Part I. 开发指南

内容参考官方文档

《Intel® Integrated Performance Primitives Cryptography Developer Guide, Intel Integrated Performance Primitives 2018》

1. Getting Started

路径说明

  1. 默认的Intel IPP密码库安装路径<install_dir>为C:/Program files (x86)/IntelSWTools/compilers_and_libraries_2018.x.xxx/<target_os
  2. 默认的Intel IPP密码库主文件目录<ipp cryptography directory>为<install_dir>/ippcp/.

添加环境变量

  1. 环境变量（执行如下文件）
    1. <install_dir>\ipp\bin\ippvars.bat
    2. <install_dir>\ippcp\bin\ippcpvars.bat
  2. 手动添加Path
    1. <install_dir>\redist\ ia32_win\ipp
    2. <install_dir>\redist\ intel64_win\ippcp

然后分别运行

  1. <install_dir>\ippcp\tools\ia32\perfsys\ps_ippcp.exe
  2. <install_dir>\ippcp\tools\intel64\perfsys\ps_ippcp.exe

检测这两个程序是否能正常运行；正常运行则设置正确。

2. Theory of Operation

默认的接口函数是一个分派接口而已，它会根据CPU型号去分配对于的真正实现的库。根据CPU型号实现的库和函数会以该CPU标识为前缀。

比如ippsSHA256Update()是一般的接口，内含很多版本。在64-bit 应用的第二代Core处理器会调用e9_ippsSHA256Update()，在64-bit 应用的支持SSE4.2的处理器上会调用y8_ippsSHA256Update()。

表 CPU型号的前缀标识表

3. Linking Your Application

Intel IPP密码库支持四种链接方式：单线程静态库、单线程动态库、多线程静态库、多线程动态库。

  1. 单线程库已带，安装后路径为

 <ipp cryptography directory>/lib/<arch>

  1. 多线程库需单独下载，安装后路径为

 <ipp cryptography directory>/lib/<arch>/threaded

库名

单线程

多线程

静态库

ippcpmt.lib

ippcpmt.lib

动态库

ippcp.lib

ippcp.lib

4. Programming in the VS* IDE

1. VS IDE添加路径

最好把IPP的相关路径也添加进去，因为有很多需要IPP。

工具 → 选项 → 环境很解决方案 → VC目录，添加对应平台的include文件和lib文件。

  1. include
    1. <install_dir>\ipp\include
    2. <install_dir>\ippcp\include
  2. Lib
    1. <install_dir>\ipp\lib\<arch>_win，<arch> 为ia32或者intel64
    2. <install_dir>\ippcp\lib\<arch>_win，<arch> 为ia32或者intel64
  3. bin（是否需要添加，因为环境变量已经添加）
    1. <install_dir>\redist\<arch>_win\ipp，<arch> 为ia32或intel64
    2. <install_dir>\redist\<arch>_win\ippcp，<arch> 为ia32或intel64

2. 工程添加库

项目 → 属性 → 配置属性 → 链接器 → 输入 → 附加依赖性，添加需要的lib文件。例如动态链接需要ippcp.lib，静态链接需要ippcpmt.lib。

附录A Performance Test Tool

  1. <install_dir>\ippcp\tools\ia32\perfsys\ps_ippcp.exe
  2. <install_dir>\ippcp\tools\intel64\perfsys\ps_ippcp.exe

附录B Threading and OpenMP

如果应用层已经采用多线程来调用 IPP 密码库，则底层最好使用单线程密码库。否则，应用层和底层IPP密码库都使用多线程的话，会出现Nested parallelization，从而导致效率降低。

 

 

Part II. 开发参考手册

1. Overview

1.1 Function Context Structures

两种上下文：

  1. Spec为后缀，表示函数操作时不做更改
  2. State为后缀，表示函数操作时要做更改

2. Symmetric Cryptography

2.1加解密步骤

其中<Alg>指具体的密码算法，<Mode>指ECB、CBC、OFB、CFB、CTR模式。

执行步骤：

步骤1. 获取ctx大小：ipps<Alg>GetSize(int* pSize)；其中<Alg>指具体的密码算法。

步骤2. 内存分配：pCtx = malloc(Size)，分配Size字节内存给密码算法的pCtx；

步骤3. 初始化（密钥扩展）：ipps<Alg>Init，需指定密钥。

步骤4. 加解密：调用ipps<Alg>Encrypt<Mode>或者ipps<Alg>Decrypt<Mode>，这里要设定IV，且IV在执行后会变化。

步骤5. 反初始化（数据清除）：调用ipps<Alg>Init，但让key置为NULL。

步骤6. 内存释放：free(pCtx)。

注：

1. 还有个ipps<Alg>SetKey用于重新设定密钥，功能与ipps<Alg>Init类似；两者差异未知，猜测可能Init涉及一些别的特殊操作。

2.2 支持的密码算法和工作模式

表X 支持的密码算法和工作模式

模式算法

AES

TDES/DES

SM4

ARCFour

ECB

Y

Y

Y

RC4为流密码

CBC

Y

Y

Y

CFB

Y

Y

Y

OFB

Y

Y

Y

CTR

Y

Y

Y

CCM

Y

X

Y（2018版）

GCM

Y

X

X

XTS

Y

X

X

SIV

Y

X

X

补充说明

  1. TDES = DES加密(K1) → DES解密(K2) → DES加密(K1) 。
  2. ARCFour即RC4算法。
  3. CCM、GCM、SIV为认证加密模式；XTS为磁盘加密模式。

2.3 函数说明

2.3.1 获取上下文大小GetSize

IppStatus ippsAESGetSize(int* pSize);

