Performance 加速Haskell PBKDF2算法

我在Haskell中编写了PBKDF2算法的新版本。它几乎通过了中列出的所有HMAC-SHA-1测试向量，但效率不高。如何改进代码

当我在测试向量上运行它时，第三种情况（见下文）永远不会结束（我让它在2010 Macbook Pro上运行了1/2个多小时）

我相信

foldl'

是我的问题。

foldr

性能会更好，还是需要使用可变数组

{-#语言模式}
{-版权所有2013，马里兰州G.拉尔夫·昆茨。保留所有权利。LGPL许可证。-}
模块加密在哪里
导入Codec.Utils（八位字节）
导入符合条件的数据。二进制为B（编码）
导入数据位（异或）
将限定数据.ByteString.Lazy.Char8作为C（包）导入
将限定的Data.ByteString.Lazy导入为L（解包）
导入数据列表（foldl'）
导入Data.HMAC（HMAC_sha1）
导入Text.Bytedump（dumpRaw）
--将PBKDF2计算为十六进制字符串
pbkdf2
：：（[Octet]->[Octet]->[Octet]）--伪随机函数（HMAC）
->Int—以字节为单位的哈希长度
->字符串--密码
->绳子--盐
->Int——迭代
->Int—以字节为单位的派生密钥长度
->串
pbkdf2 prf hashLength密码salt密钥长度=
让
passwordOctets=stringToOctets密码
saltOctets=stringToOctets盐
总积木=
上限$（fromIntegral keyLength:：Double）/fromIntegral hashLength
块迭代器消息acc=
foldl'（\（a，m）\->
设！m'=prf密码八位组m
in（带异或a m'，m'）（acc，message）[1..iterations]
在里面
dumpRaw$take keydlength$foldl'（\acc block->
acc++fst（块迭代器（saltOctets++intToOctets块）
（复制hashLength 0））[[1..totalBlocks]
哪里
intToOctets:：Int->[Octet]
intToOctets i=
让a=L.打开包装。B.encode$i
落下（长度a-4）a
stringToOctets:：String->[Octet]
stringToOctets=L.打开包装。C.包装
--使用HMAC和SHA-1将PBKDF2计算为十六进制字符串
pbkdf2HmacSha1
：：字符串--密码
->绳子--盐
->Int——迭代
->Int—以字节为单位的派生密钥长度
->串
pbkdf2HmacSha1=
pbkdf2 hmac_sha1 20

第三测试向量

---

我能够在MacBookPro上在约16分钟内完成：

% time Crypto-Main
eefe3d61cd4da4e4e9945b3d6ba2158c2634e984                          
./Crypto-Main  1027.30s user 15.34s system 100% cpu 17:22.61 total

通过改变折叠的严格程度：

let
  -- ...
  blockIterator message acc = foldl' (zipWith' xor) acc ms
    where ms = take iterations . tail $ iterate (prf passwordOctets) message
          zipWith' f as bs = let cs = zipWith f as bs in sum cs `seq` cs
in
  dumpRaw $ take keyLength $ foldl' (\acc block ->
    acc ++ blockIterator (saltOctets ++ intToOctets block)
                    (replicate hashLength 0)) [] [1..totalBlocks]

请注意，我是如何使用xor强制对每个

zipw进行完整计算的。为了计算
将cs
求和到WHNF中，我们必须知道
cs
中每个元素的确切值

这可以防止建立一个thunk链，我认为您现有的代码正试图这样做，但失败了，因为
foldl'
只会强制累加器进入WHNF。因为你的累加器是一对，WHNF只是
（\u thunk，\u另一个\u thunk）
，所以你的中间thunk没有被强迫。
快速观察：你在
foldl'
参数中没有真正强迫
m
。因为
m
是一个你需要使用的列表，例如
deepSeq
来强制执行所有功能。可能我在这一点上完全错了，因为我不是一个真正强大的Haskeller，但是你在一个函数中塞进的数量让它有点难以理解，如果你把它分成更小更简单的部分，你可能会发现改进的空间变得非常明显。我强烈建议将算法改为通过testring来处理
ByteString
s（这可以很容易地看作
Word8
s的向量），而不是
Octet
s的列表。我无法想象这是速度缓慢的唯一原因，尽管这也是一个需要测试的有点棘手的算法，因为你可以调整它以花费你喜欢的时间。我将看看如何使用
ByteString
。你比我更有耐心。我用原始版本等了大约30分钟，但没有完成。我来看看你的建议。谢谢。关于这个问题，Petr Pudlák建议更好的解决方案可能是使用非固定ST数组。我必须看一看，我实际上是用非固定的ST数组重写了这个函数，但它仍然很慢。我需要运行性能测试来找出原因。
let
  -- ...
  blockIterator message acc = foldl' (zipWith' xor) acc ms
    where ms = take iterations . tail $ iterate (prf passwordOctets) message
          zipWith' f as bs = let cs = zipWith f as bs in sum cs `seq` cs
in
  dumpRaw $ take keyLength $ foldl' (\acc block ->
    acc ++ blockIterator (saltOctets ++ intToOctets block)
                    (replicate hashLength 0)) [] [1..totalBlocks]