23、DES加密优化与VXLAN云网络监控技术解析

DES加密优化与VXLAN云网络监控技术解析

1. DES加密优化技术

1.1 SIMD处理与DES加密

在DES加密过程中，SIMD（单指令多数据）处理发挥了重要作用。通过将输入数据组织成多个寄存器中的半块数据，加密过程可以利用SIMD指令并行执行。例如，以下代码展示了数据加载和处理的过程：

vmovdqu (%rsi), %xmm0
vmovdqu (%rdi), %xmm1
vpunpckldq %xmm0, %xmm1, %xmm2
vpunpckhdq %xmm0, %xmm1, %xmm3

在寄存器上实现初始置换和最终置换可以通过移位、逻辑与和异或等SIMD指令在双字块（32位，半块数据）上轻松完成。

1.2 “f”核心函数的三个阶段

“f”核心函数的实现主要包括三个阶段：
- E - 阶段 ：使用类似的SIMD指令完成。
- S - 阶段 ：需要根据块的6位元素将每个6位输入替换为4位。为避免每个块的元素串行访问S盒表，将部分S盒表加载到寄存器中，并行置换多个不同块的多个元素。最终通过掩码寄存器混合置换结果，确保使用S盒表的正确部分进行置换。使用Intel AVX512扩展，一个寄存器最多可处理8个半块，每个6位元素存储在一个字节中，在16次置换迭代内可完全加载整个S盒表。此过程可通过更多寄存器并行化，同时要准备好S盒常量以适应SIMD指令。
- P - 阶段 ：在S阶段完