我们可以在 C++23 中实现一个安全创建临时文件的工具吗？

Question

阅读完对我自己的代码的回顾、关于

boost::filesystem::unique_path

的答案、关于

unique_path

及其参考文献的另一个答案、关于

tmpnam

及其Linux手册页的文档，以及其他一些内容之后相关的事情，我的印象是，使用 C++23，我们拥有提供临时文件创建的安全实现所需的一切，只需使用 C++23 标准库。

我所说的“安全”是指不存在已知安全漏洞

tmpnam

和

boost::filesystem::unique_path

的实现。

例如，我们可以实现一个

class temp_file

，其构造函数将生成一个 128 位随机文件名，并以独占模式 (

std::filesystem::temp_directory_path()

) 打开位于

std::ios::noreplace

下的同名文件，其析构函数将关闭该文件并删除它，其

stream

成员函数将返回对打开文件的输入/输出流的引用。

这样的实现，假设它是正确的，是否可以被视为创建和使用临时文件的安全设施，或者我是否遗漏了一些重要的考虑因素，在这种情况下，这些考虑因素是什么？

Answer 1

C++ 的文件系统 API 无法创建此操作的“安全”版本。

要拥有完全安全的版本，您需要能够将以下所有操作作为单个文件系统原子操作执行：

1. 生成目录中未使用的名称。
2. 创建一个具有该名称的文件。
3. 以独占方式打开该文件。

标准库可以单独执行其中每一个操作，但漏洞来自于无法将整个序列作为单个原子进程执行。只要其他程序可以干预这些操作中的任何一个，漏洞就存在。而 C++ 没有机制来确保这种文件系统的原子性。

如果您想这样做，那么现在您必须使用特定于操作系统的库函数。