SecHack Returns 2020 で開いた F*言語ワークショップのスライドです. F*言語によるセキュアな配列スライス関数 https://github.com/TakuKitamura/fstar-slice

1. F*言語ワークショップ
喜多村卓
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2. 所属: 立命館大学大学院修士一回生
好きなプログラミング言語: Go, TypeScript, Python
趣味: カメラ
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喜多村 卓(自己紹介)
https://takukitamura.com/product どんなものを作ってきたか
YouTuber時代
(今は休業中)
Twitter

3. 3
事前準備

4. $ docker run --name verimqtt -it takukitamura/verimqtt /bin/bash
実行後
その後ホームディレクトリで,
$ git clone https://github.com/TakuKitamura/fstar-slice
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動作確認
このような出力であれば大丈夫
(環境構築関連でなにか出ていますが気にしない)

5. 特徴
1.関数型言語
2.Refinement(篩:ふるい) 型
3.プログラム検証機能
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F*(エフスター)言語

6. • 一般的にプログラムの処理, 制御は全て関数呼び出しで実装
[関数型言語と呼ばれる代表的な言語は以下の通り]
• LISP
• OCaml
• Haskell
• Scala
• Coq
• F# (F*の親言語)
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関数型言語
擬似言語による
フィボナッチ数を求める
アルゴリズムの書き方
右: 手続き型言語
下: 関数型言語
開発の主流になっている手続き型言語は関数型言語的な構文も利用できるものが多い

7. Refinement (篩:ふるい) 型とは,
一般的なデータ型(int, string, array など)に対して,
任意の制約を与えたもの
[Refinement (篩:ふるい) 型の例]
• -100から100までの整数のみを受け付けるint型
• 'Good', 'Normal', 'Bad' のみ文字列を受け付けるstring型
• 要素数が10で, 最後尾の要素が0であるint配列のみを受け付
ける型
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Refinement (篩:ふるい) 型
篩:ふるい

8. "プログラム本体の実装"とは, 普段みなさんがプログラムと呼んでいる部分を指します
それ加え"プログラム仕様"※ もF*で記述するということが, 一般的なプログラミング言
語と比べ特異な点です
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プログラム検証機能
※F*は関数型言語なので, 正確にはプログラム仕様でなく関数仕様とも言える

9. メモリ安全性がない言語(C/C++など)でプログラムを書くこ
とと比較
• メモリ安全(バッファオーバーフローなどを起こさない)
• 整数オーバーフローを起こさない
この2つが少なくても保証されたプログラムを書ける*
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F*言語強み
*注意: いくつかの前提を満たした結果なので, 絶対ではないことに注意する.
正確にはほぼ書ける

10. メモリ安全性がある言語(Rust, Go, Pythonなど)でプログラ
ムを書くことと比較
• パニックを起こさない
これが保証されたプログラムを書ける*
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F*言語強み
*注意: いくつかの前提を満たした結果なので, 絶対ではないことに注意する.
正確にはほぼ書ける

11. • プログラム検証用という専門的なプログラミング言語のた
め, コミュニティが狭く情報が少ない
• 一般的にプログラミングが得意というような人でも, 一般的
なプログラミング言語とは考え方などが違うため理解が難し
いはず
• F*言語自体がまだベータ段階で資料がまだまだ少ない
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F*言語の弱み
※主観です

12. ワークショップ
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13. ワークショップで動作させるプログラム
セキュアなC言語製配列スライス関数
https://github.com/TakuKitamura/fstar-slice
参考資料(文法や, 今回作るプログラムの関数仕様)
https://gist.github.com/TakuKitamura/
7099142f4f1479b0ac65a5dbddc87063
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ワークショップ資料

14. F*チュートリアル(少しだけ日本語)
http://fstar-ja.metasepi.org/doc/tutorial/
Low*チュートリアル
https://fstarlang.github.io/lowstar/html/Core.html
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F*言語公式資料