Аппаратные и программные реализации DES

Об эффективных аппаратных и программных реализациях алгоритма много писалось [997, 81, 533, 534, 437, 738, 1573, 176, 271, 1572]. Утверждается, что самой быстрой является микросхема DES, разработанная в Digital Equipment Corporation [512]. Она поддерживает режимы ECB и CBC и основана на вентильной матрице GaAs, состоящей из 50000 транзисторов. Данные могут зашифровываться и дешифрироваться со скоростью 1 гигабит в секунду, обрабатывая 16.8 миллионов блоков в секунду. Это впечатляет. Параметры ряда коммерческих микросхем DES приведены в Табл. 12-9. Кажущиеся противоречия между тактовой частотой и скоростью обработки данных обусловлены конвейеризацией внутри микросхемы, в которой может быть реализовано несколько работающих параллельно DES-механизмов.

Наиболее выдающейся микросхемой DES является 6868 VLSI (ранее называвшаяся "Gatekeeper'' - Вратарь). Она не только может выполнять шифрование DES за 8 тактов (лабораторные прототипы могут делать это за 4 такта), но также выполнять троекратный DES в режиме ECB за 25 тактов, а троекратный DES в режимах OFB или CBC - за 35 актов. Мне это кажется невозможным, но уверяю вас, она именно так и работает.

Программная реализация DES на мэйнфрейме IBM 3090 может выполнить 32000 шифрований DES в секунду. На других платформах скорость ниже, но все равно достаточно велика. В Табл. 12-10 [603, 793] приведены действительные результаты и оценки для различных микропроцессоров Intel и Motorola.

Табл. 12-9.
Коммерческие микросхемы DES

Производитель

Микросхема

Год

Тактовая частота

Скорость данных

Доступность

AMD

Am9518

1981

3 МГц

l.3 Мбайт/с

Н

AMD

Am9568

?

4 МГц

l.5 Мбайт/с

Н

AMD

AmZ8068

1982

4 МГц

l.7 Мбайт/с

Н

AT&T

T7000A

1985

?

l.9 Мбайт/с

Н

CE-Infosys

SuperCrypt CE99C003

1992

20 МГц

12.5 Мбайт/с

Д

CE-Infosys

SuperCrypt CE99C003A

1994

30 МГц

20.0 Мбайт/с

Д

Cryptech

Cry12C102

1989

20 МГц

2.8 Мбайт/с

Д

Newbridge

CA20C03A

1991

25 МГц

3.85 Мбайт/с

Д

Newbridge

CA20C03W

1992

8 МГц

0.64 Мбайт/с

Д

Newbridge

CA95C68/18/09

1993

33 МГц

14.67 Мбайт/с

Д

Pijnenburg

PCC100

?

?

2.5 Мбайт/с

Д

Semaphore Communications

Roadrunner284

?

40 МГц

35.5 Мбайт/с

Д

VLSI Technology

VM007

1993

32 МГц

200.0 Мбайт/с

Д

VLSI Technology

VM009

1993

33 МГц

14.0

Д

VLSI Technology

6868

1995

32 МГц

64.0 Мбайт/с

Д

Western Digital

WD2001/2002

1984

3 МГц

0.23 Мбайт/с

Н

Табл. 12-10.
Скорости DES на различных микропроцессорах и компьютерах

Процессор

Скорость (в МГц)

Блоки DES (в с)

8088

4.7

370

68000

7.6

900

80286

6

1100

68020

16

3500

68030

16

3900

80386

25

5000

68030

50

10000

68040

25

16000

68040

40

23000

80486

66

43000

Sun ELC

26000

HyperSparc

32000

RS6000-350

53000

Sparc 10/52

84000

DEC Alpha 4000/610

154000

HP9000/887

125

196,000