IppStatus ippsDESGetSize(int* pSize);

IppStatus ippsSMS4GetSize(int* pSize);

IppStatus ippsARCFourGetSize(int* pSize);

参数说明

  1. pSize：OUT，CTX大小，单位字节。

2.3.2 初始化和反初始化Init

IppStatus ippsAESInit(const Ipp8u* pKey, int keylen, IppsAESSpec* pCtx, int ctxSize);

IppStatus ippsDESInit(const Ipp8u* pKey, IppsDESSpec* pCtx);

IppStatus ippsSMS4Init(const Ipp8u* pKey, int keyLen, IppsSMS4Spec* pCtx, int ctxSize);

IppStatus ippsARCFourInit(const Ipp8u* pKey, int keyLen, IppsARCFourState* pCtx);

参数说明

  1. pKey：IN，密钥。
  2. keyLen：IN，密钥字节长度。
  3. pCtx：OUT，密码算法上下文。
  4. ctxSize：IN，CTX大小，单位字节。

补充说明

  1. SM4的密钥长度必须是16。RC4密钥长度为1—256字节。
  2. 将pKey设置为NULL则执行反初始化。
  3. TDES需要对三个密钥各执行ippsDESInit以初始化三个IppsDESSpec*。

2.3.3 重置密钥SetKey

仅AES和SM4有重置密钥函数

IppStatus ippsAESSetKey(const Ipp8u* pKey, int keylen, IppsAESSpec* pCtx);

IppStatus ippsSMS4SetKey(const Ipp8u* pKey, int keyLen, IppsSMS4Spec* pCtx);

参数说明

  1. pKey：IN，密钥。
  2. keyLen：IN，密钥字节长度。
  3. pCtx：OUT，密码算法上下文。

补充说明

  1. pCtx必须是已经Init了的才能调用此函数。

2.3.4 上下文导入导出Pack/Unpack

SM4无上下文导入导出。

IppStatus ippsAESPack (const IppsAESSpec* pCtx, Ipp8u* pBuffer, int bufSize);

IppStatus ippsAESUnpack (const Ipp8u* pBuffer, IppsAESSpec* pCtx, int ctxSize);

IppStatus ippsDESPack (const IppsDESSpec* pCtx, Ipp8u* pBuffer);

IppStatus ippsDESUnpack (const Ipp8u* pBuffer, IppsDESSpec* pCtx);

IppStatus ippsARCFourPack (const IppsARCFourState* pCtx, Ipp8u* pBuffer);

IppStatus ippsARCFourUnpack (const Ipp8u* pBuffer, IppsARCFourState* pCtx);

参数说明

（A）导出/Pack时

  1. pCtx：IN，上下文。
  2. pBuffer：OUT，导出缓冲区。
  3. bufSize：IN，有的函数无。

（B）导入/Unpack时

  1. pBuffer：IN，导入缓冲区。
  2. pCtx：OUT，上下文。
  3. ctxSize：IN，上下文。

备注：

  1. 无论缓冲区pBuffer字节大小还是上下文pCtx字节大小，都调用ipps***GetSize获得。
  2. SM4无上下文导入导出。
  3. AES有bufSize和ctxSize是因为AES的密钥有三种长度，使得其buf和ctx不定长。

2.3.5 AES加解密

IppStatus ippsAESEncryptECB(       const Ipp8u *pSrc, Ipp8u *pDst, int srclen, const IppsAESSpec* pCtx);

IppStatus ippsAESDecryptECB(        const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, const IppsAESSpec* pCtx);

IppStatus ippsAESEncryptCBC(       const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, const IppsAESSpec* pCtx, const Ipp8u* pIV);

IppStatus ippsAESDecryptCBC(       const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, const IppsAESSpec* pCtx, const Ipp8u* pIV);

IppStatus ippsAESEncryptCFB(        const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srcLen, int cfbBlkSize, const IppsAESSpec* pCtx, const Ipp8u *pIV);

IppStatus ippsAESDecryptCFB( const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, int cfbBlkSize, const IppsAESSpec* pCtx, const Ipp8u*pIV);

IppStatus ippsAESEncryptOFB (      const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, int ofbBlkSize, const IppsAESSpec* pCtx, Ipp8u* pIV);

IppStatus ippsAESDecryptOFB (       const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, int ofbBlkSize, const IppsAESSpec* pCtx, Ipp8u* pIV);

IppStatus ippsAESEncryptCTR(       const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srcLen,const IppsAESSpec* pCtx, Ipp8u* pCtrValue , int ctrNumBitSize);

IppStatus ippsAESDecryptCTR(       const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srcLen,const IppsAESSpec* pCtx, Ipp8u* pCtrValue, int ctrNumBitSize);

以下是在2018版中发现的新增接口，CBC的CS模式，2017版无。

IppStatus ippsAESEncryptCBC_CS1 (const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, const IppsAESSpec* pCtx, const Ipp8u* pIV);

IppStatus ippsAESEncryptCBC_CS2 (const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, const IppsAESSpec* pCtx, const Ipp8u* pIV);

IppStatus ippsAESEncryptCBC_CS3 (const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, const IppsAESSpec* pCtx, const Ipp8u* pIV);

IppStatus ippsAESDecryptCBC_CS1 (const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, const IppsAESSpec* pCtx, const Ipp8u* pIV);

