Google решила восстановить поддержку графического формата JPEG XL в браузере Chrome после нескольких лет отсутствия. Начиная с Chrome 155, браузер вновь сможет обрабатывать изображения с расширением .jxl. Технология предлагает более эффективное сжатие фотографий, позволяя в определённых сценариях уменьшать размер файлов на 30–50 % по сравнению с обычным JPEG без заметного ухудшения качества. Кроме того, JPEG XL поддерживает изображения с расширенным динамическим диапазоном HDR, сжатие без потерь, анимацию и прогрессивную загрузку, что делает его перспективным решением для современных сайтов и цифровых медиатек.

Главным изменением стало не просто возвращение ранее исключённой функции, а пересмотр подхода к безопасности обработки изображений. Вместо традиционного декодера на C++ разработчики Chrome интегрировали jxl-rs — реализацию JPEG XL на языке Rust, ориентированную на предотвращение ошибок при работе с памятью. Новый компонент сочетает многоуровневую защиту, аппаратные SIMD-оптимизации и современные методы тестирования. Таким образом, Google рассчитывает обеспечить поддержку перспективного формата без увеличения рисков для пользователей браузера.

Почему JPEG XL исчез из Chrome и зачем его возвращают

JPEG XL разрабатывался как современная альтернатива традиционному JPEG, который остаётся одним из самых распространённых форматов изображений в интернете.

Несмотря на широкую совместимость и сравнительно небольшие размеры файлов, классический JPEG обладает рядом ограничений. Он не обеспечивает полноценного сжатия без потерь, не рассчитан на современные HDR-сценарии и не предлагает всех возможностей, необходимых для работы с высококачественными изображениями.

JPEG XL создавался с учётом этих недостатков.

Формат сочетает эффективное сжатие, высокую точность передачи изображения и поддержку современных технологий отображения.

Chrome уже экспериментировал с JPEG XL, однако в 2022 году разработчики Chromium приняли решение отказаться от его экспериментальной поддержки. В качестве причин тогда назывались недостаточный интерес со стороны экосистемы, дополнительные расходы на сопровождение и необходимость поддерживать ещё один графический декодер.

Теперь ситуация изменилась.

Появление новой реализации на Rust позволило пересмотреть прежнее решение, уделив особое внимание безопасности и производительности.

Возвращение JPEG XL в Chrome 155 может стать важным событием для дальнейшего распространения формата, поскольку браузеры играют ключевую роль в выборе технологий, используемых разработчиками сайтов.

JPEG XL позволяет уменьшать размер фотографий без заметной потери качества

Одним из основных преимуществ JPEG XL является более эффективное использование пространства при хранении изображений.

По сравнению с традиционным JPEG новый формат способен обеспечивать существенно меньший размер файла при сопоставимом визуальном качестве.

В зависимости от исходного изображения, выбранных настроек и метода сравнения экономия может достигать 30–50 %.

Для владельцев сайтов это означает потенциальное снижение объёма передаваемых данных и ускорение загрузки страниц.

Особенно заметным эффект может оказаться на ресурсах, содержащих большое количество фотографий: интернет-магазинах, фотогалереях, новостных порталах и медиаплатформах.

При этом JPEG XL не ограничивается сжатием с потерями.

Формат поддерживает и полностью обратимое кодирование, при котором исходные данные изображения могут быть восстановлены без изменений.

Это делает его пригодным не только для публикации фотографий в интернете, но и для хранения графических материалов, где важно сохранить максимальную точность.

Преобразование JPEG без дополнительного ухудшения изображения

Отдельного внимания заслуживает возможность без потерь преобразовывать существующие JPEG-файлы в JPEG XL.

Обычное повторное сохранение изображения в JPEG может приводить к дополнительным искажениям, поскольку данные проходят новый цикл сжатия с потерями.

JPEG XL предлагает другой механизм.

Специальный режим позволяет преобразовать совместимый JPEG-файл в представление JPEG XL с возможностью последующего восстановления исходного JPEG без побитовых изменений.

Это особенно полезно для больших архивов изображений.

Владельцы фотоколлекций и цифровых библиотек получают возможность сократить объём хранения, сохранив возможность восстановить оригинальные файлы.

Однако такая технология не устраняет искажения, которые уже присутствовали в исходном JPEG. Речь идёт именно о предотвращении дополнительных потерь при преобразовании.

HDR, анимация и постепенная загрузка изображений

Помимо эффективного сжатия, JPEG XL поддерживает ряд возможностей, которые делают его интересным для современных веб-приложений.

Одна из них — работа с HDR-изображениями, содержащими расширенный диапазон яркости.

На совместимых дисплеях такие материалы способны точнее передавать светлые и тёмные участки изображения, сохраняя больше деталей в сложных сценах.

Формат также поддерживает высокую глубину цвета, что важно для профессиональной фотографии и графики.

Ещё одна особенность — анимация. JPEG XL может использоваться не только для статичных фотографий, но и для последовательностей кадров.

