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Handhabung der Eindeutigkeit mit Lambda SnapStart

Wenn Aufrufe für eine SnapStart-Funktion hochskaliert werden, verwendet Lambda einen einzelnen initialisierten Snapshot, um mehrere Ausführungsumgebungen fortzusetzen. Wenn Ihr Initialisierungscode eindeutigen Inhalt generiert, der im Snapshot enthalten ist, ist der Inhalt möglicherweise nicht eindeutig, wenn er in Ausführungsumgebungen wiederverwendet wird. Um die Eindeutigkeit bei der Verwendung von SnapStart zu gewährleisten, müssen Sie nach der Initialisierung eindeutige Inhalte erstellen. Dazu gehören eindeutige IDs, eindeutige Geheimnisse und Entropie, die zum Generieren von Pseudozufälligkeiten verwendet wird.

Im Folgenden finden Sie einige bewährte Methoden für die Aufrechterhaltung der Eindeutigkeit Ihres Codes. Für Java-Funktionen bietet Lambda auch ein Open-Source-Scan-Tool SnapStart, mit dem sich überprüfen lässt, ob der Code Eindeutigkeit voraussetzt. Wenn Sie während der Initialisierungsphase eindeutige Daten generieren, können Sie eine Laufzeit-Hook verwenden, um die Eindeutigkeit wiederherzustellen. Mit Laufzeit-Hooks können Sie bestimmten Code ausführen, unmittelbar bevor Lambda einen Snapshot aufnimmt oder unmittelbar nachdem Lambda eine Funktion aus einem Snapshot fortsetzt.

Vermeiden des Speicherns eines Zustands, der von der Eindeutigkeit während der Initialisierung abhängt

Vermeiden Sie während der Initialisierungsphase Ihrer Funktion das Zwischenspeichern von Daten, die eindeutig sein sollen, z. B. das Generieren einer eindeutigen ID für die Protokollierung oder das Setzen von Seeds für Zufallsfunktionen. Stattdessen empfehlen wir Ihnen, eindeutige Daten zu generieren oder Seeds für Zufallsfunktionen in Ihrem Funktionshandler festzulegen – oder einen Laufzeit-Hook zu verwenden.

Die folgenden Beispiele zeigen, wie eine UUID im Funktionshandler erzeugt werden kann.

Java

Beispiel – Generierung einer eindeutigen ID im Funktionshandler

import java.util.UUID;
  public class Handler implements RequestHandler<String, String> {
    private static UUID uniqueSandboxId = null;
    @Override
    public String handleRequest(String event, Context context) {
      if (uniqueSandboxId == null)
        uniqueSandboxId = UUID.randomUUID();
      System.out.println("Unique Sandbox Id: " + uniqueSandboxId);
      return "Hello, World!";
    }
  }

Python

Beispiel – Generierung einer eindeutigen ID im Funktionshandler

import json
import random
import time

unique_number = None

def lambda_handler(event, context):
    seed = int(time.time() * 1000) 
    random.seed(seed)
    global unique_number
    if not unique_number:
        unique_number = random.randint(1, 10000)
        
    print("Unique number: ", unique_number)
    
    return "Hello, World!"

.NET

Beispiel – Generierung einer eindeutigen ID im Funktionshandler

namespace Example;
public class SnapstartExample
{
    private Guid _myExecutionEnvironmentGuid;
    public SnapstartExample()
    {
        // This GUID is set for non-restore use cases, such as testing or if SnapStart is turned off
        _myExecutionEnvironmentGuid = new Guid();
        // Register the method which will run after each restore. You may need to update Amazon.Lambda.Core to see this
        Amazon.Lambda.Core.SnapshotRestore.RegisterAfterRestore(MyAfterRestore);
    }

    private ValueTask MyAfterRestore()
    {
        // After restoring this snapshot to a new execution environment, update the GUID
        _myExecutionEnvironmentGuid = new Guid();
        return ValueTask.CompletedTask;
    }

    public string Handler()
    {
        return $"Hello World! My Execution Environment GUID is {_myExecutionEnvironmentGuid}";
    }
}

