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上一篇文章分享了 wasmer runtime,编译好的 openssl.wasm 文件能够独立运行,这篇文章分享 openssl.wasm 和原生 openssl 之间的性能比照。
测试硬件
- 主机 MacBook Pro
- CPU 6-Core Intel Core i7 2.2 GHz/ 启动超线程
- 内存 16GB
- 磁盘 SSD
测试软件
- Openssl LibreSSL 2.8.3
- Openssl WASM openssl 安装包版本 openssl 1.1.1d
- WASMER 1.0.0-alpha4
测试方法
别离对 100/300/500 MB 进行屡次加密解密,失去均值后果。留神,这里有些模式并不是规范的,所以没有全副模仿,仅供参考。
openssl 测试命令
#!/bin/bash
key="A665A45920422F9D417E4867EFDC4FB8"
iv="4632527467615238616971576a466653"
#file100、file300、file500
fileName="file100"
ecbEnFileName="ecb-en-${fileName}"
ecbDeFileName="ecb-de-${fileName}"
cbcEnFileName="cbc-en-${fileName}"
cbcDeFileName="cbc-de-${fileName}"
ctrEnFileName="ctr-en-${fileName}"
ctrDeFileName="ctr-de-${fileName}"
gcmEnFileName="gcm-en-${fileName}"
gcmDeFileName="gcm-dn-${fileName}"
echo "------start openssl-aes-128 encryption-------"
echo "------ECB Encryption-------"
time openssl enc -aes-128-ecb -in ${fileName} -out ${ecbEnFileName} -K ${key} -p
echo "------CBC Encryption-------"
time openssl enc -aes-128-cbc -in ${fileName} -out ${cbcEnFileName} -K ${key} -iv ${iv} -p
echo "------CTR Encryption-------"
time openssl enc -aes-128-ctr -in ${fileName} -out ${ctrEnFileName} -K ${key} -iv ${iv} -p
echo "------GCM Encryption-------"
time openssl enc -aes-128-gcm -in ${fileName} -out ${gcmEnFileName} -K ${key} -iv ${iv} -p
echo "#############################################################"
echo "------start openssl-aes-128 Decrypt-------"
echo "------ECB Decrypt-------"
time openssl enc -aes-128-ecb -d -in ${ecbEnFileName} -out ${ecbDeFileName} -K ${key} -p
echo "------CBC Decrypt-------"
time openssl enc -aes-128-cbc -d -in ${cbcEnFileName} -out ${cbcDeFileName} -K ${key} -iv ${iv} -p
echo "------CTR Decrypt-------"
time openssl enc -aes-128-ctr -d -in ${ctrEnFileName} -out ${ctrDeFileName} -K ${key} -iv ${iv} -p
echo "------GCM Decrypt-------"
time openssl enc -aes-128-gcm -d -in ${gcmEnFileName} -out ${gcmDeFileName} -K ${key} -iv ${iv} -p
openssl.wasm 测试命令
#!/bin/bash
key="A665A45920422F9D417E4867EFDC4FB8"
iv="4632527467615238616971576a466653"
#file100、file300、file500
fileName="file500"
ecbEnFileName="aes/ecb-en-${fileName}"
ecbDeFileName="aes/ecb-de-${fileName}"
cbcEnFileName="aes/cbc-en-${fileName}"
cbcDeFileName="aes/cbc-de-${fileName}"
ctrEnFileName="aes/ctr-en-${fileName}"
ctrDeFileName="aes/ctr-de-${fileName}"
# 创立须要的文件,wasm 文件运行,不会把数据写入磁盘,所以须要提前准备文件
touch ${ecbEnFileName}
touch ${ecbDeFileName}
touch ${cbcEnFileName}
touch ${cbcDeFileName}
touch ${ctrEnFileName}
touch ${ctrDeFileName}
echo "------start openssl-aes-128 encryption-------"
echo "------ECB Encryption-------"
time wasmer run openssl.wasm --dir=. -- enc -aes-128-ecb -in ${fileName} -out ${ecbEnFileName} --nosalt -K ${key}
echo "------CBC Encryption-------"
time wasmer run openssl.wasm --dir=. -- enc -aes-128-cbc -in ${fileName} -out ${cbcEnFileName} --nosalt -K ${key} -iv ${iv}
echo "------CTR Encryption-------"
time wasmer run openssl.wasm --dir=. -- enc -aes-128-ctr -in ${fileName} -out ${ctrEnFileName} --nosalt -K ${key} -iv ${iv}
echo "#############################################################"
echo "------start openssl-aes-128 Decrypt-------"
echo "------ECB Decrypt-------"
time wasmer run openssl.wasm --dir=. -- enc -aes-128-ecb -d -in ${ecbEnFileName} -out ${ecbDeFileName} --nosalt -K ${key}
echo "------CBC Decrypt-------"
time wasmer run openssl.wasm --dir=. -- enc -aes-128-cbc -d -in ${cbcEnFileName} -out ${cbcDeFileName} --nosalt -K ${key} -iv ${iv}
echo "------CTR Decrypt-------"
time wasmer run openssl.wasm --dir=. -- enc -aes-128-ctr -d -in ${ctrEnFileName} -out ${ctrDeFileName} --nosalt -K ${key} -iv ${iv}
测试后果
Openssl
加密
| 模式 / 文件大小 | 100M | 300M | 500M | key 数据大小 |
| —- | —- | —- | —– |—- |
| ECB | 0.197s | 0.970s | 1.418s | 128bit |
| CBC | 0.244s | 1.421s | 1.278s | 128bit |
| CTR | 0.203s | 0.587s | 1.145s | 128bit |
| GCM | 0.303s | 1.123s | 1.710s | 128bit |
解密
| 模式 / 文件大小 | 100M | 300M | 500M | key 数据大小 |
| —- | —- | —- | —– |—- |
| ECB | 0.309s | 1.014s | 1.275s |128bit |
| CBC | 0.260s | 0.946s | 1.630s |128bit |
| CTR | 0.322s | 1.081s | 1.591s |128bit |
| GCM | 0.429s | 1.283s | 1.842s | 128bit |
Openssl.wasm
加密
| 模式 / 文件大小 | 100M | 300M | 500M | key 数据大小 |
| —- | —- | —- | —– |—- |
| ECB | 1.775s | 5.326s | 8.996s | 128bit |
| CBC | 1.805s | 5.563s | 9.452s | 128bit |
| CTR | 2.011s | 6.133s | 10.350s | 128bit |
解密
| 模式 / 文件大小 | 100M | 300M | 500M | key 数据大小 |
| —- | —- | —- | —– |—- |
| ECB | 1.894s | 5.780s | 9.186s | 128bit |
| CBC | 1.880s | 5.892s | 10.123s | 128bit |
| CTR | 2.168s | 6.297s | 11.424s | 128bit |
论断
openssl.wasm 与 openssl 依据不同加解密模式以及不同大小文件进行耗时比照来看,openssl.wasm 速度没有原生的 openssl 执行效率高。具体什么起因,我也很好奇,网上的材料并不是很多,通过之前对 wasm 的钻研集体了解可能是因为 wasm 虚拟机导致运行速度不是那么快。
WebAssembly 的定义是基于堆栈的虚拟机的二进制指令格局。堆栈虚拟机模型是常见的内存治理构造,将数据和操作符压入栈中并弹出逐次执行。wasm 的二进制指令是虚构指令集,虚构指令集(V-ISA)能够认为是对平台无关的一系列自定义操作符(如 JVM),绝对的,物理指令集 (ISA) 则是强依赖物理零碎的(如 Intel 的 x86-64)。
因为 WASM 依赖的是 V -ISA 指令集,即齐全依赖宿主环境提供的操作指令。所以如果要在实在的操作系统上运行,必须要有一个“虚拟机”来翻译这些指令并屏蔽具体零碎调用之间的差别。即须要相似 JVM 的 WASM VM,WASI 便是定义这些形象的零碎调用形象层,WASM 平台的零碎接口。从而实现 ” 一次编译,到处运行 ” 的特点。
另一个特点是 WASM 安全性,WASM 采纳了沙箱机制。这意味着代码不能间接与操作系统交互。那么它是如何利用系统资源的呢?宿主机(可能是浏览器,也可能是 WASM 运行时)将函数放入代码能够应用的沙箱中。即虚拟机齐全负责权限的管制,所有零碎调用由外围管制,隔离出沙箱环境,这样能够防止第三方库带来的平安问题。
从可移植性和安全性上来剖析,openssl.wasm 比照间接在主机上安装的 openssl,效率低一点是有情理的,不仅如此,在不同平台上 wasm 的速度也是有差别的。目前 wasm 还在倒退阶段,感兴趣的敌人能够持续关注 wasm 动静。
应用场景
浏览器中利用 WebAssembly 的场景,比方:
- 将 C、C++、Rust 等语言编写的程序移植到浏览器
-
游戏:
- 须要疾速关上的小游戏
- AAA 级,资源量很大的游戏。
- 游戏门户(代理 / 原创游戏平台)
- 图形图像解决畛域,如页游、数据可视化等
- 加密工具
- CAD 软件
- 音视频编解码等等
非浏览器利用场景,官网文档中也列了一些,不过都比拟形象
- Fastly 与其余服务商的边缘云
-
Node 与 npm(参见译文)
- “WebAssembly 能够解决 Node 中最大的问题之一——如何取得靠近原生速度,并像应用原生模块一样复用其余语言(如 C 与 C++)编写的代码,同时仍放弃可移植性与安全性。标准化这个零碎接口是实现这一指标的第一步。”
- “npm 极为感兴趣的是,WebAssembly 潜在具备扩大 npm 生态系统、并同时极大地简化在服务端 JavaScript 应用程序中运行原生代码过程的能力。咱们期待这个过程的后果。”
- 插件零碎。无论浏览器、IDE 还是任何其余中央的插件零碎如果采纳 WebAssembly 既能保障安全性防止插件代码越权,也能与开发语言解耦、有利于插件生态的凋敝。
更多应用场景参见官网文档:http://webassembly.org.cn/doc…
将来方向
-
增加后续个性到 WebAssembly 规范的过程
- 间接操作 DOM
- 共享内存的并发性
- SIMD(单指令,多数据)
- 异样解决
-
其余改良——使开发者开发起来更简略
- 一流的开发者工具
- 垃圾回收
- ES6 模块集成。
参考文档
-
在 web 之外运行 WebAssembly 的零碎接口 – 原文 作者:Lin Clark
- https://hacks.mozilla.org/201…
-
在 web 之外运行 WebAssembly 的零碎接口 – 译文
- https://www.ituring.com.cn/ar…
-
WebAssembly 线上研讨会 2020 年 8 月 29 日 · 线上流动
- https://www.w3.org/2020/08/29…
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公众号:Netwarps