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 |