Encryption 使用CUDA的GPU上的高级加密标准

我是一名CUDA开发人员，我正在帮助本科生在GPU上实现AES。 他们对密码学不太了解，这也是我第一次研究它。如果有人能回答，我有几个问题

我们如何实现AES，我的意思是，在GPU上加密和显示加速的最佳数据应该是什么？我们应该加密一些CD吗？还是信用卡号码等敏感数据？简而言之，我们的数据源应该是什么

什么样的AES操作模式适合GPU

学生们被问及输入比特流的速率，有人能解释一下吗？因为按照我的想法，它应该取决于数据大小。并且可以根据数据大小在GPU和CPU之间进行比较

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提前谢谢。

我对GPU不太熟悉，所以无法回答问题2。但是，对于其他两个：

第1点。AES不在乎你加密什么，它只是比特。只需找到一个大文件，这样就可以显示统计上显著的加速。通过加密几个字节，您将无法证明实现的（可能）加速。当然，这是“功能”速度，取决于实现的速度，实际上可能会受到RAM或磁盘传输速度的限制。因此，您不妨计算一下动态生成的数据加密所需的时间（比如计数器），从而确保不需要从磁盘/RAM读取数据

第3点。AES是一种分组密码，输入大小固定为128位（16字节），您无法进行任何更改。输入数据速率将完全取决于您处理数据的速度

你不在乎：通常，一些大的东西，比如iso或600MB的随机数是好的

GPU使用并行化，所以您最好坚持ECB。否则，算法就无法并行化

速率与数据大小无关：它的大小/处理时间。在cuda的情况下，您必须考虑传输到设备/进程/传输回（内存拷贝在处理方面远远不是很小）=>除非您能够大量并行化，否则您将失去时间而不是赢得

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AES使用的是16字节的数据块，但通常情况下，当对较大的内容进行加密时，可以使用链接，也可以不使用链接。当使用GPU时，您希望并行化，从而同时抓取许多块，这是您在PC上无法做到的。要做到这一点，最简单的方法是坚持使用ECB（每个16字节独立地进行抓取，没有链接），谢谢您的反馈，所以我可以使用例如电影或DVD（大的一个）吗并对其进行加密和解密以便于演示。这足够好吗？ECB是一种完全不安全的模式，它会泄露大量关于你的密文的信息，因此永远不应该使用。一般来说，当您只需要保密时，CBC模式应该足够好。然而，CBC不能并行化。检查GCM模式，它可以并行化，提供身份验证和机密性。@Bilal:不，如果使用DVD，可能99%的加密时间将用于读取DVD。据我所知，您希望测量您实现的“真实”速度，因此您可以动态生成加密数据（例如SSE寄存器中的128位计数器，尽管可能有更好的选项，但您将数据传输到GPU的速度越快越好）。顺便说一句，以下是ECB不好的原因：。感谢您的反馈，CTR在这台机器上不能正常工作吗？所以你的意思是我们不应该关心利率，对吗？我的意思是，我们应该关注的是：数据大小和加密数据所需的时间。当然，正如您所说的，如果数据足够大，延迟将被压倒。CTR也可以工作。任何允许并行化的东西。我通常坚持欧洲央行或CBC，因此从不考虑其他模式。维基百科在这方面会有所帮助。您只需要注意，某些模式只能进行并行解密。CB不好，任何人都不应该使用它，因此证明您在ECB的实现是快速的并没有真正的帮助。还有其他安全且可并行化的模式，这也为您提供了消息身份验证。更多信息请参见我的答案。+1，2/3的答案是好的，不值得投反对票。