IppStatus ippsAESDecryptCBC_CS2 (const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, const IppsAESSpec* pCtx, const Ipp8u* pIV);

IppStatus ippsAESDecryptCBC_CS3 (const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, const IppsAESSpec* pCtx, const Ipp8u* pIV);

表X 参数列表

AES

pSrc

pDst

srcLen

pCtx

pIV

其它

ECB

Y

Y

Y

Y

—

—

CBC

Y

Y

Y

Y

Y

—

CBC_CS1

Y

Y

Y

Y

Y

—

CBC_CS2

Y

Y

Y

Y

Y

—

CBC_CS3

Y

Y

Y

Y

Y

—

CFB

Y

Y

Y

Y

Y

cfbBlkSize

OFB

Y

Y

Y

Y

Y

ofbBlkSize

CTR

Y

Y

Y

Y

—

pCtrValue

ctrNumBitSize

参数说明

  1. pSrc：IN，加密时为明文，解密时为密文。
  2. srclen：IN，Src的字节长度。
  3. pDst：OUT，加密时为密文，解密时为明文。长度等于srclen。
  4. pCtx：IO，密码算法上下文。
  5. pIV：IO，初始化向量，长度同分组大小，调用后会改变。ECB无。
  6. pCtrValue：IO，CTR的计数器，相当于其它模式的初始化向量。
  7. ctrNumBitSize：IN，计数器中有效的计数比特长度（从右端计）。
  8. cfbBlkSize/ ofbBlkSize：CFB/OFB每拍输出的密钥流字节数，小于分组大小。

备注1：CBC_CS采用密文偷取技术，使得数据多次加密时使用不便。因此，建议这种模式下一次性输入完毕明文/密文。

备注2：srcLen长度说明。

表X srcLen说明

AES

srcLen

ECB

16 | srcLen

CBC

16 | srcLen

CFB

cfbBlkSize | srcLen

OFB

ofbBlkSize | srcLen

CTR

任意长度。

但非最后一次调用时都要求16 | srcLen

CTR中srcLen长度的进一步说明

若srcLen不是16的整数倍，则生成的多余的密钥流会被丢弃。下次再送入数据时，会用新的CTR值加密作为密钥流。

例如，第1次送入33字节，第二次再送入31字节。第一次生成48字节密钥流，前33字节密钥流用于加密，后15字节密钥流丢弃；第二次重新产生32字节，前31字节密钥流用于加密，后1字节密钥流丢弃。这样一来，由于第一次加密时丢弃了15字节密钥流，就导致了其加密结果和我们期望的结果不一致。

2.3.6 AES其它模式

AES加密认证涉及CCM、GCM、SIV，详情参见官方文档。本文档略。

AES磁盘加密涉及XTS模式，详情参见官方文档。本文档略。

2.3.7 TDES加解密

IppStatus ippsTDESEncryptECB(const Ipp8u *pSrc, Ipp8u *pDst, int srclen, const IppsDESSpec *pCtx1, const IppsDESSpec *pCtx2, const IppsDESSpec * pCtx3, IppsCPPadding padding);

IppStatus ippsTDESDecryptECB(const Ipp8u *pSrc, Ipp8u *pDst, int srclen, const IppsDESSpec *pCtx1, const IppsDESSpec *pCtx2, const IppsDESSpec * pCtx3, IppsCPPadding padding);

IppStatus ippsTDESEncryptCBC(const Ipp8u *pSrc, Ipp8u *pDst, int srclen, const IppsDESSpec *pCtx1, const IppsDESSpec *pCtx2, const IppsDESSpec * pCtx3, const Ipp8u *pIV, IppsCPPadding padding);

IppStatus ippsTDESDecryptCBC(const Ipp8u *pSrc, Ipp8u *pDst, int srclen, const IppsDESSpec *pCtx1, const IppsDESSpec *pCtx2, const IppsDESSpec * pCtx3, const Ipp8u *pIV, IppsCPPadding padding);

IppStatus ippsTDESEncryptCFB(const Ipp8u *pSrc, Ipp8u *pDst, int srclen, int cfbBlkSize, const IppsDESSpec *pCtx1, const IppsDESSpec *pCtx2, const IppsDESSpec *pCtx3, const Ipp8u *pIV, IppsCPPadding padding);

IppStatus ippsTDESDecryptCFB(const Ipp8u *pSrc, Ipp8u *pDst, int srclen, int cfbBlkSize, const IppsDESSpec *pCtx1, const IppsDESSpec *pCtx2, const IppsDESSpec *pCtx3, const Ipp8u *pIV, IppsCPPadding padding);

IppStatus ippsTDESEncryptOFB (const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, int ofbBlkSize, const IppsDESSpec *pCtx1, const IppsDESSpec *pCtx2, const IppsDESSpec *pCtx3, Ipp8u* pIV);

IppStatus ippsTDESDecryptOFB (const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, int ofbBlkSize, const IppsDESSpec *pCtx1, const IppsDESSpec *pCtx2, const IppsDESSpec *pCtx3, Ipp8u* pIV);

IppStatus ippsTDESEncryptCTR(const Ipp8u *pSrc, Ipp8u *pDst, int srclen, const IppsDESSpec *pCtx1, const IppsDESSpec *pCtx2, const IppsDESSpec *pCtx3,Ipp8u *pCtrValue, int ctrNumBitSize);

