rust를 사용해야 하는 이유
들어가며
러스트(Rust) 언어란 무엇인가?
러스트는 모질라(Mozilla)에서 시작한 프로그래밍 언어로, 메모리 안전성(Memory Safety)과 성능에 집중해 개발되었다. 여러 언어가 겪고 있는 메모리 누수나 동시성 문제를 해결하기 위해 탄생했고, 시스템 프로그래밍 분야부터 웹 개발, CLI(커맨드라인 프로그램) 등 다양한 곳에서 사용되고 있다.
왜 러스트?
- 메모리 안전성 보장 러스트는 컴파일러가 코드에서 발생할 수 있는 대부분의 메모리 에러(예: 널 포인터 역참조, 이중 할당 해제, 댕글링 포인터)를 미리 잡아낸다. 그래서 러스트로 만든 프로그램은 안정적으로 동작할 가능성이 매우 높다.
- 스택과 힙, 참조와 소유권(Ownership) 같은 개념을 통해 런타임이 아니라 컴파일 시점에 문제를 찾아낸다.
- 메모리 해제를 컴파일러가 알아서 해주기 때문에, C/C++처럼 수작업으로 free를 호출하거나 가비지 컬렉터(GC)로 인한 성능 저하를 걱정하지 않아도 된다.
- 높은 성능 러스트는 C/C++ 수준의 성능을 낼 수 있도록 설계되었다. 불필요한 추상화나 가비지 컬렉션 없이, 원하는 시점에 정확한 메모리 접근과 해제를 할 수 있기 때문이다.
- 컴파일된 바이너리는 별도의 VM(가상 머신) 없이 네이티브 기계어로 동작한다.
- 저수준 제어가 필요한 시스템 개발에서도 안정성과 성능을 둘 다 잡을 수 있다.
- 안전한 동시성(Concurrency) 러스트의 소유권 시스템은 여러 스레드가 동시에 같은 데이터를 다룰 때 발생하는 문제를 철저히 방지해준다.
- 소유권(Ownership)과 대여(Borrowing) 규칙을 따르지 않으면 컴파일조차 되지 않는다.
- 멀티스레드 프로그래밍에서 레이스 컨디션(Race Condition) 같은 오류를 미리 막아주기 때문에 안전하다.
C언어랑 차이
둘 다 빠른 속도를 자랑하는 언어지만, 메모리 관리나 안전성 측면에서 큰 차이를 보였다.
메모리 관리 방식
C 언어
malloc과free로 직접 메모리를 할당하고 해제해야 했다.- 이 과정에서 이중 해제(double free), 댕글링 포인터(dangling pointer) 등 다양한 메모리 문제가 발생하기 쉬웠다.
- 개발자가 모든 메모리 사용을 수동으로 관리해야 했기 때문에 유연하지만, 안전성을 보장하기가 어려웠다.
러스트(Rust)
- 소유권(Ownership)과 대여(Borrowing) 개념으로 메모리 오류를 원천 차단했다.
- 스코프를 벗어나면 자동으로 메모리를 해제해주고, 컴파일 시점에 잘못된 참조나 포인터 사용을 강력하게 잡아냈다.
- 가비지 컬렉션 없이도 안전성을 확보해, C 수준의 성능을 유지하면서도 안정적인 코드를 작성할 수 있었다.
컴파일러와 안전성
C 언어
- 기본적인 문법 오류나 타입 오류를 잡는 선에서 컴파일러가 동작했다.
- 위험한 포인터 연산이나 잘못된 형변환, 배열 범위 초과 접근 등이 발생하면 런타임에 치명적인 버그로 이어질 수 있었다.
러스트(Rust)
- 컴파일러가 매우 엄격하게 코드를 검사했다.
- 메모리 및 스레드 안전성 문제가 의심되면 컴파일 자체가 불가하기 때문에, 실행 중 발생할 수 있는 오류를 미리 방지했다.
- 러스트 특유의 엄격함 때문에 입문 단계에서는 진입 장벽이 조금 느껴질 수 있지만, 개발 후반의 디버깅 비용을 크게 줄여줬다.
