Go のスピードでの暗号化: パフォーマンスに関する考慮事項、Go Crypto 11-Golang-php.cn

Go のスピードでの暗号化: パフォーマンスに関する考慮事項、Go Crypto 11

Patricia Arquette

リリース： 2024-12-08 21:45:16

オリジナル

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Crypto at the Speed of Go: Performance Considerations, Go Crypto 11

おい、スピードデーモン！暗号資産運用を拡大する準備はできていますか?暗号化の世界ではセキュリティが最優先事項ですが、場合によっては、細かく調整されたスポーツカーのように安全なコードを実行する必要があります。 Go で暗号化操作をベンチマークし、最適化する方法について詳しく見ていきましょう!

ベンチマーク: 仮想通貨レースのタイミングを測る

Go には、暗号通貨レース用のストップウォッチが内蔵されています。暗号化スプリントの時間を計る方法は次のとおりです:

package main

import (
    "crypto/aes"
    "crypto/cipher"
    "crypto/rand"
    "crypto/rsa"
    "crypto/sha256"
    "testing"
)

func BenchmarkAESEncryption(b *testing.B) {
    key := make([]byte, 32)
    rand.Read(key)
    block, _ := aes.NewCipher(key)
    gcm, _ := cipher.NewGCM(block)
    nonce := make([]byte, gcm.NonceSize())
    plaintext := make([]byte, 1024)  // 1KB of secret message

    b.ResetTimer()
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        gcm.Seal(nil, nonce, plaintext, nil)
    }
}

func BenchmarkSHA256(b *testing.B) {
    data := make([]byte, 1024)  // 1KB of data to hash
    b.ResetTimer()
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        sha256.Sum256(data)
    }
}

func BenchmarkRSAEncryption(b *testing.B) {
    privateKey, _ := rsa.GenerateKey(rand.Reader, 2048)
    publicKey := &privateKey.PublicKey
    message := make([]byte, 32)  // A small secret message

    b.ResetTimer()
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        rsa.EncryptPKCS1v15(rand.Reader, publicKey, message)
    }
}

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これらの暗号レースを実行するには、次を使用します:

go test -bench=.

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暗号通貨運用にレーダー銃を持っているようなものです!

ハードウェアアクセラレーションによるターボチャージング

Go の暗号パッケージはスマートレースカーのようなもので、特別なハードウェア機能が利用可能な場合には自動的に使用されます。これには以下が含まれます:

AES-NI: x86 プロセッサー上の AES のための特別な命令。 AES のニトロブーストのようなものです!
ハードウェア SHA は一部の ARM プロセッサで機能します。まるで専用のハッシュ計算エンジンがあるようなものです!

CPU にどのようなターボチャージャーが搭載されているか知りたいですか?これを試してください:

GODEBUG=cpu.all=1 go run myprogram.go

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CPU のフードを開けて、どのような特別な暗号エンジンが搭載されているかを確認するようなものです!

クリプトレーサーの比較

暗号アルゴリズムの違いは、レースカーの種類の違いに似ています。レースを設定しましょう:

func BenchmarkAES(b *testing.B)  { /* ... */ }
func BenchmarkChaCha20(b *testing.B)  { /* ... */ }
func BenchmarkRSA2048(b *testing.B)  { /* ... */ }
func BenchmarkECDSAP256(b *testing.B)  { /* ... */ }
func BenchmarkSHA256(b *testing.B)  { /* ... */ }
func BenchmarkSHA3_256(b *testing.B)  { /* ... */ }

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これらを実行すると、特定のトラック (ハードウェア) でどの仮想通貨カーが最速であるかがわかります!

暗号化エンジンのチューニングのヒント

AES-GCM はフォーミュラ 1 カーです: 対称暗号化の場合、特に AES-NI を使用すると安全かつ超高速です。
楕円曲線はラリーカーです: 非対称操作では、ECDSA と ECDH が RSA トラックを上回ることがよくあります。
エンジンを再利用する: 暗号オブジェクトの作成は、エンジンをウォームアップするようなものです。一度実行すれば、複数周にわたって再利用できます:

block, _ := aes.NewCipher(key)
gcm, _ := cipher.NewGCM(block)
// Reuse 'gcm' for multiple encryptions

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エンジンのサイズを適切に調整する: 大きいほど必ずしも良いとは限りません。セキュリティのニーズを満たす最小のキーサイズを使用してください。
バッチ処理はドラフトに似ています: 小規模な暗号操作を多数実行している場合は、それらをバッチ処理してオーバーヘッドを削減します。
すべてのシリンダーを使用する: Go の同時実行性は、複数のエンジンを持つようなものです。これらを並列暗号化操作に使用します:

package main

import (
    "crypto/aes"
    "crypto/cipher"
    "crypto/rand"
    "crypto/rsa"
    "crypto/sha256"
    "testing"
)

func BenchmarkAESEncryption(b *testing.B) {
    key := make([]byte, 32)
    rand.Read(key)
    block, _ := aes.NewCipher(key)
    gcm, _ := cipher.NewGCM(block)
    nonce := make([]byte, gcm.NonceSize())
    plaintext := make([]byte, 1024)  // 1KB of secret message

    b.ResetTimer()
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        gcm.Seal(nil, nonce, plaintext, nil)
    }
}

func BenchmarkSHA256(b *testing.B) {
    data := make([]byte, 1024)  // 1KB of data to hash
    b.ResetTimer()
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        sha256.Sum256(data)
    }
}

func BenchmarkRSAEncryption(b *testing.B) {
    privateKey, _ := rsa.GenerateKey(rand.Reader, 2048)
    publicKey := &privateKey.PublicKey
    message := make([]byte, 32)  // A small secret message

    b.ResetTimer()
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        rsa.EncryptPKCS1v15(rand.Reader, publicKey, message)
    }
}

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