Microsoft integriert Rust in Windows 11 Kernel

Microsoft baut seine Sicherheitsstrategie für Windows 11 grundlegend um. Das Unternehmen ersetzt schrittweise anfällige C++-Komponenten im Betriebssystem-Kern durch die speichersichere Programmiersprache Rust. Erste Versionen laufen bereits in den Windows 11 Insider-Builds.

Die Integration markiert einen strategischen Wandel in Microsofts Sicherheitsphilosophie. Statt nur auf nachträgliche Patches zu setzen, will das Unternehmen Sicherheitslücken von vornherein verhindern. Der Fokus liegt auf der systematischen Eliminierung von Speicher-Schwachstellen, die seit Jahrzehnten ein Problem darstellen.

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70 Prozent aller Sicherheitslücken betreffen Speicherverwaltung

Die Zahlen sprechen für sich: Rund 70 Prozent aller Common Vulnerabilities and Exposures (CVEs), die Microsoft seit 2006 gepatcht hat, entstanden durch Speicherverwaltungsfehler in C und C++. Buffer-Überläufe und Use-after-Free-Fehler gehören zu den häufigsten Angriffszielen von Hackern.

Hier setzt Rust an. Die Programmiersprache verhindert durch ein striktes “Ownership”-Modell bereits zur Compile-Zeit typische Speicherfehler. “Rust bietet Vorteile in Zuverlässigkeit und Sicherheit gegenüber traditionellen C/C++-Programmen”, erklären Microsoft-Manager Amanda Langowski und Brandon LeBlanc.

Erste Erfolge bei Pilot-Projekten

Microsoft sammelte bereits Erfahrungen mit kleineren Rust-Projekten. Die Neufassung der Font-Parsing-Bibliothek DWriteCore mit über 152.000 Zeilen Rust-Code brachte Leistungsverbesserungen von 5 bis 15 Prozent bei bestimmten Operationen.

Den nächsten Schritt bestätigte David Weston, Microsofts Vizepräsident für Enterprise- und OS-Sicherheit: Windows bootet künftig mit Rust-Code im Kernel. Das erste Ziel ist die Windows Graphics Device Interface (GDI), ein kritischer Teil des win32k.sys-Treibers.

Bereits 36.000 Zeilen GDI-Code wurden erfolgreich nach Rust portiert und bestanden alle internen Tests ohne nennenswerte Leistungseinbußen. Windows 11 Insider-Builds enthalten bereits die neue Rust-Implementierung der GDI Regions in der Datei win32kbase_rs.sys.

Kernel-Sicherheit als strategisches Ziel

Kernel-Schwachstellen sind besonders gefährlich, da sie Angreifern höchste Systemrechte verschaffen können. Microsoft reduziert systematisch die Angriffsfläche des Betriebssystems durch den schrittweisen Austausch anfälliger C++-Komponenten.

Die Initiative geht über den Kernel hinaus. Microsoft ermutigt Treiber-Entwickler zur Rust-Nutzung und stellt entsprechende Open-Source-Tools bereit. Das windows-drivers-rs-Repository bietet Entwicklern die nötigen Bibliotheken für Rust-basierte Windows-Treiber.

Industrie-Trend zu speichersicheren Sprachen

Microsoft folgt einem branchenweiten Trend. Google reduzierte durch Rust-Einsatz in Android die Speicher-Schwachstellen deutlich. Amazon, Cloudflare und Meta setzen ebenfalls auf Rust für sicherheitskritische Anwendungen.

Sogar Mark Russinovich, CTO von Microsoft Azure, fordert öffentlich den Stopp neuer C/C++-Projekte zugunsten von Rust. Diese Unterstützung auf höchster Ebene unterstreicht Rusts strategische Bedeutung für Microsofts Sicherheitsstrategie.

Schrittweise Integration über Jahre geplant

Ein kompletter Neuschrieb des Windows-Kernels mit zig Millionen Codezeilen steht nicht an. Microsoft verfolgt einen “crawl, walk, run”-Ansatz und konzentriert sich zunächst auf die kritischsten Komponenten.

“Dies ist ein kleiner Test, aber wir werden die Rust-Nutzung im Kernel kontinuierlich ausweiten”, erklärt das Unternehmen. In den kommenden Jahren werden weitere Kernel-Komponenten und System-Bibliotheken folgen. Die erweiterten Entwickler-Tools dürften auch Hardware-Hersteller zur Rust-Adoption bewegen – für ein insgesamt sichereres Windows-Ökosystem.