IppStatus ippsTDESDecryptCTR(const Ipp8u *pSrc, Ipp8u *pDst, int srcLen,const IppsDESSpec *pCtx1, const IppsDESSpec *pCtx2, const IppsDESSpec *pCtx3, Ipp8u *pCtrValue, int ctrNumBitSize);

表X 参数列表

TDES

pSrc

pDst

srcLen

pCtx1-3

pIV

padding

其它

ECB

Y

Y

Y

Y

—

Y

—

CBC

Y

Y

Y

Y

Y

Y

—

CFB

Y

Y

Y

Y

Y

Y

cfbBlkSize

OFB

Y

Y

Y

Y

Y

—

ofbBlkSize

CTR

Y

Y

Y

Y

—

—

pCtrValue

ctrNumBitSize

参数说明

  1. pSrc：IN，加密时为明文，解密时为密文。
  2. srclen：IN，Src的字节长度。
  3. pDst：OUT，加密时为密文，解密时为明文。长度等于srclen。
  4. pCtx1，pCtx2，pCtx3：IO，密码算法上下文，三个密钥对应三个上下文。
  5. pIV：IO，初始化向量，长度同分组大小，调用后会改变。ECB无。
  6. padding：IN，目前好像只支持IppsPaddingNONE（不填充）。具体待查。
  7. pCtrValue：IO，CTR的计数器，相当于其它模式的初始化向量。
  8. ctrNumBitSize：IN，计数器中有效的计数比特长度（从右端计）。
  9. cfbBlkSize/ ofbBlkSize：CFB/OFB每拍输出的密钥流字节数，小于分组大小。

备注：

  1. padding：具体待查。

2.3.8 SM4加解密

IppStatus ippsSMS4EncryptECB(const Ipp8u *pSrc, Ipp8u *pDst, int len, const IppsSMS4Spec* pCtx);

IppStatus ippsSMS4DecryptECB(const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int len, const IppsSMS4Spec* pCtx);

IppStatus ippsSMS4EncryptCBC(const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int len, const IppsSMS4Spec* pCtx, const Ipp8u* pIV);

IppStatus ippsSMS4DecryptCBC(const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int len, const IppsSMS4Spec* pCtx, const Ipp8u* pIV);

IppStatus ippsSMS4EncryptCFB(const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int len, int cfbBlkSize, const IppsSMS4Spec* pCtx, const Ipp8u *pIV);

IppStatus ippsSMS4DecryptCFB(const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int len, int cfbBlkSize, const IppsSMS4Spec* pCtx, const Ipp8u* pIV);

IppStatus ippsSMS4EncryptOFB (const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int len, int ofbBlkSize, const IppsSMS4Spec* pCtx, Ipp8u* pIV);

IppStatus ippsSMS4DecryptOFB (const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int len, int ofbBlkSize, const IppsSMS4Spec* pCtx, Ipp8u* pIV);

IppStatus ippsSMS4EncryptCTR(const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int len, const IppsSMS4Spec* pCtx, Ipp8u* pCtrValue , int ctrNumBitSize);

IppStatus ippsSMS4DecryptCTR(const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int len, const IppsSMS4Spec * pCtx, Ipp8u* pCtrValue, int ctrNumBitSize);

以下是在2018版中发现的新增接口，CBC的CS模式，2017版无。

IppStatus ipps SMS4EncryptCBC_CS1 (const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, const IppsSMS4Spec * pCtx, const Ipp8u* pIV);

IppStatus ipps SMS4EncryptCBC_CS2 (const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, const IppsSMS4Spec * pCtx, const Ipp8u* pIV);

IppStatus ipps SMS4EncryptCBC_CS3 (const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, const IppsSMS4Spec * pCtx, const Ipp8u* pIV);

IppStatus ipps SMS4DecryptCBC_CS1 (const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, const IppsSMS4Spec * pCtx, const Ipp8u* pIV);

IppStatus ipps SMS4DecryptCBC_CS2 (const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, const IppsSMS4Spec * pCtx, const Ipp8u* pIV);

IppStatus ipps SMS4DecryptCBC_CS3 (const Ipp8u* pSrc, Ipp8u* pDst, int srclen, const IppsSMS4Spec * pCtx, const Ipp8u* pIV);

 

表X 参数列表

SM4

pSrc

pDst

srcLen

pCtx

pIV

其它

ECB

Y

Y

Y

Y

—

—

CBC

Y

Y

Y

Y

Y

—

CBC-CS1

Y

Y

Y

Y

Y

—

CBC-CS2

Y

Y

Y

Y

Y

—

CBC-CS3

Y

Y

Y

Y

Y

—

CFB

Y

Y

Y

Y

Y

cfbBlkSize

OFB

Y

Y

Y

Y

Y

ofbBlkSize

CTR

Y

Y

Y

Y

—

pCtrValue

ctrNumBitSize

参数说明

  1. pSrc：IN，加密时为明文，解密时为密文。
  2. srclen：IN，Src的字节长度。
  3. pDst：OUT，加密时为密文，解密时为明文。长度等于srclen。
  4. pCtx：IO，密码算法上下文。
  5. pIV：IO，初始化向量，长度同分组大小，调用后会改变。ECB无。
  6. pCtrValue：IO，CTR的计数器，相当于其它模式的初始化向量。
  7. ctrNumBitSize：IN，计数器中有效的计数比特长度（从右端计）。
  8. cfbBlkSize/ ofbBlkSize：CFB/OFB每拍输出的密钥流字节数，小于分组大小。

