プログラミング言語における形式検証の状況は進化し続けており、 coq-of-rust のようなツールは Rust アプリケーションにおけるコードの正確さを数学的に証明することを目指しています。しかし、コミュニティでの議論では、形式検証が保証できることとできないことについての重要なニュアンスとともに、検証エコシステムにおける重要な名称変更のニュースが明らかになっています。
形式検証の主張の現実
coq-of-rust は数学的証明によってバグのないアプリケーションを作ることを約束していますが、開発者コミュニティは重要な区別を強調しています。形式検証はコードが仕様を正しく実装していることを証明しますが、仕様自体に欠陥がないことを保証するものではありません。
「私は形式検証が好きです。しかし、これはそれが提供するものの誤った表現だと考えています。形式検証はコードが仕様を正しく実装していることを数学的に証明できます。しかし、仕様にバグや脆弱性がないことを証明するものではありません。また、仕様がビジネスルールを正しく実装していることを証明するものでもありません。」
検証（コードが仕様と一致するか？）と妥当性確認（仕様が実際のニーズと一致するか？）のこの区別は、品質保証における基本的な概念を表しています。形式検証は、すべての可能な入力に対して不変条件が成り立つことを証明するのに優れており、これはデータベースやファイルシステムなど、仕様が実装よりも単純な場合に特に価値があります。
Coq が Rocq に：重要な改名
コメントで言及された注目すべき展開は、coq-of-rust の基盤である Coq 証明支援ツールが Rocq に改名されたことです。コミュニティの議論によると、この変更はコミュニティ調査の結果によるもので、約24%のユーザーが元の名前に不快感を示し、プロフェッショナルな環境での使用が不快または不便だと感じていました。プロジェクトは現在公式に Rocq として知られ、rocq-prover.org で見つけることができます。
この改名は様々な反応を引き起こし、あるユーザーはこれを必要なプロフェッショナルな進化と見なす一方で、他のユーザーは無害な言葉遊びと考えていたものの喪失を嘆いています。
検証における Rust の独自のポジション
Rust の可変性と参照の排他的なメモリモデルは、他の多くの言語と比較して形式検証に特に適しています。データが可変であるか複数の参照を持つかのどちらかであり、両方同時には不可能であるというこのモデルは、検証ツールがより効果的に構築できる基盤を作り出します。
コミュニティメンバーは、このようなモデルがなければ、検証は既存の言語のすべての検証ツールと同様に困難で実用的に手に負えないものになると指摘しています。これにより、coq-of-rust や Verus などの Rust ベースの検証ツールは検証の分野で潜在的な優位性を持っています。
Rustの形式検証ツール（コメントで言及されたもの）
- coq-of-rust: Rustを Coq に変換して形式検証を行う
- Verus: 完全なシステム検証を目指す（検証済みファイルシステム、Kubernetes コントローラーなど）
- Creusot: MIRから Why3 への変換（そしてSMTソルバーへ）
- Ironclad/Gloire: Rust専用ではないが、SPARK/Ada で書かれた形式検証済みOSカーネル
形式検証に関する重要なポイント
- コードが仕様を正しく実装していることを証明する
- 仕様自体が正しいことを証明するものではない
- 特に仕様が実装よりも単純な場合に有用
- Rustの「可変かつ非エイリアス」メモリモデルの恩恵を受ける
代替アプローチと競合
形式検証の状況は coq-of-rust を超えて広がっています。コミュニティメンバーはいくつかの代替案を強調しました。これには、システム検証のための Verus（検証済みファイルシステムや Kubernetes コントローラーで使用）や、SPARK と Ada を使用して構築された Gloire OS を搭載した Ironclad カーネルなどが含まれます。
一部の開発者は、Zig AIR のようなツールを通じて、Zig のような他の言語にも同様の検証アプローチを適用することに興味を示しており、システムプログラミングのエコシステム全体で形式検証への関心が高まっていることを示唆しています。
数学的に証明されたコードの正確さの追求は、プログラミングコミュニティ全体で引き続き関心を集めていますが、形式検証が現実的に提供できるものについてのより微妙な理解も広がっています。ツールが成熟し、アプローチが多様化するにつれて、理論的な完璧さと実用的な実装の間のギャップは徐々に狭まっていきますが、100%バグのないコードという目標は現実よりも願望に近いままです。