HMACSHA256比HMACSHA512快2.5倍

Question

根据前一个问题的答案，512个版本在x64设备上应该更快。即使它是在x86 (32位)设备上执行的，也不应该有太大的差别。

对这种差异有什么解释吗？(或者必须是实现问题。)

以下代码为HMACSHA512返回了将近5秒，HMACSHA256返回了将近2秒：(它运行在三星的J5 (2015年)上，它有一个带有"CPU位架构64位“的Snap巨龙410处理器。)使用Xamarin.Forms PCL，Droid项目。)：

private void Button_Clicked(object sender, EventArgs e)
{
    ICrypto crypto = DependencyService.Get<ICrypto>();
    Stopwatch watch = new Stopwatch();

    byte[] b = new byte[64];
    watch.Start();
    for (int i = 0; i < 10000; i++)
    {
        b = crypto.CalculateHmac512(b);
    }
    watch.Stop();
    label.Text = watch.ElapsedMilliseconds.ToString();
}

和

class Crypto : ICrypto
{
    //HMACSHA256 hmac = new HMACSHA256();
    HMACSHA512 hmac = new HMACSHA512();

    public byte[] CalculateHmac512(byte[] m)
    {
        return hmac.ComputeHash(m);
    }
}

(在64位PC上进行100,000次迭代，我得到大约200 64的512,130 64的256。所以我猜Xamarin本身就是32位。但这仍不能解释Android上x2.5的差异。)

Answer 1

SHA-512内部哈希块为128位字节，而SHA-256为64位。这可以在64位CPU上提供每秒八进制散列的速度优势，但只适用于大型消息。我会尝试8192在那里有64，和200在那里有10000。

SHA-512压缩功能通常需要比SHA-256更长的时间:结构是接近的，变量是SHA-256的两倍，有80轮，而不是64轮(多25%)。移动的数据也大约是原来的两倍，这通常会带来一些损失。然而，总体上所需的时间可能不足两倍，而且由于散列的消息数量是原来的两倍，所以对于大型消息来说，总体上可能有一些好处。

这个问题比较HMAC-SHA-512和HMAC-SHA-256.与直散列相比，HMAC结构增加了至少3次压缩(长键的压缩更多)，这进一步增加了64位版本具有边缘之前的消息大小阈值。HMAC-SHA-512具有64位组消息，执行4次压缩，HMAC-SHA-256执行5次(320次).对于一个8192八进制的消息，这是68比132压缩(5440比8448轮)，这给HMAC-SHA-512一个机会。

此外，算法的速度，特别是密码，在很大程度上取决于它们的实现质量，以及它是否适合于手头的硬件。从我们的立场来看，我们甚至无法判断HMACSHA512或HMACSHA256是否是本机代码，只是在时间上编译或解释。除了本机代码之外，对任何东西进行基准测试都是毫无意义的(如果性能真的很重要，关键部分应该是本地的)和更难(结果往往是不稳定的)。