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Cloudflare 也能在各端點跑 JavaScript 了

類似於 AWS 先前推出的 Using CloudFront with Lambda@Edge (參考「在 CloudFront 的 edge 上跑 Lambda」以及「Lambda@Edge 的 GA」),Cloudflare 也推出了類似的功能:「Introducing Cloudflare Workers: Run Javascript Service Workers at the Edge」、「Code Everywhere: Why We Built Cloudflare Workers」。

整個系統是架構在 Chrome V8 上,尤其是安全性的部分是 Cloudflare 的人頗讚賞的重點:

Security: The V8 JavaScript engine is arguably the most scrutinized code sandbox in the history of computing, and the Chrome security team is one of the best in the world. Moreover, Google pays massive bug bounties to anyone who can find a vulnerability. (That said, we have added additional layers of our own sandboxing on top of V8.)

比較不一樣的地方在於 Cloudflare 拿 Service Worker API 來設計他們的架構,AWS 則是自己幹了一套出來...

然後現在還沒給出價錢,也還沒完全開放使用... 想要玩的人需要申請 beta。

V8 對 Hash Flooding 的防禦措施

Hash Flooding 問題是指 Hash 這個資料結構是可以被預測 collision 所造成的問題,在隨機的情況下會是 O(1) 的操作,在特定挑選故意讓他 collision 而變成 O(n),當有 n 個元素時,乘起來就會變成 O(n^2)。這算是一種阻斷攻擊 (DoS attack)。

在「About that hash flooding vulnerability in Node.js...」這邊提到了 V8 之前為了避免 Hash Flooding 的問題,關掉了 Startup snapshot 而造成的效能問題,以及後續的很多故事,最後找了長期的解法。

這個解法已經併入 Node.js 裡,預定下個包括的版本是 8.3.0:

The patch to re-enable startup snapshot has been merged into Node.js. It is part of the recent Node.js v8.3.0 release.

不過這表示現有的 LTS (4.8.4 以及 6.11.2) 還是... XD

V8 對 for-in 的最佳化

V8 引擎的人對 for-in 的最佳化寫了一篇解釋「Fast For-In in V8」,比較直接的結果就是維基百科Facebook 都變快了:

For example, in early 2016 Facebook spent roughly 7% of its total JavaScript time during startup in the implementation of for-in itself. On Wikipedia this number was even higher at around 8%.

可以看得出來是挑比較大的來改,而下一版的 Google Chrome (57) 將會對 for-in 會到另外一個極致:

The most important for-in helpers are at position 5 and 17, accounting for an average of 0.7% percent of the total time spent in scripting on a website. In Chrome 57 ForInEnumerate has dropped to 0.2% of the total time and ForInFilter is below the measuring threshold due to a fast path written in assembler.

主要是因為 spec 對 for-in 的定義寫得很模糊,所以就有很多實作的空間可以調整:

When we look at the spec-text of for-in, it’s written in an unexpectedly fuzzy way,which is observable across different implementations.

Google Chrome 55 的記憶體改善

前陣子 Google Chrome 55 出了,其中最讓人期待的是對記憶體的改善,有人整理了數據:「Chrome 55 uses ~30% less memory than Chrome 54」。

依照作者拿 weather.comreddit.com 測試,前者的記憶體省了 26%,後者省了 30%,都相當明顯。我自己在升到 55 後有明顯感覺到改善,尤其是重開 Chrome 時重新讀取頁面的速度也快了不少...

這些改善主要是出自於「Fall cleaning: Optimizing V8 memory consumption」這邊提到對 V8 engine 的改寫,我感覺到速度變快應該是記憶體用量降低使得 CPU cache rate 提高的關係吧...

V8 Engine 的 Math.random() 在新版被重寫了...

先前在「V8 的 Math.random() 亂度不足的問題」提到 Math.random() 因為使用 MWC1616 (Fast random number generation using 128 bit multimedia extension registers on Pentium class machines) 而不夠亂的問題。

這個問題在新版 V8 Engine 提出改善了:「There's Math.random(), and then there's Math.random()」。

Untitled drawing

新實作的方法是 xorshift128+,擁有極長的 period length:

This has been pointed out to us, and having understood the problem and after some research, we decided to reimplement Math.random based on an algorithm called xorshift128+. It uses 128 bits of internal state, has a period length of 2128 - 1, and passes all tests from the TestU01 suite.

將會在 Google Chrome 49 (目前是 47) 引入:

The new implementation landed in V8 within a few days of us becoming aware of the issue. It will become available with Chrome 49. Both Firefox and Safari switched to xorshift128+ as well.

同時還是再次提醒,這不是 CSPRNG,要用在密碼學相關應用還是要用專門的 library 來產生 pseudo random number:

Make no mistake however: even though xorshift128+ is a huge improvement over MWC1616, it still is not cryptographically secure.

V8 的 Math.random() 亂度不足的問題

在「TIFU by using Math.random()」這篇看到作者踩到地雷,於是在討論 V8 EngineMath.random() 的亂度不足。

其實這個問提早在 2012 年就有人在 StackOverflow 上詢問:「Why is Google Chrome's Math.random number generator not *that* random?」,而且也回答得很清楚。

而 Mozilla 這邊在 2006 年也被提出了類似的問題:「Bug 322529 - Upgrade Math.random() to a better algorithm, such as Mersenne Twister」。

文章中間花了許多篇幅講 PRNG 的介紹,以及 cycle length 的說明,重點其實在結論的部份。

主要是因為 V8 Engine 的 Math.random() 實作的是 MWC1616 演算法 (Fast random number generation using 128 bit multimedia extension registers on Pentium class machines),而這個演算法用起來也綁手綁腳:

If you’re only using the most significant 16 bits it has a very short effective cycle length (less than 2³⁰).

有兩個方向可以改善 (不衝突的方向),一個是使用 CSPRNG (保證有極長的 cycle length),另外一個請求 V8 Engine 把 Math.random() 的演算法換掉,像是 MT19937 這類 cycle length 超級長的演算法。