동시성(Concurrency)
C 언어
- 보통
pthread라이브러리를 사용해 멀티스레딩을 구현했다. - 스레드 간 자원 공유를 직접 관리해야 했고, 락(lock)이나 뮤텍스(mutex)를 오용하면 레이스 컨디션(Race Condition) 등 버그가 자주 발생했다.
- 디버깅이 매우 까다롭고 유지보수 비용이 커졌다.
러스트(Rust)
- 언어 차원에서 안전한 동시성을 보장했다.
- 여러 스레드가 동일한 데이터를 공유할 때, 소유권과 대여 규칙을 지키지 않으면 아예 컴파일되지 않는다.
- 채널(Channels)이나 뮤텍스(Mutex)와 같은 안전장치를 러스트 표준 라이브러리에서 지원해, 동시성 코드를 안정적으로 작성할 수 있었다.
표준 라이브러리와 패키지 관리
C 언어
- 표준 라이브러리가 제한적이고, 시스템 환경에 크게 의존했다.
- 별도의 툴(
make,cmake등)을 사용해 빌드 과정을 설정해야 했고, 라이브러리를 사용할 때도 직접 다운로드 및 링크 작업을 해야 했다.
러스트(Rust)
- Cargo라는 빌드 & 패키지 관리 툴을 기본 제공했다.
Cargo.toml파일 하나로 의존성 관리부터 빌드, 테스트, 릴리즈까지 쉽게 수행할 수 있었다.- 중앙 저장소(Crates.io)에서 필요한 라이브러리를 검색하고 설치하기 편리해 프로젝트 규모가 커질수록 장점을 체감했다.
언어 확장성과 개발자 경험
C 언어
- 가장 오래된 프로그래밍 언어 중 하나로, 하드웨어 제어가 필요할 때 여전히 많이 사용된다.
- 다만 현대적 언어들이 갖춘 다양한 문법적 편의 기능이나 제너릭, 패키지 생태계 측면에서 부족함이 있었다.
러스트(Rust)
- 제너릭, 트레잇(Trait), 매크로 등 다양한 기능을 제공해 확장성이 높았다.
- Rust Analyzer를 비롯한 IDE 지원이 뛰어나, 개발 환경을 꾸리기가 수월했다.
- 문법이 까다롭다는 평도 있지만, 그만큼 안전성과 성능을 놓치지 않으려는 언어 철학이 반영된 결과였다.
결론
“C는 빠르고 얕은 추상화에 강점이 있었지만 메모리 관리가 까다롭고 안전성이 부족했다. 러스트는 C 수준의 성능을 유지하면서도 엄격한 컴파일러 검사와 자동 메모리 해제 방식으로 안정성을 극대화했다.”
- C 언어: 하드웨어에 가깝고 자유도가 높아 성능 최적화에 유리하지만, 실수로 인한 버그 위험이 크다.
- 러스트(Rust): C의 성능을 따라잡으면서도 메모리 안전성과 동시성 안전을 언어 차원에서 제공한다.
프로젝트의 특성, 개발 인력의 숙련도, 유지보수 범위를 고려해 두 언어 중 하나를 선택하면 된다. 특히 메모리 안정성이 중요한 시스템이나, 여러 명이 협업하는 대규모 프로젝트라면 러스트가 좋은 대안이 될 수 있다고 생각한다.
Tip
- 러스트 입문을 고려한다면 The Rust Programming Language를 참고해 기본 개념을 익혀보자.
- C언어로 이미 많은 경험이 있다면, 시스템 레벨 접근 방식이 익숙하다는 장점을 살려 러스트를 비교적 수월하게 익힐 수 있을 것이다.
그래도 C?
차량 소프트웨어는 사람의 안전과 직결되는 분야라 어느 언어를 쓰든 안정성과 성능이 중요하다. 그런데도 오래전부터 C 언어가 쓰여 왔고, 최근에는 Rust가 주목을 받고 있다. 그렇다면 차량 보안을 위해 C를 계속 써야 하는 이유는 무엇이며, 반대로 Rust로 전환해야 하는 이유는 무엇일까?
