是否有分析密码算法性能的工具？

Question

如何分析密码算法的性能，使表和图表进行比较。我看过好几篇论文，但没有一篇论文解释它到底是怎么做的。

比较数据块大小随时间变化等。

例如键大小、块大小、功率、吞吐量、数据长度、处理字节(MiB/s)和每个字节的周期。

示例文件：

• 轻量级密码实现综述
• 数据加密算法的性能分析
• 对称加密算法的性能评估

Answer 1

如果你处理密码算法，或者你不需要它，因为它的复杂性和时间消耗，世界上只有少数人需要它，并且能够正确地读取结果。

要测试吞吐量(Mb/秒，与处理过的数据相同)，您需要一个可写入的快速设备，通常hdd本身会增加太多的延迟，无法正确地测量这一点。您可以使用ram文件系统对其进行编写。您没有提到操作系统，所以我假设是linux。你写了一个大文件和测量它所花费的时间

知道您制作的文件有多大，花费了多少时间，您可以计算吞吐量，将文件大小除以所占用的时间。您可以使用编写/dev/null，但是很难预测操作系统会做多少优化工作，所以我会提出避免这种情况。

密钥大小是在算法初始化中给出的，您不能在不提供此信息的情况下开始。如果Crypto++对您隐藏了这些信息，请尝试搜索其他信息。或者寻找默认值。对于AES，它的16个个字节。

块状尺寸也一样。同样的链接显示AES的块大小也是16字节。与前面的情况一样，您自己设置了它，许多算法都接受不同版本的键大小和块大小。这些都是由用户在开始时提供的。或者是缺省值，可以找到特定的实现、算法+程序来使其工作。

功率很难估计，因为设备的效率差别很大。即使您为您的设备测量它，它将是不同的另一个设备。最简单的方法是用RAM写一个大文件，删除它，再写一次，循环几个小时，直到你的笔记本电池耗尽为止。然后检查加大你的电池是怎样的。

或者试着在电能表上检查你的平板的耗电量，但这甚至不够精确。适当的方法将使用类似于这的方法

如果您将空闲操作计算机与正在执行任务的计算机进行比较，您可能会得到更精确的结果。通过这种方式，您可以自动排除所有不适用于加密任务的部件，比如屏幕。

每个字节的循环是最复杂的部分。为此，您实际上需要阅读代码，查看从头到尾完成了多少次操作，然后将此数量的操作除以输出的大小。如果一个算法执行了17个加法、xor和乘法运算，而设备可以在一个时钟时间内完成所有操作，并且输出长度为4字节，则结果为17/4=4.25个/字节。请记住，现代CPU可以对一个非常大的字(128位(16字节))进行操作，而且有些操作可能需要很长的时间，比如指数运算，这需要100次操作。您需要在给定的机器上找到每次操作的成本。通常是1表示加法、位运算、乘法，大约10表示除法，sqrt，100表示更复杂的运算，如指数运算，现代CPU的三角函数。微控制器可能只有快速加法。GPU可能有快速的除法，但没有位操作。快速我指的是一个周期的操作。因此，在一个时钟步，它将使一个动作类似加法。

您也可能有兴趣检查一个算法有多强。这是通过减少键大小和使用一个分析输出中的模式的程序(例如TestU01 )来实现的。这里是我在这个主题上最喜欢的作品，我最喜欢它的简单性和可视化：

还有这个网站。它允许看到密码学的人们一般是怎么想的，他们使用什么工具，他们在算法中有什么价值。

TLDR:您是在问一个非常复杂的任务所需的收集工具所花费的一生时间。我不能把它们全都给你。而且没有现成的解决办法。很少有人需要这个。