Windowsユーザーのためのワンポイント・レッスン　第65回

.NETアプリケーションのセキュリティとパフォーマンス

豊田孝

2005.06.18

　.NETアプリケーションは，通常のWindowsアプリケーションに比べるとセキュリティが向上しているといわれます。もしそうなら，.NETアプリケーションはどのようにセキュリティを確保しているのでしょうか。またそれによって，パフォーマンスは低下しないのでしょうか。今回は，単純な.NETアプリケーションを実行し，その動作をWindowsに標準で付属するパフォーマンス・モニターで監視して，.NETのセキュリティとパフォーマンスの関係を調べてみましょう。

使用する.NETアプリケーション

図1●.NET版メモ帳を起動した直後の様子をProcess Explorerで取得

図2●「Classes Loaded」，「Total Classes Loaded」，「Runtime Checks」の項目を設定する

図3●パフォーマンス・カウンタの補助機能

図4●パフォーマンス・モニターの監査結果

図5●.NET版メモ帳が使用するクラスに関する詳細な内部情報

図6●パフォーマンス・カウンタで「Processor Time」を選択する

図7●.NET版メモ帳のCPU使用率

図8●Win32版メモ帳のCPU使用率

　今回使用する.NETアプリケーションは，こちらからダウンロードできる.NET版メモ帳です。このアプリケーションはプログラミング言語C#で開発されています。ダウンロードできるコードには，プロジェクト・ファイルも含まれていますから，Visual C# .NETをお持ちの方は，すぐにビルドできます。

　それでは図1[拡大表示]の画面をご覧ください。この画面は，ダウンロードしたソースコードをビルドした.NET版メモ帳（MyNotepdad.exe）を起動した直後の様子を，Mark Russinovich氏が開発したProcess Explorerで取得したものです。画面を見ると分かるように，通常のWindowsアプリケーションであるメモ帳（notepdad.exe）も同時に起動されています。

　それではここで，画面内の「Classes Loaded」，「Total Classes Loaded」，「Runtime Checks」という3つの情報表示欄に注目してください。.NET版メモ帳の3つの表示欄には値が設定されていますが，通常のWindowsアプリケーション，例えば，Win32メモ帳の表示欄には値が設定されていません。これら3つの情報欄は，次のような.NETアプリケーションの特徴を示しています。

.NETアプリケーションはクラスで構成される
.NETアプリケーションを構成するクラスは管理されている
.NETアプリケーションは実行時に何らかのチェックを受けている

　.NETアプリケーションは，「マネージド・コード（managed code）」と呼ばれることがあります。「マネージド・コード」とは，その名のとおり，管理されているコード，という意味です。管理しているのは共通言語ランタイム・エンジン（CLR：Common Language Runtime）というものです。CLRは，基本的には，Java仮想マシン（JVM）と同じ位置付けになります。

　それでは次に，.NET版メモ帳であるMyNotepdad.exeを操作し，「Classes Loaded」，「Total Classes Loaded」，「Runtime Checks」の値の変化の様子を，Windowsに付属するパフォーマンス・モニターで監視してみましょう。パフォーマンス・モニターは，「コントロール・パネル」の「管理ツール」を開き，「パフォーマンス」をクリックすれば起動します。

.NETアプリケーションの動作を監視する

　ここでは，「Classes Loaded」，「Total Classes Loaded」，「Runtime Checks」の値の変化をパフォーマンス・モニターで監視します。そのため，監視対象となる3つの項目を図2[拡大表示]のように設定します。

　ご覧のように，「Classes Loaded」，「Total Classes Loaded」，「Runtime Checks」の表示欄に対応する「カウンタ」を3つ選択しています。適切なカウンタの選択には，経験と高度な知識が要求されますから，慣れないうちは，適当に選択し，少しずつ経験を積んでいくとよいと思います。なお，パフォーマンス・カウンタには選択できるカウンタの意味を説明する，図3[拡大表示]のような補助機能があります。

　3つのカウンタを選択後，筆者は.NET版メモ帳を次のように操作してみました。

操作1：「File/New」を選択する
操作2：テキスト画面に適当な文章を書き込む
操作3：「File/Save As」を選択し，名前を付けてファイルを保存する

　パフォーマンス・モニターは，図4[拡大表示]のような監視結果を報告してくれます。この監査結果は，次のようなことを教えてくれています。

3つの操作を実行しても，新たにクラスがロードされていない
3つの操作を実行すると，何らかのセキュリティ・チェックが行われている

　.NET版メモ帳はきわめて単純なアプリケーションですから，「新たなクラスがロードされない」ことは想像できます。一方，3つの単純な操作をしただけなのに，「何らかのセキュリティ・チェック」が行われていることが分かります。ここでは，アプリケーション内で呼び出しているコードと，呼び出されるコードのトークン（セキュリティ情報）の整合性チェックが行われている，と考えてください。ここで，図5[拡大表示]の画面をご覧ください。

　.NET版メモ帳は，使用するクラスに関する詳細な内部情報を持っています。基本的には，CLRはこれらの情報を使って，「何らかのセキュリティ・チェック」を行っていると考えられます。ちなみに，Win32メモ帳は，この画面に示すような内部情報を持っていません。

　「何らかのセキュリティチェック」が行われているようなので，.NET版メモ帳のパフォーマンスの低下が心配されます。そこで，.NET版メモ帳のパフォーマンスを調べてみましょう。

.NETアプリケーションのパフォーマンス

　アプリケーションのパフォーマンスの調べ方には，いろいろな方法があります。ここでは，CPUと.NET版メモ帳の関係に焦点を当てます。筆者は，図6[拡大表示]のようにパフォーマンス・カウンタを選択しました。

　ご覧のように，プロセスの「Processor Time」というカウンタを選択しています。ここでは，.NET版メモ帳とWin32メモ帳の2つのプロセスの「Process Time」カウンタを選択し，それぞれのプロセスのCPU使用率を比較しています。2つのメモ帳で行った操作は先ほどとまったく同じです。筆者の環境では，図7[拡大表示]，図8[拡大表示]のような結果が出ました。

　この結果を単純に比較すると，CPU使用率に関する限り，.NET版メモ帳とWin32メモ帳の間に大きな違いはありません。興味のある方は，今回の記事を参考にしながら，いろいろなアプリケーションで比較してみるとよいでしょう。