При этом одним из наиболее интересных преимуществ разработчики называют прогрессивное декодирование.

Как работает прогрессивная загрузка

При обычной загрузке изображения браузеру необходимо получить достаточный объём данных, прежде чем он сможет отобразить содержимое.

JPEG XL поддерживает более гибкий подход.

Сначала пользователь может увидеть предварительное изображение, после чего его детализация постепенно увеличивается по мере поступления дополнительных данных.

Это позволяет раньше показать содержимое фотографии, даже если весь файл ещё не загружен.

Для пользователей с медленным или нестабильным интернет-соединением такой механизм может улучшить восприятие скорости работы сайта.

При этом фактический результат зависит от способа кодирования изображения, настроек сервера и реализации поддержки формата в браузере.

Почему декодирование изображений представляет угрозу безопасности

Обработка графических файлов кажется простой операцией, однако внутри браузера она требует выполнения сложного программного кода.

Декодер должен прочитать данные изображения, проверить их структуру, распаковать сжатую информацию и преобразовать её в пиксели для отображения на экране.

Если в программе присутствуют ошибки, специально подготовленный файл может использоваться для атаки.

Особенно опасны уязвимости, связанные с некорректным обращением к оперативной памяти.

Разработчики выделяют несколько распространённых категорий подобных проблем.

Чтение за пределами выделенной памяти (Out-of-Bounds Read). Возникает, когда программа пытается получить доступ к данным за пределами допустимого участка памяти.

Переполнение буфера в куче (Heap Overflow). Происходит при записи большего объёма информации, чем предусмотрено для выделенного буфера.

Использование памяти после освобождения (Use-After-Free). Ошибка возникает, когда приложение продолжает обращаться к участку памяти, который уже был освобождён.

Подобные уязвимости способны приводить к аварийному завершению программы, раскрытию информации и, в отдельных случаях, выполнению вредоносного кода.

Именно поэтому разработчики браузеров уделяют особое внимание компонентам, обрабатывающим данные из интернета.

Новый декодер jxl-rs написан на Rust

Для возвращения JPEG XL инженеры Chrome выбрали реализацию jxl-rs, созданную на языке программирования Rust.

Одним из ключевых преимуществ Rust является система контроля владения памятью и времени жизни объектов.

Она позволяет предотвращать многие распространённые ошибки ещё на этапе компиляции.

В отличие от традиционных подходов к разработке на C и C++, безопасный код Rust ограничивает операции, которые могут привести к некорректному обращению с памятью.

Это не означает абсолютной защиты от любых уязвимостей.

Ошибки логики, чрезмерное потребление ресурсов и другие проблемы по-прежнему возможны.

Однако использование Rust существенно сокращает определённые классы рисков, связанных с безопасностью памяти.

Для браузера, который регулярно обрабатывает изображения из непроверенных интернет-источников, такое преимущество особенно важно.

Многоуровневая защита и принцип Rule of Two

Разработчики Chrome применяют к обработке потенциально опасных данных концепцию многоуровневой безопасности.

Одним из её элементов является принцип Rule of Two — внутренний подход Chromium к ограничению сочетаний факторов, повышающих вероятность серьёзных уязвимостей.

Он учитывает использование небезопасного для памяти кода, обработку недоверенных данных и выполнение операций с высокими привилегиями.

Цель заключается в том, чтобы не допускать опасного сочетания этих условий без дополнительных защитных механизмов.

В случае JPEG XL применение Rust уменьшает зависимость декодера от небезопасных операций с памятью.

Дополнительную защиту обеспечивает архитектура браузера, в которой отдельные компоненты могут выполняться в изолированных процессах с ограниченными полномочиями.

Такой подход не исключает возможность ошибок, но позволяет уменьшить вероятность их успешной эксплуатации и ограничить последствия потенциальных атак.

SIMD-ускорение без отказа от безопасности

Высокая производительность имеет большое значение для графических декодеров.

Современные фотографии могут содержать десятки миллионов пикселей, а веб-страницы нередко загружают сразу множество изображений.

Чтобы обработка таких данных не создавала чрезмерную нагрузку на процессор, разработчики используют SIMD — технологию, позволяющую выполнять одну операцию одновременно над несколькими элементами данных.

SIMD-инструкции широко применяются в обработке изображений, видео и других вычислительно интенсивных задачах.

Однако реализация аппаратных оптимизаций нередко требует низкоуровневого программирования.

Для jxl-rs инженеры использовали возможности Rust, включая механизм target_feature_11, упомянутый в техническом описании проекта.

Это позволило организовать работу с SIMD-инструкциями без необходимости повсеместно применять небезопасный код.

Дополнительно был создан уровень абстракции jxl_simd, при проектировании которого учитывался опыт библиотеки Highway, используемой в экосистеме C++.

В результате разработчики получили возможность адаптировать вычисления под разные аппаратные платформы, сохраняя значительную часть кода безопасной.