备注1：CBC_CS采用密文偷取技术，使得数据多次加密时使用不便。因此，建议这种模式下一次性输入完毕明文/密文。

备注2：srcLen长度说明。

表X srcLen说明

AES

srcLen

ECB

16 | srcLen

CBC

16 | srcLen

CFB

cfbBlkSize | srcLen

OFB

ofbBlkSize | srcLen

CTR

任意长度。

但非最后一次调用时都要求16 | srcLen

CTR中srcLen长度的进一步说明

若srcLen不是16的整数倍，则生成的多余的密钥流会被丢弃。下次再送入数据时，会用新的CTR值加密作为密钥流。

例如，第1次送入33字节，第二次再送入31字节。第一次生成48字节密钥流，前33字节密钥流用于加密，后15字节密钥流丢弃；第二次重新产生32字节，前31字节密钥流用于加密，后1字节密钥流丢弃。这样一来，由于第一次加密时丢弃了15字节密钥流，就导致了其加密结果和我们期望的结果不一致。

2.3.8 SM4-CCM加解认证

在2018版中发现有SM4-CCM，但是SM4执行CCM的可能性较低，所以本部分略。

2.3.9 ARCFour加解密

ARCFour即RC4流密码。本部分略。

2.4 示例代码

2.4.1 AES示例代码

#include “ippcp.h”

// use of the CTR mode

int AES_sample(void)

{

   // secret key

   Ipp8u key[] = "\x00\x01\x02\x03\x04\x05\x06\x07"

                 "\x08\x09\x10\x11\x12\x13\x14\x15";

   // define and setup AES cipher

   int ctxSize;

   ippsAESGetSize(&ctxSize);

   IppsAESSpec* pAES = (IppsAESSpec*)( new Ipp8u [ctxSize] );

   ippsAESInit(key, sizeof(key)-1, pAES, ctxSize);

 

   // message to be encrypted

   Ipp8u msg[] = "the quick brown fox jumps over the lazy dog";

   // and initial counter

   Ipp8u ctr0[] = "\xff\xee\xdd\xcc\xbb\xaa\x99\x88"

                  "\x77\x66\x55\x44\x33\x22\x11\x00";

 

   // counter

   Ipp8u ctr[16];

 

   // init counter before encryption

   memcpy(ctr, ctr0, sizeof(ctr));

   // encrypted message

   Ipp8u ctext[sizeof(msg)];

   // encryption

   ippsAESEncryptCTR(msg, ctext, sizeof(msg), pAES, ctr, 64);

 

   // init counter before decryption

   memcpy(ctr, ctr0, sizeof(ctr));

   // decrypted message

   Ipp8u rtext[sizeof(ctext)];

   // decryption

   ippsAESDecryptCTR(ctext, rtext, sizeof(ctext), pAES, ctr, 64);

 

   // remove secret and release resource

   ippsAESInit(0, sizeof(key)-1, pAES, ctxSize);

   delete [] (Ipp8u*)pAES;

 

   int error = memcmp(rtext, msg, sizeof(msg));

   return 0==error;

}

2.4.2 TDES示例代码

// Use of the ECB mode

void TDES_sample(void){

      // size of the TDES algorithm block is equal to 8

      const int tdesBlkSize = 8;

     

      // get size of the context needed for the encryption/decryption operation

      int ctxSize;

      ippsDESGetSize(&ctxSize);

      // and allocate one

      IppsDESSpec* pCtx1 = (IppsDESSpec*)( new Ipp8u [ctxSize] );

      IppsDESSpec* pCtx2 = (IppsDESSpec*)( new Ipp8u [ctxSize] );

      IppsDESSpec* pCtx3 = (IppsDESSpec*)( new Ipp8u [ctxSize] );

     

      // define the key

      Ipp8u key1[] = {0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08};

      Ipp8u key2[] = {0x11,0x12,0x13,0x14,0x15,0x16,0x17,0x18};

      Ipp8u key3[] = {0x21,0x22,0x23,0x24,0x25,0x26,0x27,0x28};

      Ipp8u keyX[] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};

     

      // and prepare the context for the TDES usage

      ippsDESInit(key1, pCtx1);

      ippsDESInit(key2, pCtx2);

      ippsDESInit(key3, pCtx3);

     

      // define the message to be encrypted

      Ipp8u ptext[] = {"the quick brown fox jumps over the lazy dog"};

      // allocate enough memory for the ciphertext

      // note that

      // the size of ciphertext is always a multiple of the cipher block size

      Ipp8u ctext[(sizeof(ptext)+desBlkSize-1) &~(desBlkSize-1)];

      // encrypt (ECB mode) ptext message

      // pay attention to the 'length' parameter

      // it defines the number of bytes to be encrypted

      ippsTDESEncryptECB(ptext, ctext, sizeof(ctext), pCtx1, pCtx2, pCtx3, IppsCPPaddingNONE);

     

      // allocate memory for the decrypted message

      Ipp8u rtext[sizeof(ctext)];

      // decrypt (ECB mode) ctext message

      // pay attention to the 'length' parameter

      // it defines the number of bytes to be decrypted

      ippsTDESDecryptECB(ctext, rtext, sizeof(ctext), pCtx1, pCtx2, pCtx3, IppsCPPaddingNONE);

     

      // remove actual secret from contexts

      ippsDESInit(keyX, pCtx1);

      ippsDESInit(keyX, pCtx2);

      ippsDESInit(keyX, pCtx3);

