🤸 👩🏽‍🚀 ⛽️ प्रदर्शन में तेजी लाने के लिए PHP में किसी एक कार्य में अतिरिक्त CPU निर्देशों का उपयोग करना ⭕️ 🧕🏽 👩‍❤️‍👩

बड़ी PHP परियोजनाओं का निर्माण करते समय, कई को शक्तिशाली सर्वर पर भी प्रदर्शन की कमी का सामना करना पड़ा। यहां तक कि कोड का एक छोटा सा टुकड़ा पूरे संसाधन को समग्र रूप से प्रभावित कर सकता है: लाभ के संदर्भ में, और इस संसाधन को बनाए रखने और बनाए रखने की लागत के संदर्भ में। मैं आपको एक समस्या को हल करने के लिए एक गैर-मानक दृष्टिकोण के बारे में अपना अनुभव बताऊंगा।

पूरे वर्ष के दौरान, हमने लगातार नई कार्यक्षमता जोड़ी: हमने अधिक कोड लिखा, अधिक मॉड्यूल बनाए, मॉड्यूल से मॉड्यूल, लाखों रिकॉर्ड के साथ अधिक टेबल जो क्रॉस-चयन में भाग लिया। परियोजना तेज गति से बढ़ी। डेवलपर्स की संरचना एक से अधिक बार बदल गई है, और हालांकि यह आवश्यक नहीं है, फिर भी इसने परियोजना को नकारात्मक रूप से प्रभावित किया, जिसने अनावश्यक समस्याओं को भी जोड़ा। सामान्य तौर पर, एक काफी बड़ी परियोजना, जैसा कि बड़ी कंपनियों के साथ होता है।

पहले से ही जब सब कुछ लिखा गया है, यह काम करता है, और आगे भी विकसित होना जारी है, और उत्पादकता में सुधार के लिए कुछ भी रीमेक करने के लिए कोई समय या बजट नहीं है, लेकिन आपको केवल आगे बढ़ने की आवश्यकता है, और जितनी जल्दी हो सके, मुझे अगला काम मिलता है। सबसे पहले, मैंने इसे एक नियमित टिकट के रूप में देखा: सभी उपयोगकर्ता की व्यक्तिगत जानकारी: अंतिम नाम, पता, फोन नंबर, पहचान कोड - एन्क्रिप्टेड रूप में डेटाबेस में संग्रहीत किया जाना चाहिए, और केवल डिक्रिप्शन के लिए कुंजी के साथ अनुरोध किए जाने पर उपलब्ध होना चाहिए। चूंकि यह डेटा एन्क्रिप्शन में मेरा पहला गंभीर अनुभव है, इसलिए मैंने PHP टूल का उपयोग करके समस्या के संभावित समाधानों के लिए Google में खोजना शुरू किया, और निश्चित रूप से, मैं जाने-पहचाने mcrypt लाइब्रेरी में आया। इसके साथ कैसे काम करना है, यह पता लगाने में ज्यादा समय नहीं लगता है। पुस्तकालय ने काम किया - मंचों पर आप कई उदाहरण, टिप्पणियां, चर्चाएं पा सकते हैं। यह मेरी समस्या को हल करने के लिए एक आदर्श विकल्प लग रहा था, खासकर यह देखते हुए कि बहुत कम समय था।

परिणामस्वरूप, मैंने उस कोड का उपयोग किया जो सीधे mcrypt_encrypt फ़ंक्शन विवरण पृष्ठ पर स्थित है:
http://us2.php.net/manual/en/function.mcrypt-encrypt.php

<?php
$iv_size = mcrypt_get_iv_size(MCRYPT_RIJNDAEL_256, MCRYPT_MODE_ECB);
$iv = mcrypt_create_iv($iv_size, MCRYPT_RAND);
$key = "This is a very secret key";
$text = "Meet me at 11 o'clock behind the monument.";
echo strlen($text) . "\n";
$crypttext = mcrypt_encrypt(MCRYPT_RIJNDAEL_256, $key, $text, MCRYPT_MODE_ECB, $iv);
echo strlen($crypttext) . "\n";
?>

सब कुछ ठीक से काम करता है, केवल एक छोटे BUT को छोड़कर: mcrypt_encrypt फ़ंक्शन में 5th पैरामीटर $ iv (उर्फ IV इनिशियलाइज़ेशन वेक्टर) है, क्योंकि यह ईसीबी ( इलेक्ट्रॉनिक कोडबुक ) एन्क्रिप्शन मोड में बिल्कुल भी उपयोग नहीं किया जाता है। और मैं आमतौर पर आश्चर्य करता हूं कि यह उदाहरण दस्तावेज़ीकरण में क्यों मौजूद है - यह भ्रामक है।

हमारे इंजीनियर लीड ने एक कोड समीक्षा की, और दो तर्कयुक्त टिप्पणियां कीं:

IV का उपयोग ईसीबी मोड में नहीं किया जाता है (जैसा कि मैंने ऊपर लिखा है) - यह जहां तक सुरक्षा का संबंध है, इसका प्रदर्शन पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।
mcrypt बहुत भारी और धीमा है, इसे हर पृष्ठ लोड पर कॉल करने की अनुमति देने के लिए, कोड के टुकड़े ढूंढना बेहतर है जहां इस डेटा की वास्तव में आवश्यकता है और केवल उन मामलों में इसे डिक्रिप्ट करें।

पहली कोई समस्या नहीं है, आगे Google, तुरंत CBC ( सिफर-ब्लॉक चेनिंग ) मोड पर ठोकर खाता है। लेकिन यहां दूसरे के साथ क्या करना है - आखिरकार, आपको सभी मॉड्यूल के माध्यम से खोज करने की आवश्यकता है, क्योंकि उपयोगकर्ताओं के नाम साइट के लगभग हर पृष्ठ पर उपयोग किए जाते हैं। यह बहुत अधिक है, मैंने सोचा, समय, जोखिमों को देखते हुए - आखिरकार, क्यूए अभी भी गुजरना होगा।

एक शाम, काम से जुड़ी दैनिक समस्याओं पर चर्चा करना, एक ऐसे दोस्त के साथ बीयर पीना जो पीएचपी और "इन" समस्याओं से दूर है, लेकिन निम्न-स्तरीय प्रोग्रामिंग और सी ++ में बहुत अनुभवी है - यह न केवल एक सुखद शगल बन गया, बल्कि बहुत उपयोगी भी है काम के लिए।
उसने मुझे एक रहस्य का पता चला (वास्तव में, यह मेरे लिए केवल एक रहस्य था, लेकिन C ++ प्रोग्रामर की दुनिया के लिए, ज़ाहिर है, यह स्पष्ट है): यदि आप कुछ प्रोसेसर निर्देशों का उपयोग करते हैं, तो आप कम्प्यूटेशनल कार्यों के प्रदर्शन को 10 गुना बढ़ा सकते हैं। डेटा एन्क्रिप्शन से संबंधित कार्य शामिल हैं। नया इंटेल प्रोसेसर पहले से डेटा एन्क्रिप्शन और डिक्रिप्शन को तेज करने के निर्देशों का समर्थन करता है - एडवांस्ड एन्क्रिप्शन स्टैंडर्ड (AES) इंस्ट्रक्शन सेट । और सौभाग्य से, जैसा कि यह निकला, हमारी परियोजना इंटेल एक्सॉन E5645 प्रोसेसर वाले सर्वर पर चलती है, जिसमें पहले से ही ये निर्देश ( एईएस नए निर्देश ) हैं।

लेकिन PHP में यह सब कैसे उपयोग करें?

हम अपने स्वयं के PHP मॉड्यूल लिखेंगे, जो प्रोसेसर क्षमताओं का उपयोग करके PHP और एन्क्रिप्ट / डिक्रिप्ट से मूल्य लेगा। कई रातों की नींद के बाद, प्रदर्शन के परिणामों और सामान्य रूप से तुलना - मॉड्यूल क्या करना चाहिए, कहां और कैसे वेक्टर डेटा के साथ संग्रहीत करने की अवधारणा (क्योंकि यह डिक्रिप्शन के लिए आवश्यक है) - निम्नलिखित निकला है।
PHP मॉड्यूल, दो भागों से मिलकर:

बोटन ( http://botan.randombit.net/ ) C ++ में लिखी गई एक खुली लाइब्रेरी है जो AES256 सहित कई एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम को लागू करती है, जिसकी हमें आवश्यकता है, और साथ ही साथ AES-NI का उपयोग करने की क्षमता है।
libaecrypt - पहले से ही हमारा हिस्सा - बोटन लाइब्रेरी के C ++ इंटरफ़ेस के लिए C इंटरफ़ेस (फ़ंक्शंस, क्लास नहीं) के लिए एक एडाप्टर के रूप में कार्य करता है, जिसे मॉड्यूल की मुख्य सी फ़ाइल से बुलाया जा सकता है।

मॉड्यूल में, हमने तीन कार्य किए:

रैंडम की जेनरेटर - एन बाइट्स की लंबाई के साथ रैंडम डेटा लौटाता है, जिसे कुंजी या वेक्टर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
एन्क्रिप्शन
प्रतिलिपि

एन्क्रिप्शन / डिक्रिप्शन - मापदंडों के रूप में उपयोग करता है:

डेटा कुंजी - 32 बाइट्स, जो एक बार बनाई जानी चाहिए और छिपी हुई होनी चाहिए
सदिश कुंजी 32 बाइट्स है, जिसे एक बार बनाया जाना चाहिए और छिपे हुए संग्रहित किया जाना चाहिए
IV - 16 बाइट्स, जो "यादृच्छिक कुंजी जनरेटर" द्वारा बनाया गया है

एल्गोरिथ्म कुछ इस तरह दिखता है: एक यादृच्छिक IV उत्पन्न होता है, फिर डेटा कुंजी और IV का उपयोग करके डेटा एन्क्रिप्ट किया जाता है; वेक्टर को वेक्टर कुंजी का उपयोग करके एन्क्रिप्ट किया गया है। एन्क्रिप्टेड वेक्टर को विभाजक # के साथ एन्क्रिप्टेड डेटा में जोड़ा जाता है और डेटाबेस में संग्रहीत किया जाता है, डिक्रिप्शन रिवर्स ऑर्डर में किया जाता है।

बॉटन की मुख्य विशेषता:

मुझे नहीं लगता कि किसी लेख में कोड लिस्टिंग उचित है, क्योंकि उनमें से बहुत सारे हैं, इसलिए मैं मॉड्यूल इनिशियलाइज़ेशन के बारे में बात करूँगा, जो कि रस ही है।
बॉटन लाइब्रेरी के साथ पूर्ण, एक सहायक उपकरण है जो आपको प्रोसेसर और उसके निर्देशों (वनस्पति / सीपीयू.एच) को निर्धारित करने की अनुमति देता है। एन्क्रिप्शन / डिक्रिप्शन को गति देने के लिए, यह जांचा जाता है कि क्या प्रोसेसर में एईएस-एनआई है; यदि नहीं, तो SSSE3 है।

int Init()
{
//
pInitObj = new Botan::LibraryInitializer();

//
CPUID::initialize();

//
if(CPUID::has_aes_ni())
global_state().algorithm_factory().set_preferred_provider("AES-256", "aes_isa");
else if(CPUID::has_ssse3())
global_state().algorithm_factory().set_preferred_provider("AES-256", "simd");
else
global_state().algorithm_factory().set_preferred_provider("AES-256", "core");

return 1;
}

परिणामस्वरूप, अपाचे लोड टेस्टिंग टूल, अब (अपाचे बेंचमार्क), हमारे मॉड्यूल और mcrypt का उपयोग करके एक ही एल्गोरिथ्म के कार्यान्वयन के बीच अंतर दिखाया गया: लगभग 600 अनुरोध / दूसरा बनाम 1400 अनुरोध / दूसरा हमारे मॉड्यूल के पक्ष में।

निष्कर्ष:

