Zeroize audit

何时使用

适用：

• 审计加密实现（密钥、种子、nonce、密文中间态）的内存清零；
• 审查认证系统（密码、令牌、会话数据）与处理 PII/敏感凭据的代码；
• 验证安全关键代码库的「擦除是否落到所有控制流路径」「擦除是否被编译器优化删除」；
• 排查敏感数据在栈/寄存器中的残留（内存安全角度）。

不该用（负边界）：

• 无安全焦点的常规代码评审；
• 与安全擦除无关的性能优化或重构；
• 代码中不存在可识别的密钥/敏感值。

核心约束：对目标代码库只读（不修改被审代码，仅向临时工作目录写分析产物）；OPTIMIZED_AWAY_ZEROIZE 等「被优化掉」结论必须有编译器 IR/asm 证据，禁止仅凭源码下结论。

步骤

整体两阶段（详见源 references/detection-strategy.md，由 8 阶段 11 个 agent 编排）：

阶段一（源码，步骤 1–6，需源码 + compile DB）产出：MISSING_SOURCE_ZEROIZE（源码无清零）、PARTIAL_WIPE（size 错误/擦除不完整）、NOT_ON_ALL_PATHS（部分路径漏擦，启发式）、SECRET_COPY（密钥被复制却未跟踪清零，建议配 MCP）、INSECURE_HEAP_ALLOC（密钥用了 malloc 而非 secure_malloc）。

阶段二（编译器，步骤 7–12，需 clang + IR/ASM 工具）产出：OPTIMIZED_AWAY_ZEROIZE（清零被编译器删除，必须 IR diff）、STACK_RETENTION、REGISTER_SPILL、LOOP_UNROLLED_INCOMPLETE†、MISSING_ON_ERROR_PATH‡、NOT_DOMINATING_EXITS‡。 * 需 enable_asm=true（默认开）；† 需 enable_semantic_ir=true；‡ 需 enable_cfg=true。

关键输入：path（仓库根，必填）；C/C++ 需 compile_commands.json（compile_db），Rust 需 Cargo.toml（cargo_manifest），二者至少一个；opt_levels 默认 ["O0","O1","O2"]（O1 是诊断级——清零若在 O1 消失即简单 DSE，O2 抓更激进的消除）；mcp_mode 取 off|prefer|require。

前置（缺失即 fail fast）：C/C++ 需 clang 在 PATH、compile_commands.json 可用；Rust 需 cargo check 通过、cargo +nightly（出 MIR/LLVM IR）、uv 在 PATH。Serena MCP（uvx）在 mcp_mode=prefer 时可缺，缺失时按下文降级；mcp_mode=require 且 MCP 不可达则停止运行，不输出部分结论。

指令

认可的清零 API（其余视为「未清零」）：

• C/C++：explicit_bzero、memset_s、SecureZeroMemory、OPENSSL_cleanse、sodium_memzero、volatile 擦除循环；IR 层面认 llvm.memset（volatile 标志）、volatile store、不可消除的擦除调用。
• Rust：zeroize::Zeroize trait 的 zeroize()、Zeroizing<T> 包装、ZeroizeOnDrop derive。

修复优先级（从高到低）：

1. explicit_bzero / SecureZeroMemory / sodium_memzero / OPENSSL_cleanse / Rust zeroize::Zeroize；
2. memset_s（有 C11 时）；
3. volatile 擦除循环 + 编译器屏障 asm volatile("" ::: "memory")；
4. 后端强制清零（若工具链提供）。

置信度门槛（confirmed 需 ≥2 个独立信号；1 个为 likely；仅名字匹配为 needs_review）。信号包括：名字/类型匹配、显式注解、IR/ASM/CFG 证据、MCP 交叉引用、PoC 验证。硬性证据要求（不可协商）：

• OPTIMIZED_AWAY_ZEROIZE — 必须有 IR diff 证明清零在 O0 存在、O1 或 O2 消失；
• STACK_RETENTION — 必须有汇编片段显示 ret 处栈上仍有密钥字节；
• REGISTER_SPILL — 必须有汇编片段显示 spill 指令。

MCP 降级：mcp_mode=prefer 且 MCP 不可用时，SECRET_COPY、MISSING_ON_ERROR_PATH、NOT_DOMINATING_EXITS 降为 needs_review（除非有 2+ 个非 MCP 强证据）。

示例

最终 findings.json 中单条 Finding（节选源 schema）：

{
  "id": "ZA-0001",
  "category": "OPTIMIZED_AWAY_ZEROIZE",
  "severity": "high",
  "confidence": "confirmed",
  "file": "src/crypto.c",
  "line": 42,
  "symbol": "key_buf",
  "evidence": "volatile store count: O0=32, O2=0 — wipe eliminated by DSE",
  "suggested_fix": "Replace memset with explicit_bzero or add compiler_fence(SeqCst) after the wipe",
  "poc": { "file": "generated_pocs/ZA-0001.c", "compile_opt": "-O2", "validated": true, "validation_result": "exploitable" }
}

每次运行产出两份：final-report.md（人读，含执行摘要、敏感对象清单、按严重度/置信度分组的发现及证据、覆盖率附录）与 findings.json（机读，符合源 schemas/output.json）。

注意事项

• 每条发现都用「定制 PoC」验证：编译+运行+核验该 PoC 确实证明了所声称的缺陷。Exit 0（可利用）且已核验是强信号，可把 likely 升为 confirmed；Exit 1（不可利用）降级为 low（信息性，保留在报告）；核验失败/编译失败不改置信度但记入证据。
• 必须拒绝的合理化借口（出现时保留发现并在 evidence 记录被尝试覆盖）：「编译器不会优化掉」（无 IR/ASM 证据不得压制 OPTIMIZED_AWAY_ZEROIZE）；「这是热点路径」（先基准测试，勿用安全换性能）；「栈上密钥会自动清理」（栈帧可能残留，需汇编证明）；「memset 就够了」（标准 memset 可被优化掉，须升级为认可的擦除 API）；「只短暂持有」（时长无关，离开作用域前清零）；「这不算真密钥」（命中启发式就审，未经 config 显式排除前按敏感处理）；「以后再修」（照样出发现，不延后/不压制）。
• Rust 的 PoC 仅支持 MISSING_SOURCE_ZEROIZE、SECRET_COPY、PARTIAL_WIPE 三类，其余类别 poc_supported=false；AArch64 汇编分析为实验性，结论需人工复核。

互见

• code-reviewer：通用代码评审，不含本技能的安全擦除/编译器证据焦点，可作为前置粗筛。
• dependency-auditor：审计依赖供应链安全，与本技能的源码内存清零审计互补。

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本条采编自 trailofbits/skills（CC-BY-SA-4.0）。