      // release resources

      delete (Ipp8u*)pCtx1;

      delete (Ipp8u*)pCtx2;

      delete (Ipp8u*)pCtx3;

}

3. One-Way Hash

待更新。

 

4. Data Authentication

待更新。

 

5. Public Key Cryptography

待更新。

 

6. Finite Field Arithmetic

待更新。

 

附录A: Support Functions and Classes

略。

附录B: Removed Functions

略。

 

 

Part III. 实测效率

本章对Intel IPPCP 2018支持的分组密码算法AES、TDES、SM4和杂凑算法SHA1、SHA224、SHA256、SHA384、SHA512、SHA512-224、SHA512-256、SM3、MD5的效率进行测试。

SM2效率待后续更新。

1. 测试平台

表3.1 测试平台信息

测试平台1

CPU

Intel i7 4790@3.6GHz，支持AES NI指令

OS

Win7 SP1 64b

内存

8G

备注

测试机，安装Intel IPPCP 2018

测试平台2

CPU

Intel i3 4790@3.4GHz，不支持AES NI指令

OS

WinXP SP3 32b

内存

4G

备注

工作机，未安装IPPCP，利用复制的IPPCP静态库编译

测试平台3

CPU

Intel i5 6300U@2.4GHz，不支持AES NI指令

OS

Win7 SP1 64b

内存

8G

备注

笔记本，安装Intel IPPCP 2018

2. 测试方法

分组密码算法的测试：在两个平台下均测试分组密码算法的CBC加密的效率。因为测试ECB一次性送入大量数据（如1MB）做加密时的效率和反复送16字节的加密效率有天壤之别，怀疑内部用多线程并行的方式做了优化。

杂凑算法的测试：直接一次性送入大量数据，如1MB进行测试。

为了精确统计，时间采用RDTSC指令读取CPU的时钟周期。

3. 测试结果

表3.2 分组密码算法的密钥扩展性能

（单位cps = cycle/setup，数值越小表示密钥扩展速度越快）

密钥扩展性能

平台1的效率

平台2的效率

平台3的效率

AES

205.4

1178.3

724.4

SM4

752.9

4346.9

2511.5

TDES

5391.1

8091.8

4814.9

 

表3.3 分组密码算法的CBC加密性能

（单位mbps = 1000000bit/s，数值越大表示密钥扩展速度越快）

CBC加密性能

平台1的效率

平台2的效率

平台3的效率

AES

7110.9

1468.1

1287.5

SM4

508.0

98.9

119.3

TDES

201.9

171.8

156.7

 

表3.4 杂凑算法的性能

（单位mbps = 1000000bit/s，数值越大表示密钥扩展速度越快）

杂凑算法性能

平台1的效率

平台2的效率

平台3的效率

SHA1

5239.3

4141.9

3994.7

SHA224

2359.9

1949.6

1708.3

SHA256

2359.9

1945.6

1727.2

SHA384

2381.3

1896.8

1767.9

SHA512

2381.4

1898.6

1728.6

SHA512-224

2364.5

1853.8

1756.3

SHA512-256

2362.6

1852.883

1768.7

SM3

1687.2

1342.9

1240.9

md5

6043.4

4998.9

4221.9

平均

—

—

 

SHA224的本质是SHA256，所以二者速度一样。

SHA384的本质是SHA512，所以二者速度一样。

SHA512-224、SHA512-256的核心是SHA512，所以三者的速度一样。

 

表3.5 SM2算法的性能

（单位mbps = 次/秒，数值越大表示密钥扩展速度越快）

 

平台1的效率

平台2的效率

平台3的效率

我们的实现

SM2签名

3314.1

2681.1

2819.9

185.3

SM2验签

2701.8

2170.0

2311.6

149.1

注1：我们的实现是指我们标准C实现的SM2在平台2下测试的效率。

注2：Intel IPPCP无SM2加解密接口，只有签名验签接口。

 

4. 效率对比

效率和性能差异对比如下。

  1. 平台性能：平台1主频比平台2高5.9%。
  2. 分组算法效率：
    • AES有近5倍的差异，可能是AES-NI指令所致；
    • SM4有5倍的差异则很奇怪，暂时无法解释；
    • TDES的性能提升，与杂凑算法的性能提升接近。
  3. 杂凑算法效率：平台1比平台2提升20%—28%，平均为24.6%；平台2比平台3提升5%-15%，平均为9.4%。
  4. SM2效率：平台1比平台2提升24%左右；平台2比平台3反而降低6%左右。SM2比我们自己标准C实现的性能有了显著的提升。
  5.  

5. 结论

从目前的分析的Intel IPP Cryptography效率测试结果看：

  1. SM4效率不如查大表效率高，在一些平台上的效率还不如查小表运算。
  2. SM3效率比目前的实现高17%。
  3. SM2效率待后续更新。
  4. AES在支持AES-NI的CPU上执行效率很高，但目前有使用AES-NI指令的开源代码，短小精炼。

国密算法在Intel IPP Cryptography上没有显著的综合性能提升，而且使用复杂，代码不开源，因此暂不推荐使用。

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    原标题：「发现」铁皮石斛仙草之神奇功效用于医用面膜丽彦妆铁皮石斛医用面膜|石斛多糖无菌修护补水贴19大优势： 1、铁皮石斛：自唐宋以来，一直被列为皇室贡品，铁皮石斛生于海拔1600米的悬崖峭壁之上，繁殖力差，产量极低，所以古代仅供皇室、贵族享用 2、铁皮石斛自古民间…...

