4.6. 性能和安全

Pyarmor 的核心功能是防止加密脚本被还原，对使用各种逆向工程方法的内存拷贝，直接修改内存绕过加密脚本的约束设置并没有更多的保护。对于 Windows 用户，使用选项 --enable-themida 可以有效防止这种攻击。但是对于其他平台，请根据自己的实际需要，采用其他方式对动态库 pyarmor_runtime 进行保护。

Pyarmor 提供了大量的选项来平衡性能和安全性，用户可以根据需要选择不同的选项。这里列出了所有相关的选项以及其对安全性和性能方面的影响。

需要注意的是不同的脚本，以及不同的使用场景，相同的选项对性能的影响可能有很大的不同。这里的所有性能测试数据都是基于同一个简单的测试脚本，如果对性能有很高的要求，请使用相应的场景和脚本进行测试，这里的结果不一定有参考价值。

在运行任何 Python 脚本之前，除非特别说明，都要清除脚本对应的 __pycache__ 。这个目录存放脚本对应 .pyc ，如果这个目录存在，就意味着执行时间里面没有包含编译脚本的时间，但是编译脚本（.py->.pyc）是特别花费时间的，和函数的执行时间相比，不是一个数量级别。

测试脚本 benchmark.py 的内容如下

import sys


class BenTest(object):

    def __init__(self):
        self.a = 1
        self.b = "b"
        self.c = []
        self.d = {}


def foo():
    ret = []
    for i in range(100000):
        ret.extend(sys.version_info[:2])
        ret.append(BenTest())
    return len(ret)

主脚本 testben.py 的内容如下

import benchmark
import sys
import time


def metric(func):
    if not hasattr(time, 'process_time'):
        time.process_time = time.clock

    def wrap(*args, **kwargs):
        t1 = time.process_time()
        result = func(*args, **kwargs)
        t2 = time.process_time()
        print('%-16s: %10.3f ms' % (func.__name__, ((t2 - t1) * 1000)))
        return result
    return wrap


@metric
def test_import():
    import benchmark2 as m2
    return m2


@metric
def test_foo():
    benchmark.foo()


if __name__ == '__main__':
    print('Python %s.%s' % sys.version_info[:2])
    test_import()
    test_foo()

默认加密脚本的性能

首先比较不同 Python 版本下的加密和不加密脚本的性能

使用下面的脚本，分别运行没有加密和加密的脚本两次，其中第二次运行的主要目的是测试存在 __pycache__ 情况下的模块导入时间:

$ rm -rf dist __pycache__

$ cp benchmark.py benchmark2.py
$ python testben.py

Python 3.7
test_import     :   1.303 ms
test_foo        : 250.360 ms

$ python testben.py

Python 3.7
test_import     :   0.290 ms
test_foo        : 252.273 ms

$ pyarmor gen testben.py benchmark.py benchmark2.py
$ python dist/testben.py

Python 3.7
test_import     :   0.907 ms
test_foo        : 311.076 ms

$ python dist/testben.py

Python 3.7
test_import     :   0.454 ms
test_foo        : 359.138 ms

表-1. 不同 Python 版本的加密脚本性能测试

时长(毫秒)	导入模块时间		导入模块时间2		执行函数时间
Python 版本	未加密	加密	未加密	加密	未加密	加密
3.7	1.303	0.907	0.290	0.454	252.2	311.0
3.8	1.305	0.790	0.286	0.338	272.232	295.973
3.9	1.198	1.681	0.265	0.449	267.561	331.668
3.10	1.070	1.026	0.408	0.300	281.603	322.608
3.11	1.510	0.832	0.464	0.616	164.104	289.866

可以看的出来，和之前的版本相比，关于执行函数的时间 Python 3.11 比加密后的脚本快了很多，可能和它的指令缓存和性能优化有关系。

RFT 模式性能

RFT 模式是直接把源代码的函数，类，方法和变量进行重命名，所以不应该会影响性能。这里我们比较的是加密后的脚本和 RFT 模式加密的脚本性能数据。下表中的数据是使用下面的测试脚本获得的:

