Interop Madness

클라이언트 서버간 암호화  관련해서 개념 증명 + 몇 가지 성능 측정을 해야해서 몇 가지 언어 + 플랫폼에서 libsodium 1 을 호출해봤다. 그 와중에 겪은 일 정리.

C++

이쪽은 평범한 C/C++ 인터페이스니 문제 없이 끝.

Python

위에서 구현한 부분을 클라이언트 쪽 구현을 (빨리) 만들어서 테스트하는 작업을 했다.

여기서부터 문제가 생기기 시작. Ubuntu 16.04 (xenial) 이 제공하는 libsodium 래퍼가 python-nacl 2 인데, 써보니 내가 쓰려는 함수가 여럿 없다. 특히 crypto_stream* 류 함수가 없더라. 그래서 다른 래퍼가 있나하고 PyPI 에서 몇 가지 써보고는 빠른 포기.

이제 cffi 를 쓸 타이밍. C 코드로 정의한 함수를 변환해서 만든  .py 파일로 동적 라이브러리 (.so, .dll, .dylib) 에서 가져오는 방식을 썼다. 3 예~전에 ctypes 로 로딩할 때 괴로웠던 부분이 확실히 줄어들었다. ABI 대신 API 수준에서 접근하는 차이는 정말 컸다. cdata의 buffer 인터페이스도 쓸만했다.

cffi 로 libsodium 에서 필요한 함수들을 가져다 쓰기 시작한 이후로는 금방 일이 정리.

…하지만 이 시점에선 어떤 비참한 미래가 기다리는지 모르고 있었다. (?)

C#

(나로써는) 슬프게도, 클라이언트 쪽 구현 중 하나는 C#으로 해야한다. (Unity3d + mono) 게다가 이건 여러 플랫폼을 지원해야 한다:

  • Unity Editor: Windows, MacOS
  • Android: 다행히도 ARMv7만. Unity가 ARMv6는 지원하지 않는다 (?)
  • iOS: 기기 + 시뮬레이터에서 모두 돌아야 한다.

Windows는 (내가) 당장 쓸 머신이 없어서 일단 미뤄두고, 나머지에 대해서 잘 도는지 시험하기 시작. 꼬박 2일 걸린 것 같다 — 생각해보니 절반은 C++ 기반인 cocos2d 랑 같이 처리하는 것 때문이었던 것 같기도?

우선 각 플랫폼 별로 크로스 빌드를 시도…해야하나 했는데, libsoidum 저장소에 플랫폼 별 빌드 스크립트가 있다. 4 iOS/Android 쪽에 내가 쓰려던 함수 중 몇 개가 빠져서 컴파일 플래그를 조금 고친 것 말고는 별 일 없이 진행. 그리고 Unity 에서 (native) 동적 라이브러리를 어떻게 가져가나 고민했는데 경험 많은 동료분이 설명해주셔서 매우 간단한게 통과.

대략,

  • DllImport 로  C에 있는 함수들을 CLR 쪽에 노출하고
  • C# 코드로 이 함수들을 래핑하고
  • 다시 이 함수들을 써서 실제 개발자가 쓸 고수준 API로 바꾸자

라는 방향으로 진행했다. 에디터(=랩탑 위)에서 잘 도는걸 보고 android  기기에 올리기 시작. 왠걸, 초기화 (=sodium_init()) 은 성공했고 몇몇 초기화도 했는데, 그 이후에 호출하는 함수에서 크래시 (SIGSEGV).  (당연하게도) 콜 스택은 native code에서 죽는 것.

원인을 추측하기 시작:

  • C 함수 원형을 잘못보고 옮겼는지 확인 시작. C는 타입 무시하고 심볼 이름만 보니 내가 잘못 옮겼다면 크래시할 수도 있으니 우선 여길 의심하고 C 함수 원형과 하나씩 대조. 별 이상 없어 보였다 (불행의 단초)
  • 크로스 컴파일을 잘못했는가 확인: 생각해보니 C/C++ 로 올렸을 때는 잘 돌았다 (…)

…대략 정신이 멍해져오는데 다시 함수 원형을 보다가 불현듯 깨달은 사실:

C 쪽의 size_t 를 C#의 ulong 으로 지정했는데 Unity + ARMv7 은 32bit ABI를 쓰니 uint 여야하는 것. Orz.

그래서 이걸 iOS / Android 플래그로 ulong / uint 처리하게 했다가, iOS도 아직 32bit인게 남아있는 걸 보고는 (iPhone 5 및 그 이전 + iPhone 5C) UIntPtr 로 처리하고 강제 캐스팅하게 수정해서 마무리했다. 그러고나니 잘 돌더라.

 

3줄 요약

  • ABI 맞추기는 삽질이다. 어떻게든 API 수준으로 해결할 수 있는 법을 찾자 — python의 cffi 처럼. 아니면 기계적으로 처리할 방법을 찾아야?
  • (부득이하게) ABI를 맞춰야 한다면 가능한 arch 목록을 잘 확인하자. C/C++에서 편했던 platform dependent type들이 대재앙
  • 여러 플랫폼 지원하는 라이브러리는 정말 인생에 도움이 된다. 잘 쓰고나면 널리 알려줍시다 (?)

 


  1. libsodium 페이지. 현 시점에 적합한 대칭키 암호화 + AEAD, ECC 함수들, system random source 를 래핑한 함수, side channel 공격을 피하는 비교, 해시, … 등등을 제공하는 잘 만든 라이브러리. 인터페이스도 보고 바로 쓰는게 그다지 어렵지 않다. 
  2. GitHub 저장소. libsodium 이 fork(?)한 NaCl 을 래핑한 것 같은 이름이지만 libsodium 을 래핑한다. 
  3. API 수준에서, 소스 코드 밖에서 정의 부분을 참고해서 작성했다. 
  4. 저장소의 dist-build 디렉터리 의 스크립트들이 이에 해당한다. 

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rein

나는 ...

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