    2024/4/25 18:39:00
  22. 丽彦妆\医用面膜\冷敷贴轻奢医学护肤引导者

    原标题：丽彦妆\医用面膜\冷敷贴轻奢医学护肤引导者【公司简介】 广州华彬企业隶属香港华彬集团有限公司，专注美业21年，其旗下品牌： 「圣茵美」私密荷尔蒙抗衰，产后修复 「圣仪轩」私密荷尔蒙抗衰，产后修复 「花茵莳」私密荷尔蒙抗衰，产后修复 「丽彦妆」专注医学护…...

    2024/4/26 19:46:12
  23. 广州械字号面膜生产厂家OEM/ODM4项须知！

    原标题：广州械字号面膜生产厂家OEM/ODM4项须知！广州械字号面膜生产厂家OEM/ODM流程及注意事项解读： 械字号医用面膜，其实在我国并没有严格的定义，通常我们说的医美面膜指的应该是一种「医用敷料」，也就是说，医用面膜其实算作「医疗器械」的一种，又称「医用冷敷贴」。 …...

    2024/4/27 11:43:08
  24. 械字号医用眼膜缓解用眼过度到底有无作用？

    原标题：械字号医用眼膜缓解用眼过度到底有无作用？医用眼膜/械字号眼膜/医用冷敷眼贴 凝胶层为亲水高分子材料，含70%以上的水分。体表皮肤温度传导到本产品的凝胶层，热量被凝胶内水分子吸收，通过水分的蒸发带走大量的热量，可迅速地降低体表皮肤局部温度，减轻局部皮肤的灼…...

    2024/4/27 8:32:30
  25. 配置失败还原请勿关闭计算机,电脑开机屏幕上面显示，配置失败还原更改 请勿关闭计算机 开不了机 这个问题怎么办...

    解析如下&#xff1a;1、长按电脑电源键直至关机&#xff0c;然后再按一次电源健重启电脑&#xff0c;按F8健进入安全模式2、安全模式下进入Windows系统桌面后&#xff0c;按住“winR”打开运行窗口&#xff0c;输入“services.msc”打开服务设置3、在服务界面&#xff0c;选中…...

    2022/11/19 21:17:18
  26. 错误使用 reshape要执行 RESHAPE，请勿更改元素数目。

    %读入6幅图像&#xff08;每一幅图像的大小是564*564&#xff09; f1 imread(WashingtonDC_Band1_564.tif); subplot(3,2,1),imshow(f1); f2 imread(WashingtonDC_Band2_564.tif); subplot(3,2,2),imshow(f2); f3 imread(WashingtonDC_Band3_564.tif); subplot(3,2,3),imsho…...

    2022/11/19 21:17:16
  27. 配置 已完成 请勿关闭计算机,win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机...

    win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机”问题的解决方法在win7系统关机时如果有升级系统的或者其他需要会直接进入一个 等待界面&#xff0c;在等待界面中我们需要等待操作结束才能关机&#xff0c;虽然这比较麻烦&#xff0c;但是对系统进行配置和升级…...

    2022/11/19 21:17:15
  28. 台式电脑显示配置100%请勿关闭计算机,“准备配置windows 请勿关闭计算机”的解决方法...

    有不少用户在重装Win7系统或更新系统后会遇到“准备配置windows&#xff0c;请勿关闭计算机”的提示&#xff0c;要过很久才能进入系统&#xff0c;有的用户甚至几个小时也无法进入&#xff0c;下面就教大家这个问题的解决方法。第一种方法&#xff1a;我们首先在左下角的“开始…...

    2022/11/19 21:17:14
  29. win7 正在配置 请勿关闭计算机,怎么办Win7开机显示正在配置Windows Update请勿关机...

    置信有很多用户都跟小编一样遇到过这样的问题&#xff0c;电脑时发现开机屏幕显现“正在配置Windows Update&#xff0c;请勿关机”(如下图所示)&#xff0c;而且还需求等大约5分钟才干进入系统。这是怎样回事呢&#xff1f;一切都是正常操作的&#xff0c;为什么开时机呈现“正…...

    2022/11/19 21:17:13
  30. 准备配置windows 请勿关闭计算机 蓝屏,Win7开机总是出现提示“配置Windows请勿关机”...

    Win7系统开机启动时总是出现“配置Windows请勿关机”的提示&#xff0c;没过几秒后电脑自动重启&#xff0c;每次开机都这样无法进入系统&#xff0c;此时碰到这种现象的用户就可以使用以下5种方法解决问题。方法一&#xff1a;开机按下F8&#xff0c;在出现的Windows高级启动选…...

    2022/11/19 21:17:12
  31. 准备windows请勿关闭计算机要多久,windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机怎么办...

    有不少windows10系统用户反映说碰到这样一个情况&#xff0c;就是电脑提示正在准备windows请勿关闭计算机&#xff0c;碰到这样的问题该怎么解决呢&#xff0c;现在小编就给大家分享一下windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机的具体第一种方法&#xff1a;1、2、依次…...

    2022/11/19 21:17:11
  32. 配置 已完成 请勿关闭计算机,win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机”的解决方法...

    今天和大家分享一下win7系统重装了Win7旗舰版系统后&#xff0c;每次关机的时候桌面上都会显示一个“配置Windows Update的界面&#xff0c;提示请勿关闭计算机”&#xff0c;每次停留好几分钟才能正常关机&#xff0c;导致什么情况引起的呢&#xff1f;出现配置Windows Update…...

