BC/NW 2019 № 1 (34):11.1

ОПТИМИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ СИММЕТРИЧНОГО БЛОЧНОГО ШИФРОВАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГРАФИЧЕСКОГО УСКОРИТЕЛЯ

Прокофьев М.А., Филатов А.В.

В современном мире информация играет важную роль в жизни человека. Ежедневно в мире обрабатываются терабайты данных, шифрование которых является довольно непростой задачей.

Среди всех разновидностей алгоритмов шифрования особую роль играет класс симметричных блочных шифров. Сходство процедур шифрования и дешифрования, высокая степень обеспечения защиты данных и производительности, по сравнению с другими классами, обеспечили ему большую популярность и широкое распространение [1].

Большинство ПО, реализующие данные алгоритмы, только в редких случаях используют весь доступный потенциал оборудования, в частности различные графические ускорители. По этой причине процесс шифрования может занимать продолжительное время, что является неприемлемым при высокоскоростной обработке данных, и делает ускорение данного процесса актуальной задачей.

Именно с целью решения этой задачи автором было проведено исследование, в рамках которого были проанализированы существующие алгоритмы блочного шифрования (AES и ГОСТ Р 34.12-2015) [1] [2], а также разработаны специальные библиотеки, реализующие эти алгоритмы с использованием технологий параллельного программирования (в частности OpenCL) [3].

С примерами полученных в рамках исследования показателей скорости шифрования файла размером 1024 МБ можно ознакомиться ниже:

         Таблица 1

Скорость шифрования данных в МБ/c алгоритмами AES и ГОСТ

AES-256			ГОСТ Р 34.12-2015
CPU	OpenCL-CPU	OpenCL-GPU	CPU	OpenCL-CPU	OpenCL-GPU
35,23	127,680798	436,1158433	3,30	36,70514015	109,2499733

Литература

1. Современные алгоритмы блочного шифрования и методы их анализа. Л. К. Бабенко, Е. А. Ищукова. – М.: Гелиос АРВ, 2006. – 376 с.

2. ГОСТ Р 34.12—2015. Информационная технология. Криптографическая защита информации. Блочные шифры. —М.: Стандартинформ, 2015.— 6 с.

3. OpenCL Overview. URL: https://www.khronos.org/opencl/

ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