并使首先要使用 std::array获得的 std::array的性能方案变得复杂。

有没有更好的解决方案？

Answer 1

std::array不能使用分配器；但是，似乎您的SecureArray类可以通过自定义构造函数/解构函数实现所需的功能。

像这样的东西:

#include <sys/mman.h>

template<class T, std::size_t Size>
struct SecureArray : public std::array<T, Size>
{
    // Your static_asserts...

    SecureArray(void) {
        mlock(std::array<T, Size>::data(), sizeof(T) * Size);
    }

    ~SecureArray(void) {
        char *bytes = reinterpret_cast<char *>(std::array<T, Size>::data());
        for (std::size_t i = 0; i < sizeof(T) * Size; i++)
            bytes[i] = 0;
        munlock(bytes, sizeof(T) * N);
    }
};