    2022/11/19 21:17:10
  33. 电脑桌面一直是清理请关闭计算机,windows7一直卡在清理 请勿关闭计算机-win7清理请勿关机,win7配置更新35%不动...

    只能是等着&#xff0c;别无他法。说是卡着如果你看硬盘灯应该在读写。如果从 Win 10 无法正常回滚&#xff0c;只能是考虑备份数据后重装系统了。解决来方案一&#xff1a;管理员运行cmd&#xff1a;net stop WuAuServcd %windir%ren SoftwareDistribution SDoldnet start WuA…...

    2022/11/19 21:17:09
  34. 计算机配置更新不起,电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办？

    原标题&#xff1a;电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办&#xff1f;win7系统中在开机与关闭的时候总是显示“配置windows update请勿关闭计算机”相信有不少朋友都曾遇到过一次两次还能忍但经常遇到就叫人感到心烦了遇到这种问题怎么办呢&#xff1f;一般的方…...

    2022/11/19 21:17:08
  35. 计算机正在配置无法关机,关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 ，然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机...

    关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 &#xff0c;然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容&#xff0c;让我们赶快一起来看一下吧&#xff01;关机提示 windows7 正在配…...

    2022/11/19 21:17:05
  36. 钉钉提示请勿通过开发者调试模式_钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用...

    钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用 更新时间：2020-04-20 22:24:19　浏览次数：729次 区域： 南阳 > 卧龙 列举网提醒您：为保障您的权益，请不要提前支付任何费用！ 虚拟位置外设器!!轨迹模拟&虚拟位置外设神器 专业用于：钉钉，外勤365，红圈通，企业微信和…...

    2022/11/19 21:17:05
  37. 配置失败还原请勿关闭计算机怎么办,win7系统出现“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”，长时间没反应，无法进入系统的解决方案...

    前几天班里有位学生电脑(windows 7系统)出问题了&#xff0c;具体表现是开机时一直停留在“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”这个界面&#xff0c;长时间没反应&#xff0c;无法进入系统。这个问题原来帮其他同学也解决过&#xff0c;网上搜了不少资料&#x…...

    2022/11/19 21:17:04
  38. 一个电脑无法关闭计算机你应该怎么办,电脑显示“清理请勿关闭计算机”怎么办？...

    本文为你提供了3个有效解决电脑显示“清理请勿关闭计算机”问题的方法&#xff0c;并在最后教给你1种保护系统安全的好方法&#xff0c;一起来看看&#xff01;电脑出现“清理请勿关闭计算机”在Windows 7(SP1)和Windows Server 2008 R2 SP1中&#xff0c;添加了1个新功能在“磁…...

    2022/11/19 21:17:03
  39. 请勿关闭计算机还原更改要多久,电脑显示:配置windows更新失败，正在还原更改，请勿关闭计算机怎么办...

    许多用户在长期不使用电脑的时候&#xff0c;开启电脑发现电脑显示&#xff1a;配置windows更新失败&#xff0c;正在还原更改&#xff0c;请勿关闭计算机。。.这要怎么办呢&#xff1f;下面小编就带着大家一起看看吧&#xff01;如果能够正常进入系统&#xff0c;建议您暂时移…...

    2022/11/19 21:17:02
  40. 还原更改请勿关闭计算机 要多久,配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机，电脑开机后一直显示以...

    配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机&#xff0c;电脑开机后一直显示以以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容&#xff0c;让我们赶快一起来看一下吧&#xff01;配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机&#x…...

    2022/11/19 21:17:01
  41. 电脑配置中请勿关闭计算机怎么办,准备配置windows请勿关闭计算机一直显示怎么办【图解】...

    不知道大家有没有遇到过这样的一个问题&#xff0c;就是我们的win7系统在关机的时候&#xff0c;总是喜欢显示“准备配置windows&#xff0c;请勿关机”这样的一个页面&#xff0c;没有什么大碍&#xff0c;但是如果一直等着的话就要两个小时甚至更久都关不了机&#xff0c;非常…...

    2022/11/19 21:17:00
  42. 正在准备配置请勿关闭计算机,正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了解决教程...

    当电脑出现正在准备配置windows请勿关闭计算机时&#xff0c;一般是您正对windows进行升级&#xff0c;但是这个要是长时间没有反应&#xff0c;我们不能再傻等下去了。可能是电脑出了别的问题了&#xff0c;来看看教程的说法。正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了方法一…...

    2022/11/19 21:16:59
  43. 配置失败还原请勿关闭计算机,配置Windows Update失败，还原更改请勿关闭计算机...

    我们使用电脑的过程中有时会遇到这种情况&#xff0c;当我们打开电脑之后&#xff0c;发现一直停留在一个界面&#xff1a;“配置Windows Update失败&#xff0c;还原更改请勿关闭计算机”&#xff0c;等了许久还是无法进入系统。如果我们遇到此类问题应该如何解决呢&#xff0…...

    2022/11/19 21:16:58
  44. 如何在iPhone上关闭“请勿打扰”

    Apple’s “Do Not Disturb While Driving” is a potentially lifesaving iPhone feature, but it doesn’t always turn on automatically at the appropriate time. For example, you might be a passenger in a moving car, but your iPhone may think you’re the one dri…...

    2022/11/19 21:16:57