1. C를 꼭 써야 한다면?
(1) 오랜 기간 쌓인 레거시와 풍부한 생태계
자동차 산업은 이미 수십 년 전부터 C로 작성된 코드를 기반으로 발전했다. 차량용 ECU(전자제어장치) 같은 하드웨어를 제어하는 데 쓰이는 코드는 방대하고, 이를 수정하고 유지보수할 엔지니어도 많이 확보되어 있다.
- 레거시 코드 활용: 이미 개발해놓은 코드가 많아 재활용하기 쉽다.
- 하드웨어 친화성: C는 하드웨어 자원을 직접 다루기 좋아 미세한 최적화가 가능하다.
(2) 표준화와 인증 체계
차량 안전 기준인 ISO 26262나 MISRA-C 같은 코딩 표준은 대부분 C/C++을 전제로 마련되었다.
- 검증된 표준: 오래된 표준이라 문서와 사례 연구가 풍부하다.
- 감사 및 인증 과정에서 C 코드의 분석 툴이 이미 자리잡았고, 해당 프로세스가 정교하게 구축되어 있다.
(3) 숙련된 인력의 존재
차량 보안 분야에서 C를 다룰 수 있는 개발자가 많다.
- 러닝 커브가 짧다(이미 경험이 있음)
- 개발 팀 구성의 용이성: 새로 들어온 엔지니어도 대부분 C에 익숙해 빠르게 투입될 수 있다.
2. Rust로 전환해야 한다면?
(1) 메모리 안전성 극대화
차량 보안은 메모리 오류(버퍼 오버플로, 널 포인터 등)로 인해 해킹에 취약해질 수 있다. Rust는 소유권(Ownership)과 대여(Borrowing)를 통해 컴파일 시점에 이런 문제를 잡아낸다.
- 안전한 메모리 구조: 실시간으로 도는 차량 시스템에서 충돌과 보안 취약점을 크게 줄일 수 있다.
- 런타임 오류 최소화: 실행 중 뜨는 세그멘테이션 폴트(Segfault) 같은 문제를 미리 방지한다.
(2) 안전한 동시성 지원
차량용 시스템은 점점 복잡해져 멀티코어, 멀티스레드를 적극 활용한다. Rust는 여러 스레드가 동시에 데이터를 쓸 때 발생할 수 있는 레이스 컨디션을 원천 봉쇄한다.
- 스레드 안전: 잘못된 공유 메모리 접근이 아예 컴파일되지 않는다.
- 성능 & 안전 양립: Rust는 가비지 컬렉션 없이 높은 성능을 뽑아내면서도 동시성 안전성을 보장한다.
(3) 향후 확장성과 유지보수
차량 소프트웨어는 OTA(무선 업데이트)로 시스템이 자주 변경되고, 코드베이스도 점점 커진다.
- 장기적인 유지보수 이점: 컴파일러가 꼼꼼하게 체크해주니 코드가 복잡해져도 이상 동작을 줄인다.
- 새로운 개발자 유입: 최근 언어 중에서 Rust는 많은 관심을 받고 있으며, 현대적 개발 환경(Cargo, Crates.io 등)을 지원한다.
결론
차량 보안을 위해 C를 쓰는 이유는 오랜 레거시 코드와 표준화, 그리고 검증된 툴체인 덕분이다. 이미 많은 인력이 C에 익숙해 현업 투입이 빠르다는 것도 큰 장점이다.
반면 Rust로 전환한다면 메모리 안전성과 동시성 안전이라는 강점을 확보해 보안과 안정성을 한층 끌어올릴 수 있다. 새로운 언어라는 진입 장벽이 있지만, 향후 늘어날 시스템 복잡도와 OTA 업데이트 시대를 대비해 러스트의 엄격한 컴파일러 검사가 더 적합하다고 볼 수도 있다.
결국, 어떤 언어가 ‘정답’이라기보다는 현재 프로젝트 상황과 팀 역량, 장기적 유지보수 전략을 종합적으로 고려해 결정하면 된다. 보안과 안전이 최우선인 분야이니만큼, C를 이어가든 Rust로 전환하든 가장 중요한 건 품질과 신뢰성임을 잊지 말자.
댓글남기기