基于非SSL的签名和加密的硬件加速

Question

我正在开发一个执行大量散列，签名以及非对称和对称加密的项目。由于这些步骤对我们的性能和可用负载有显着影响，我想知道是否有基于硬件的解决方案来卸载工作。

我已经做了一些冲浪找到了，我能找到的唯一项目专门用于基于SSL的通信。我需要一个更通用的解决方案，这将使我能够加快签名和加密，无论它发生在何处。

是否有可能调整这些基于SSL的解决方案（可能只是营销，并且很容易在其他地方重复使用）？是否有一个很好的通用协处理器可以提供帮助？

我需要在基于Windows Server 2008的盒子上使用它，但我会对任何平台上的解决方案感兴趣。

Answer 1

我不确定这会有多大帮助，但是我看过一些关于使用图形硬件来加速加密的论文

Heres a quick google search

祝你好运。

Answer 2

有几家公司生产加密专用硬件。例如，我最近在一个nCipher硬件设备的应用程序中编写了支持，该设备在卡上处理AES（并支持许多其他加密算法）。它们并不便宜，但它们支持各种算法和操作模式。

Answer 3

如果您正在使用的算法是3DES和AES等标准加密算法，那么肯定有可用的硬件。 Hifn是最知名的，但Broadcom也有一些芯片来自他们多年前收购的BlueSteel。 nCipher也有一系列加密产品，但是当我最后看到它们（多年前）时，他们更关注他们的安全密钥管理硬件，而不是加速块算法。

即使是为SSL设计的卡也可能对您有用，但您需要访问低级别的详细信息。 SSL硬件的最大胜利是一个指数器和宽乘法器单元，这两个单元通常可以在我所知的硬件中独立访问。如果您使用非对称加密算法，这两个单元也可能对您有用。

您还应该检查是否有更高效的软件实现。例如，Dan Bernstein和Peter Schwabe published在2008年9月发表了一篇关于优化现代CPU AES的论文。软件实施已置于公共领域（即拒绝所有版权，无论您喜欢如何使用它）。

最后，未来的AMD（可能还有英特尔）CPU将包含SSE5，它会添加对AES特别有用的指令。如果您可以坚持到那时，您的下一次服务器升级可能会提供您需要的所有硬件支持。

Answer 4

最流行的硬件加密引擎是VIA Padlock，包含在C3，C7及更高版本的处理器中。这些是低性能，低功耗;但是（据说）在加密算法上容易胜过Core2。

Linux内核2.6.16及更高版本include support用于RNG，MD5，SHA1 / 256，SSL，GPG和其他标准事物。我不确定ssh。

您提到非SSL，因此您可能无法从现有代码中受益，但Via的网站上有从用户空间使用它所需的文档。

Answer 5

在Windows上，您希望找到具有支持MSCAPI，CAPING或PKCS＃11的API的设备，第一个和最后一个都很常见，但MSCAPI不支持硬件AES / 3DES。

nCipher（现在是Thales）做几个支持上述（并支持openssl）的盒子或PCI / PCIe卡，并支持其他平台，包括Linux和Solaris，Safenet也提供类似的硬件，具有类似的平台支持。

如果我刚开始，我会选择PKCS＃11，那么你可以选择使用C或java编写好的语言。

如果你想用C＃/ .Net写，那么你可以使用.Net的MSCAPI，或者你可以为你的硬件PInvoke进入PKCS＃11 DLL。