Небезопасные операции, необходимые для отдельных низкоуровневых механизмов, были ограничены небольшим количеством специально проверяемых участков.

Производительность нового декодера основана на опыте libjxl

При разработке jxl-rs инженеры использовали существующие подходы к оптимизации из проекта libjxl.

Libjxl является одной из основных реализаций кодирования и декодирования JPEG XL и служит важной технологической основой для развития формата.

Перенос проверенных алгоритмических решений в новую реализацию позволяет избежать необходимости заново искать эффективные методы обработки изображений.

При этом переход на Rust потребовал адаптации отдельных компонентов с учётом особенностей языка и его модели безопасности.

Основная задача заключалась в том, чтобы добиться высокой скорости декодирования без возвращения к большому количеству потенциально опасных низкоуровневых операций.

Такой баланс особенно важен для браузеров, которым необходимо одновременно обеспечивать совместимость, производительность и устойчивость к вредоносным файлам.

Декодер проверяли фаззингом и инструментами искусственного интеллекта

Перед интеграцией jxl-rs разработчики провели комплекс проверок безопасности.

Одним из применённых методов стал фаззинг — автоматизированное тестирование программы с использованием большого количества разнообразных, в том числе некорректных, входных данных.

Подобные испытания помогают выявлять ошибки, которые могут не проявляться при обработке обычных изображений.

Для графических декодеров фаззинг особенно полезен, поскольку злоумышленники могут специально изменять структуру файлов, пытаясь вызвать неожиданное поведение программы.

Дополнительно код анализировался с использованием инструментов на основе искусственного интеллекта.

По информации разработчиков, проведённые проверки не выявили ошибок безопасности памяти.

Однако отсутствие обнаруженных уязвимостей не означает, что они принципиально невозможны.

По мере распространения JPEG XL и увеличения числа обрабатываемых файлов тестирование и сопровождение декодера останутся важными задачами.

Что возвращение JPEG XL означает для разработчиков сайтов

Поддержка формата в Chrome может существенно повлиять на перспективы его использования в интернете.

Google Chrome занимает важное место в браузерной экосистеме, а технологии Chromium применяются и в других браузерах.

Поэтому добавление нового графического формата способно ускорить его распространение среди веб-разработчиков и поставщиков контента.

JPEG XL особенно интересен для сайтов, на которых качество изображений играет значительную роль.

К таким ресурсам относятся фотопортфолио, интернет-магазины, медиабиблиотеки, дизайнерские платформы и сайты с большим количеством иллюстраций.

Снижение размера файлов может уменьшить расход трафика и ускорить передачу изображений.

Однако переход на JPEG XL потребует учитывать совместимость с браузерами и программами, которые пока не поддерживают формат.

На практике владельцам сайтов может понадобиться сохранять резервные изображения в более распространённых форматах.

Это позволит использовать JPEG XL там, где он доступен, не ограничивая доступ к содержимому для остальных посетителей.

Заменит ли JPEG XL привычные JPEG, PNG и WebP

Несмотря на технологические преимущества, быстрое вытеснение существующих графических форматов маловероятно.

JPEG обладает огромной установленной базой совместимого программного обеспечения и оборудования.

PNG продолжает широко использоваться для графики, требующей точного сохранения пикселей и прозрачности.

WebP и AVIF уже получили распространение в веб-разработке благодаря эффективному сжатию и поддержке современных браузеров.

JPEG XL предстоит конкурировать с этими форматами не только по техническим характеристикам, но и по удобству внедрения.

Большое значение будут иметь поддержка операционных систем, графических редакторов, серверного программного обеспечения и платформ управления контентом.

При этом JPEG XL обладает собственными преимуществами, включая обратимое преобразование JPEG, гибкое прогрессивное декодирование и широкие возможности работы с изображениями высокого качества.

Поэтому формат может занять важное место в профессиональных и веб-сценариях, даже если традиционные решения продолжат использоваться параллельно.

Chrome 155 может стать важным этапом распространения JPEG XL

Возвращение JPEG XL показывает, что Google пересмотрела прежний подход к поддержке формата.

Если ранее дополнительные сложности сопровождения и безопасности декодера считались существенными препятствиями, то новая реализация на Rust позволила предложить другое техническое решение.

Разработчики делают ставку на сочетание эффективного сжатия, аппаратного ускорения и современной модели защиты памяти.

Для обычных пользователей это потенциально означает более быструю загрузку качественных фотографий и снижение расхода интернет-трафика.

Для создателей сайтов — появление дополнительного инструмента оптимизации графического контента.

А для разработчиков браузеров проект jxl-rs становится примером того, как использование языков с более строгими гарантиями безопасности памяти помогает внедрять сложные мультимедийные технологии.

Возвращение JPEG XL в Chrome после нескольких лет отсутствия может дать формату новый импульс развития. Однако его дальнейший успех будет зависеть не только от возможностей декодера, но и от того, насколько активно новую технологию начнут применять сайты, графические приложения и другие браузеры.