$ rm -rf dist
$ pyarmor gen testben.py benchmark.py benchmark2.py
$ python dist/testben.py

$ rm -rf dist
$ pyarmor gen --enable-rft testben.py benchmark.py benchmark2.py
$ python dist/testben.py

表-2. 默认 RFT 模式性能测试

时长(毫秒)	导入模块时间		执行函数时间		备注
Python 版本	加密	RFT 模式	加密	RFT 模式
3.7	1.083	1.317	334.313	324.023
3.8	0.774	1.109	239.217	241.697
3.9	0.775	0.809	304.838	301.789
3.10	2.182	1.049	310.046	339.414
3.11	0.882	0.984	258.309	264.070

接下来，我们组合 RFT 模式和 --obf-code 为 0 对脚本进行加密，然后和没有加密脚本的比较一下性能。下表中的数据是使用下面的测试脚本获得的:

$ rm -rf dist __pycache__
$ python testben.py

$ pyarmor gen --enable-rft --obf-code=0 testben.py benchmark.py benchmark2.py
$ python testben.py

表-2.1 组合 RFT 模式性能测试

时长(毫秒)	导入模块时间		执行函数时间		备注
Python 版本	未加密	组合模式	未加密	组合模式
3.7	0.757	1.844	307.325	272.672
3.8	0.791	0.747	276.865	243.436
3.9	1.276	0.986	246.407	236.138
3.10	2.563	1.142	256.583	260.196
3.11	0.952	0.938	185.435	154.390

BCC 模式性能

BCC 模式和其他选项相比有一些特殊性，它的模块装载时间很长（需要装载二进制代码），并且有没有 __pycache__ 影响不大。下表中的数据是使用下面的测试脚本获得的:

$ rm -rf dist __pycache__
$ python testben.py
$ python testben.py

$ pyarmor gen --enable-bcc testben.py benchmark.py benchmark2.py
$ python dist/testben.py
$ python dist/testben.py

表-3. 不同 Python 版本的 BCC 模式性能测试

时长(毫秒)	导入模块时间		导入模块时间2		执行函数时间
Python 版本	未加密	加密	未加密	加密	未加密	加密
3.7	1.130	327.906	1.000	283.469	325.828	283.972
3.8	1.358	269.592	0.277	287.710	249.187	264.473
3.9	1.383	297.131	0.781	254.888	278.289	264.585
3.10	1.261	285.891	0.325	277.887	230.421	272.073
3.11	1.248	212.937	0.219	251.810	148.020	176.307

不同选项的性能

使用不同选项的测试，为了便于比较，每一个选项尽可能的都是单独使用，除非特别情况必须组合使用。

例如，选项 --no-wrap 的测试如下:

$ rm -rf dist __pycache__
$ pyarmor testben.py

$ pyarmor gen --no-wrap testben.py benchmark.py benchmark2.py
$ pyarmor dist/testben.py

Python 3.7
test_import     :      0.971 ms
test_foo        :    306.261 ms

表-4. 不同选项对性能和安全性的影响

选项	性能影响	安全性
--no-wrap	增加性能	降低安全性
--obf-module = 0	对性能影响不大	轻微降低安全性
--obf-code = 0	显著增加性能	显著降低安全性
--enable-rft	基本不影响性能	增强安全性
--enable-themida	显著降低性能	显著提高安全性，能有效防止反调试工具
--mix-str	降低性能	提高安全性，主要是保护字符串常量
--assert-call	降低性能	提高安全性，主要是防止注入和Monkey Trick
--assert-import	轻微降低性能	提高安全性，主要是防止注入和Monkey Trice
--private	降低性能	提高安全性，主要是防止模块属性被外部脚本读取
--restrict	降低性能	提高安全性，主要是防止模块属性被外部脚本读取