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如何对加密库进行基准测试？

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如何对加密库进行基准测试？

我们应该使用哪种单位（时间、CPU周期等）来比较不同的加密库？

是否有任何工具、程序等？

欢迎提出任何想法和评论！

感谢您的回答！

这将取决于可用的库和加密方案，以及您可用的平台选项。例如：您正在测试对称密钥还是非对称密钥加密？您是在测试加密还是仅数字签名生成？对您来说，密钥强度还是原始性能更重要？ - Dan Esparza
4个回答
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我猜您是指性能基准。我认为时间和周期都是有效的基准，因为某些代码在不同的架构上执行可能会有所不同（如果它们足够不同，则可能会有很大差异）。
如果这对您非常重要，我建议您自己进行测试。您可以使用一些计时器（几乎所有语言都有）或者使用一些分析器（几乎所有语言也都有）来确定您正在寻找的算法在目标平台上的确切性能。
如果您正在比较两种算法，您可以查找其他人已经收集到的数据，并且这将给您一个大致的想法。例如，这里是来自Crypto ++的一些基准测试： http://www.cryptopp.com/benchmarks.html 请注意，他们使用MB/秒和Cycles/Byte作为度量标准。我认为这些是非常好的选择。
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在我之前有一些非常好的回答，但请记住，优化是通过时序攻击泄露关键材料的一种非常好的方式（例如，请参阅AES有多么具有毁灭性）。如果攻击者有任何机会计时您的操作，您需要选择可用的最恒定时间库（如果有任何人可以监视你，可能还需要选择最恒定的功率使用）。 OpenSSL在保持对当前攻击方面做得很好，不能保证其他库也是如此。

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“什么是测试加密库性能的好方法？”
下面的答案是针对Crypto++库的，我不了解其他库，比如OpenSSL、Botan、BouncyCastle等。
Crypto++库内置了基准测试套件。
“我们应该使用哪个单位（时间、CPU周期等）来比较不同的加密库？” 通常情况下，性能是以每字节循环数（cycles-per-byte）为单位进行衡量的。每字节循环数取决于 CPU 频率。另一个相关的指标是吞吐量，以 MB/s 为单位进行衡量。它也取决于 CPU 频率。”
有什么工具、程序……吗？
git clone https://github.com/weidai11/cryptopp.git
cd cryptopp
make static cryptest.exe

# 2.0 GHz (use KB=1024; not 1000)
make bench CRYPTOPP_CPU_SPEED=1.8626

"make bench"将创建一个名为"benchmark.html"的文件。
如果您想手动运行测试，则：
./cryptest.exe b <time in seconds> <cpu speed in GHz>

它将输出类似 HTML 的表格，但不包括 <HEAD> 和 <BODY> 标签。您仍然可以在 Web 浏览器中查看它。
您还可以查看 Crypto++ 基准测试页面 Crypto++ Benchmarks。该信息已过时，但已列入我们的待办事项清单。
你还需要对正确性有敏锐的洞察力。例如，SSE4.2和ARMv8都有一个CRC32指令。每字节周期数应该从大约3或5个（仅软件）降至大约1或1.5个（硬件加速）。在现代运行约2 GHz的硬件上，这应该相当于从大约300或500 MB/s（仅软件）到大约1.5 GB/s（硬件加速）的变化。
其他技术，如SSE2和NEON，处理起来更加棘手。虽然有一些理论上的每字节周期数和吞吐量，但你可能不知道具体是多少。你可能需要联系算法的作者来了解。例如，我们联系了BLAKE2的作者，以了解我们的ARMv7 / ARMv8 NEON实现是否符合预期，因为它在作者的主页上缺少基准测试结果。
我还发现GCC 4.6（及以上版本）和-O3可以在仅使用软件实现时产生很大的差异。这是因为GCC在-O3下进行了大量向量化处理，您可能会看到2倍至2.5倍的加速。例如，编译器可以生成在-O2下以40 cpb运行的代码。在-O3下，它可以以15或19 cpb运行。良好的SSE2或NEON实现应该比仅使用软件的实现快几个字节。在同样的例子中，SSE2或NEON实现可能以8到13 cpb的速度运行。
还有像OpenBenchmarking.org这样的网站，可以为您提供一些指标。
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