OpenSSL, जो PHP के साथ भी आता है, संस्करण 1.0.1 से शुरू होता है, 14 मार्च 2012 को जारी किया गया (हमारे सभी पीड़ा के बाद), पहले से ही AES-NI (और SSSE3) निर्देशों का उपयोग करना जानता है, और प्रदर्शन में PHP में लिखा एक समान एल्गोरिथ्म c ओपनएसएसएल, केवल 200 अनुरोधों में प्रति सेकंड हमारे मॉड्यूल से हीन ( सॉफ्टवेयर एईएस निर्देश सेट का समर्थन करता है , संस्करण 1.0.1 से ओपनएसएसएल सूची में है)।
व्यक्तिगत रूप से, भविष्य में मैं MCrypt के बजाय OpenSSL का उपयोग करूंगा। इस तथ्य के अलावा कि mcrypt धीमा है, इसे आरंभिक वेक्टर के रूप में 32-बाइट कुंजी की आवश्यकता है ! - जो कि ओपनएसएसएल, बोटन के बाद से काफी मानक नहीं है, और जैसा कि मैं इसे समझता हूं, एईएस 256-सीबीसी मोड में एन्क्रिप्शन को लागू करने वाले कई अन्य पुस्तकालय IV के लिए 16-बाइट कुंजी स्वीकार करते हैं। यदि आप mcrypt का उपयोग करते हैं, तो केवल वे डेटा को डिक्रिप्ट कर सकते हैं।

- UPD1: कोड उदाहरण और मेरे मॉड्यूल के लिंक के बारे में : समस्या यह है कि मैंने एक अनुबंध पर हस्ताक्षर किए हैं जो मुझे प्रोजेक्ट के स्रोत कोड को सार्वजनिक रूप से अपलोड करने की अनुमति नहीं देता है, जैसा कि यह सुरक्षा को प्रभावित कर सकता है (हम 100 हजार अमेरिकी उपयोगकर्ताओं के बारे में बात कर रहे हैं)। लेकिन आज मैं देखने के लिए मॉड्यूल का एक संशोधित संस्करण बिछाने की कोशिश करूंगा, ताकि अनुबंध की शर्तों का उल्लंघन न हो।

UPD2: मैं कर्म में तेज नकारात्मक और नकारात्मक से हैरान था, इसलिए मैं कहना चाहता हूं: मैं अपना अनुभव साझा करना चाहता था, आपको यह बताने के लिए कि यदि आप PHP में काम करते हैं और एन्क्रिप्शन के साथ सौदा करते हैं, तो mcrypt सबसे अच्छा विकल्प नहीं है, क्योंकि इस लाइब्रेरी में समस्याएं हैं। Php बंडल भी OpenSSL के साथ आता है, जो कि संस्करण 1.0.1 (जैसा कि मैंने ऊपर लिखा है), प्रोसेसर निर्देशों का उपयोग करता है, बहुत तेज़ी से काम करता है और डेटा एन्क्रिप्शन को पूरी तरह से करता है। ओपनएसएसएल के नए संस्करण की रिहाई के बाद, हमारा स्व-लिखित मॉड्यूल अब मायने नहीं रखता है, लेकिन यह, दुर्भाग्य से, इसकी रिलीज से पहले था, और फिर से मैं ध्यान देता हूं कि हमारे पास बहुत कम समय था।

UPD3: एक बार फिर, कृपया ध्यान दें कि 25k पृष्ठ दृश्य और हमारी परियोजना की प्रदर्शन समस्याएं मुख्य बिंदु नहीं हैं, कृपया मेरे अनुभव से मुख्य निष्कर्ष पर ध्यान दें: एईएस-एनआई (प्रदर्शन में तेजी लाने के लिए प्रोसेसर निर्देश) और ओपनएसएसएल बनाम। Mcrypt। टिप्पणी करने और अपनी राय व्यक्त करने वाले सभी के लिए धन्यवाद, मैं एईएस-एनआई, ओपनएसएसएल बनाम पर अधिक ध्यान देने के लिए जल्द से जल्द लेख को फिर से लिखने की कोशिश करूंगा। MCrypt और PHP के लिए एक मॉड्यूल कैसे लिखें।

प्रदर्शन में तेजी लाने के लिए PHP में किसी एक कार्य में अतिरिक्त CPU निर्देशों का उपयोग करना

लेकिन PHP में यह सब कैसे उपयोग करें?

बॉटन की मुख्य विशेषता:

निष्कर्ष:

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