Kryptografisch sichere Pseudozufallszahlengeneratoren (CSPRNGs) verwenden

Wenn Ihre Anwendung von Zufälligkeit abhängt, empfehlen wir Ihnen, kryptographisch sichere Zufallszahlengeneratoren (CSPRNGs) zu verwenden. Zusätzlich zu OpenSSL 1.0.2 enthalten die verwalteten Lambda-Laufzeiten auch die folgenden integrierten CSPRNGs:

Software, die immer Zufallszahlen von /dev/random oder /dev/urandom erhält, behält auch die Zufälligkeit in SnapStart bei.

AWS-Kryptographie-Bibliotheken erhalten automatisch die Zufälligkeit mit SnapStart ab den in der folgenden Tabelle angegebenen Mindestversionen. Wenn Sie diese Bibliotheken mit Ihren Lambda-Funktionen verwenden, stellen Sie sicher, dass Sie die folgenden Mindestversionen oder neuere Versionen verwenden:

Wenn Sie die vorangehenden kryptografischen Bibliotheken mit Ihren Lambda-Funktionen als transitive Abhängigkeiten über die folgenden Bibliotheken paketieren, stellen Sie sicher, dass Sie die folgenden Mindestversionen oder neuere Versionen verwenden:

Die folgenden Beispiele zeigen, wie CSPRNGs verwendet werden können, um eindeutige Zahlenfolgen zu garantieren, selbst wenn die Funktion aus einem Snapshot wiederhergestellt wird.

Java

Beispiel – java.security.SecureRandom

import java.security.SecureRandom;
  public class Handler implements RequestHandler<String, String> {
    private static SecureRandom rng = new SecureRandom();
    @Override
    public String handleRequest(String event, Context context) {
      for (int i = 0; i < 10; i++) {
        System.out.println(rng.next());
      }
      return "Hello, World!";
    }
  }

Python

Beispiel – random.SystemRandom

import json
import random

secure_rng = random.SystemRandom()

def lambda_handler(event, context):
    random_numbers = [secure_rng.random() for _ in range(10)]
    
    for number in random_numbers:
        print(number)
    
    return "Hello, World!"

.NET

Beispiel – RandomNumberGenerator

using Amazon.Lambda.Core;
using System.Security.Cryptography;
[assembly: LambdaSerializer(typeof(Amazon.Lambda.Serialization.SystemTextJson.DefaultLambdaJsonSerializer))]

namespace DotnetSecureRandom;

public class Function
{
    public string FunctionHandler()
    {
        using (RandomNumberGenerator rng = RandomNumberGenerator.Create())
        {
            byte[] randomUnsignedInteger32Bytes = new byte[4];
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                rng.GetBytes(randomUnsignedInteger32Bytes);
                int randomInt32 = BitConverter.ToInt32(randomUnsignedInteger32Bytes, 0);
                Console.WriteLine("{0:G}", randomInt32);
            }
        }
        return "Hello World!";
    }
}

SnapStart-Scan-Tool (nur Java)

Lambda bietet ein Scan-Tool für Java an, um nach Code zu suchen, der Eindeutigkeit voraussetzt. Das SnapStart-Scan-Tool ist ein Open-Source-SpotBugs-Plugin, das eine statische Analyse anhand einer Reihe von Regeln durchführt. Das Scan-Tool hilft dabei, potenzielle Codeimplementierungen zu identifizieren, die Annahmen bezüglich der Eindeutigkeit widerlegen könnten. Installationsanweisungen und eine Liste der vom Scan-Tool durchgeführten Prüfungen finden Sie im aws-lambda-snapstart-java-rules-Repository auf GitHub.

Weitere Informationen zum Umgang mit Einzigartigkeit mit SnapStart finden Sie im AWS-Compute-Blog unter Schnelleres Starten mit AWS Lambda SnapStart.