Question

我想加密/解密许多小的（2-10kB）数据。现在性能还可以：在Core2Duo上，我得到大约90 MBytes / s的AES256（当使用2个线程时）。但是我可能需要在将来改进它 - 或者至少减少对CPU的影响。

是否可以使用Java专用AES加密硬件（使用JCE，或者使用不同的API）？
如果我有更好的CPU，Java会利用特殊的CPU功能（SSE5？！）吗？
或者有更快的JCE提供商吗？（我试过SunJCE和BouncyCastle - 没什么大不同。）
其他可能性？

Answer 1

当执行恰好是AES加密的代码时，JVM本身不会利用特殊的CPU功能：将某些代码识别为AES的实现超出了JIT编译器的能力。要使用特殊硬件（例如VIA处理器上的“挂锁”或新英特尔处理器上的AES-NI指令），您必须在某个时候通过“本机代码”。

可能JCE提供商可以为您做到这一点。我不知道任何现成的JCE提供程序，其中包括针对AES的优化本机代码（有一个名为Apache JuiCE的项目，但它似乎停滞不前，我不知道它的状态）。但是可以想象，SunJCE将在未来的版本中实现这一点（但是由于Oracle购买Sun和OpenJDK 7的过度使用，目前还不清楚下一个Java版本何时发布）。或者，咬紧牙关并自己使用本机代码。通过JNI调用本机代码，对于本机AES代码，一种流行的实现是来自Brian Gladman的实现。当您使用AES-NI指令获得更大更新的处理器时，请使用一些知道这些指令的代码替换该本机代码，如Intel describes。

通过使用AES-128代替AES-256，您应该获得+ 40％的速度提升。打破AES-128目前超出了人类的技术范围，并且应该在未来几十年保持这种状态。你真的需要一个256位密钥用于AES吗？

Answer 2

以防人们遇到这种情况。 JAVA 8现在使用AES-NI。请参阅：AES-NI intrinsics enabled by default?

Answer 3

通过将SunPKCS11安全提供程序与mozilla-nss库一起使用，您可以从提高的AES速度中受益。

设置

Answer 4

一个简单的谷歌搜索将识别一些声称硬件加速Solaris Crypto Framework的JCE提供商。我听说盈亏平衡点是4K（在4k以下，在JVM java提供程序中使用它的速度更快）。

我可能会考虑使用NSS实现，可能为您的平台进行一些编译器优化（并且您当然可以在启用它们的情况下从源代码构建）;虽然我自己没有用过它。硬件和服务提供商的最大好处可能是，密钥可以以支持使用它们的方式存储在硬件中，而不会将它们暴露给操作系统。

更新：我应该提一下，Keyczar来源有一些有用的见解（在源或周围文档的某处）有关减少初始化密码的开销。它也完全符合你的要求（参见Encrypter），似乎实现了异步加密（使用线程池）。

Answer 5

我还建议使用AES-128而不是256.如果代码是松散耦合的，并且在AES-128变得陈旧的情况下仍然存在很多年，我的猜测是，它会更容易此时更新加密（当硬件功能更强大时），而不是现在尝试通过硬件优化性能。

当然，这是假设松散耦合：D

Answer 6

通常，消耗更多时间的步骤是启动KeyGenerator。

KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");
keyGen.init(256); // This step takes more time
KeyGenerator aesKey = keyGen.generateKey();

我解决问题的方法是在服务器配置之前生成KeyGenerator个实例池，并将它们重新用于密钥生成

Java的AES加速

6 个答案: