36、认证加密的高速实现

认证加密的高速实现

1. AES加速器的使用

使用AES硬件加速器进行AES加密和解密时，分别需要等待167和214个周期才能读取结果。高效利用该模块的关键在于利用这个“延迟槽”来执行不依赖加密/解密结果的其他操作。

以下是不同模式下延迟槽可执行的操作：
- CCM模式 ：在计数器加密时，可以进行计数器递增以及消息与累加器的异或操作。具体步骤为：将计数器写入AES加速器，递增计数器，等待加密结果，结果就绪后将其与消息异或。同时，在累加器加密时也能生成密文（将加密结果与消息异或）。
- GCM模式 ：在计数器加密时可以递增计数器。
- OCB3模式 ：在对异或了Δ的消息进行加密时，可以进行消息与累加器Y的异或操作。

2. 实验结果

对实现的认证加密（AE）方案在16字节和4KB消息的认证加密和解密验证性能进行了测量，同时还考虑了互联网性能指数（IPI）。对于每种消息大小，测量了计算所有与随机数相关值的时间，以及使用128位标签（MASHA使用256位标签）进行认证加密和解密验证的时间，不包括与密钥相关值的推导。对于OCB3，假设 init ctr 中的块密码调用已被缓存。

实验使用带有CC430F6137芯片的开发板，通过CC430内置的周期计数器测量算法的周期数，使用调试器测量栈使用情况，根据编译器生成的报告确定代码大小。

2.1 使用AES加速器

对于IPI和4KB消息，各方案性能如下：
| 方案 | 16字节