Välkomna. Prestandautvärdering av ett antal utvalda strömchiffer Lina Pålsson Christian Rose.

En presentation över ämnet: "Välkomna. Prestandautvärdering av ett antal utvalda strömchiffer Lina Pålsson Christian Rose."— Presentationens avskrift:

1 Välkomna

2 Prestandautvärdering av ett antal utvalda strömchiffer Lina Pålsson Christian Rose

3 Syfte Undersöka och jämföra prestanda (snabbhet och minneskrav) hos ett antal utvalda strömchiffer på utvalda plattformar Fokus på snabbhet

4 Avgränsningar Avser endast implementeringar i programmeringsspråket C Endast ett fåtal utvalda processorplattformar

5 Vernamsystemet C i =m i  k i för i=1,2,3…,

6 Användning av 20 pipelinesteg istället för 10 Möjlighet till högre frekvens Större risk för databeroende och större förlust vid pipelinetömningar Tiden för att transportera data genom kretsen blir signifikant Ökningen i prestanda blir inte alltid lika hög som ökningen i frekvens

7 De undersökta strömchiffren MUGI SNOW Scream RC4

8 Steg för att använda ett strömchiffer Nyckelinitiering (Initialvektorinitiering) Ett antal nyckelströmsgenereringar

9 Resultat för MUGI Tid/initiering (  s) Antal cykler/ initiering Tid/genere- rad byte (  s) Antal cykler/ genererad byte Pentium III 7,135000,03718 Pentium 4 2,240000,01528 ARM 440150002,273 AVR 89003500045180

10 Resultat för RC4 Tid/initiering (  s) Antal cykler/ initiering Tid/genere- rad byte (  s) Antal cykler/ genererad byte Pentium III 1577000,09246 Pentium 4 2,850000,01527 ARM 440150001,858 AVR 5500220002286

11 Resultat för SNOW Tid/ini- tiering i standard- läge (  s) Antal cykler/ initiering i standard- läge Tid/ini- tiering i IV-läge (  s) Antal cykler/ initiering i IV-läge Tid/ge- nererad byte (  s) Antal cykler/ genere- rad byte Pentium III 2,613001,36700,00954,7 Pentium 4 1,018000,5610000,00386,8 ARM 17056008929000,6822 AVR 89003600046001800041160

12 Resultat för Scream Tid/ny- ckelini- tiering (  s) Antal cykler/ nyckel- initiering Tid/IV- initie- ring (  s) Antal cykler/ IV- initiering Tid/ge- nererad byte (  s) Antal cykler/ genere- rad byte Pentium III 75380003,015000,0178,2 Pentium 4 13230000,7013000,00397,1 ARM 1700550009933000,6220 AVR 330001300003200130001974

13 Använda processorer Pentium III – 500 MHz Pentium 4 – 1800 MHz AVR – 4 MHz ARM – 33 MHz

14 Processorernas ordlängd Pentium III – 32 bitar Pentium 4 – 32 bitar AVR – 8 bitar ARM – 32 bitar

15 Allmänna optimeringar Få funktioner och inline Få mellanlagringar Få slingor Globala/lokala variabler Optimeringskommandon

16 Plattformar som använts Ordlängd (bitar) Klock- frekvens (MHz) KompilatorOperativ- system / Simulator Pentium III32500egcs 2.91.66Red Hat Linux 6.2 Pentium 4321800gcc 3.0.4Red Hat Linux 7.2 AVR84avr-gcc 3.0.2AVR Studio 3.53 / 3.54 ARM3233ARM Developer Suite 1.2

17 Resultat för nyckelinitiering (cykler/initiering) för processorerna MUGISNOW (IV-läge) ScreamRC4 1. Pentium III (3500) 1. Pentium III (670) 1. Pentium 4 (23000) 1. Pentium 4 (5000) 2. Pentium 4 (4000) 2. Pentium 4 (1000) 2. Pentium III (38000) 2. Pentium III (7700) 3. ARM (15000) 3. ARM (2900) 3. ARM (55000) 3. ARM (15000) 4. AVR (35000) 4. AVR (18000) 4. AVR (130000) 4. AVR (22000)

18 Resultat för nyckelströmsgenerering (cykler/byte) för processorerna MUGISNOWScreamRC4 1. Pentium III (18) 1. Pentium III (4,7) 1. Pentium 4 (7,1) 1. Pentium 4 (27) 2. Pentium 4 (28) 2. Pentium 4 (6,8) 2. Pentium III (8,2) 2. Pentium III (46) 3. ARM (73) 3. ARM (22) 3. ARM (20) 3. ARM (58) 4. AVR (180) 4. AVR (160) 4. AVR (74) 4. AVR (86)

19 Resultat för nyckelinitiering (cykler/initiering) för chiffren Pentium IIIPentium 4ARMAVR 1. SNOW IV- läge (670) 1. SNOW IV- läge (1000) 1. SNOW IV- läge (2900) 1. SNOW IV- läge (18000) 2. MUGI (3500) 2. MUGI (4000) 2. MUGI (15000) 2. RC4 (22000) 3. RC4 (7700) 3. RC4 (5000) 2. RC4 (15000) 3. MUGI (35000) 4. Scream (38000) 4. Scream (23000) 4. Scream (55000) 4. Scream (130000)

20 Resultat för nyckelströmsgenerering (cykler/byte) för chiffren Pentium IIIPentium 4ARMAVR 1. SNOW (4,7) 1. SNOW (6,8) 1. Scream (20) 1. Scream (74) 2. Scream (8,2) 2. Scream (7,1) 2. SNOW (22) 2. RC4 (86) 3. MUGI (18) 3. RC4 (27) 3. RC4 (58) 3. SNOW (160) 4. RC4 (46) 4. MUGI (28) 4. MUGI (73) 4. MUGI (180)

21 Tänkbara vidare studier Resultat med samma kompilator på alla processorplattformar Undersökning av chiffren på 64- bitarsprocessorer (ex. Itanium 2 eller UltraSparc III) Jämförelse av chiffren handoptimerade på assemblernivå