小序

信息系统开展密评是规范密码应用、维护网络空间清静的基本要求
，同时又可增进国产密码在各个行业的普遍应用。随着应用场景的深入挖掘
，种种应用情形对密码算法的性能及清静性需求提出了差别的要求
，尤其是应用最为普遍的SM4密码算法。

例如多路视频高清和超高清监控数据需要超高性能的密码算法举行；。网络和通讯清静需要接纳密码手艺对通讯历程中的敏感数据做神秘性；
，这就对SM4算法高性能实现提出了详细需求
，不然一定对系统的性能造成较显着的消耗
，影响网络通讯能力Ｉ杏行矶嘈幸刀约用艽娲⒌男阅芤蠛苁歉。2008年Intel、AMD等处置惩罚器厂商纷纷宣布在其处置惩罚器上推出用于AES加解密的AES-NI指令集
，这使得接纳AES-NI指令集实现AES算法的性能获得进一步提升。现在SM4算法性能与AES算法相比有一定差别
，特殊是与AES-NI加速指令的差别越发显着
，若是不尽快补上这些性能短板
，必将影响国密算法的普遍应用。

SM4算法实现先容

SM4分组密码算法是我国第一个果真的商用分组密码算法
，分组长度为128比特
，密钥长度也是128比特
，加密算法与密钥扩展算法都接纳32轮广义Feistel结构举行迭代
，这使得解密算法与加密算法的结构相同
，只是轮密钥的使用顺序相反。

为了高效地实现SM4算法
，海内外众多学者提出了多种软硬件工程实现思绪。早期的SM4软件实现要领仅限于查表实现
，但因SM4算法架构等因素
，其查表实现的性能显着低于AES算法。海内外许多学者实验接纳SIMD手艺应用到密码算法的软件快速实现中
，例如SSE指令集、AVX指令集等。SIMD可实现一条指令操作多个数据
，是CPU基本指令集的扩展
，用于提供数据的并行操作
，好比数字图像处置惩罚。学者们将SSE指令与比特切片等手艺应用到密码算法上提高了算法的实现性能。中科院软件所使用SIMD手艺优化实现SM4算法
，该要领相比于查表要领
，其软件实现性能可以提高85%至138%。北航软件开发情形国家重点实验室简化S盒
，接纳比特切片手艺
，团结AVX指令实现SM4算法的256个分组并行加解密
，实现效率提高了43%。2014
，Intel公司提出了基使用AES-NI指令集实现SM4的专利
，2017年
，道里云公司也果真揭晓了使用AES-NI指令集实现SM4的另一种计划。

另外也有借助硬件GPU举行SM4加速实现的计划。北京电科院通过研究最优明文数据块、GPU存储类型和线程块对SM4加密的加速比
，提出GPU并行SM4加解密计划
，将性能提升到25倍左右。中国工业控制系统网络应急响应小组使用CUDA提出了SM4的CPU-GPU计划
，并引入页锁内存和CUDA流计划使得SM4的速率提升到88倍左右。这两篇文章都指出
，当明文数据块较小时（如小于8KB）
，由于CPU和GPU之间的数据交互传输耗时以及小数据包时GPU无法挪用所有的盘算单位加入运算
，使得GPU计划的效率可能不升反降
，因此应用场景有一定的局限性。别的
，GPU自己的性能也与加速效果强相关。

10Gb每秒！澳门新巴黎人线路8524的新篇章！

澳门新巴黎人线路8524以密码手艺融合立异为依托深耕国密算法高性能实现
，基于海内外研究效果举行SM4的软件高性能实现研究。重点针对CPU流水线和差别类型的SIMD的深入明确和剖析
，团结SSE、AVX指令集的并行化实现特点以及对SM4性能优化的改善水平
，剖析差别事情模式的可并行性以及对并行加解密性能的改善情形
，设计出高性能的SM4并行实现要领
，别的
，设计的SM4高性能实现自顺应匹配手艺以及内置智能最优解计划
？
，可凭证监测的CPU架构特征自顺应地匹配切合CPU特征的高性能加解密计划
，自动快速征采局部最优解
，使得加解密性能尽可能抵达局部最优。该计划已安排在SM4算法的五种常见事情模式中
，在英特尔I5处置惩罚器上优化安排后的SM4软件高性能实现计划性能从原有的3.54Gbps（百万比特每秒）提升至7.36Gbps
，性能为原计划的2.08倍；在英特尔的十一代i7 Rocket Lake处置惩罚器上举行单线程性能测试
，ECB模式的加密息争密速率抵达10 Gbps
，CTR模式的加解息争密性能不低于9 Gbps
，CBC模式和CFB模式的解密性能也都凌驾9 Gbps
，如下图。

澳门新巴黎人线路8524SM4高性能密码实现计划的性能

SM4实现计划除了已经支持上述五种常见事情模式之外
，其它更多的事情模式也正在全力支持中。别的
，澳门新巴黎人线路8524的SM4算法高性能实现还在举行一连迭代
，多种模式的实验室测试数据均在10 Gbps以上。

高性能SM4的应用

澳门新巴黎人线路8524SM4算法的高性能实现
，使得单线程的加解密速率可抵达10Gbps（1.25GB/s）
，多线程可抵达100Gbps以上
，这使得海量数据的清静存储和清静“闪”存得以实现。

险些所有的数据麋集型应用场景都将是澳门新巴黎人线路8524高性能SM4算法大显身手之处。目今
，移动应用、AI应用、AR/VR、云手机、物联网、车联网等新型应用、智能物联网应用爆发式增添
，越发多样化的算力爆发在云上
，提供个性化效劳
，改变人们的生涯
，这些应用场景要求简化现有IT基础架构
，优化效劳器资源使用率
，提高系统可用性
，这是澳门新巴黎人线路8524密码手艺赋能高质量密码供应
，确保数据清静的主要应用领域。

与此同时
，澳门新巴黎人线路8524高性能SM4也正在与相关密码产品举行对接集成
，支持更多的密码产品
，为更多的清静产品赋能更高性能的国密算法实现
，提供越发完善的清静功效
，为云盘算、大数据、物联网、移动互联、工业控制、人工智能等领域提供越发完善的清静效劳。

总结与展望

现在
，澳门新巴黎人线路8524周遭正周全开展国产密码算法系列的高性能实现
，不但进一步优化SM4算法性能
，还在举行SM3算法、SM2算法、SM9算法、ZUC算法的高性能实现
，将商密算法的高性能实现延展到国产化平台
，助力国产化清静。