如何检查 OpenSSL 是否支持/使用英特尔 AES-NI？

Question

请告诉我，如何检查 OpenSSL 是否支持/使用 Intel AES-NI？

Answer 1

如何检查 OpenSSL 是否支持/使用 Intel AES-NI？

它不是那么简单，虽然它应该是。 OpenSSL 曾经提供一个函数来获取为 ia32 处理器检测到的功能，但它不再可用。请参阅OPENSSL_ia32cap man page 中对OPENSSL_ia32cap_loc 的讨论。另请参阅 OpenSSL 邮件列表中的 Verify AES-NI use at runtime?。

如果您正在链接到 OpenSSL 静态库，那么您可以使用：

extern unsigned int OPENSSL_ia32cap_P[];
# define AESNI_CAPABLE (OPENSSL_ia32cap_P[1]&(1<<(57-32)))

if(AESNI_CAPABLE)
    /* AES-NI is available */

如果您正在链接到 OpenSSL 共享对象，则符号 OPENSSL_ia32cap_P 将不导出。在这种情况下，您需要编写自己的检测代码。

我什至不关心 OpenSSL，因为它只适用于库的静态链接。我在下面分享了我用于检测的代码。我相信我从英特尔的 Dave Johnston（他设计了 RDRAND 电路）那里抄袭了很大一部分。

注意：下面的代码可能会错误地拒绝AMD processor with AES-NI。我没有要测试的处理器，所以我不能提供代码。

注意：下面的代码在 Valgrind 下不会按预期执行。 AES-NI 或 RDRAND 指令没有仿真，因此 Valgrind 从CPUID 返回一个“篡改”值，因此它们似乎不可用。请参阅邮件列表中的Incorrect results from inline assembly when running under Valgrind。

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即使 AES-NI 可用，它确实不意味着您将要使用它。

如果您使用像 AES_* 这样的低级原语，那么您将不使用 AES-NI，因为它是一种软件实现。

如果您使用高级EVP_* 齿轮，那么您将使用AES-NI（如果可用）。库将自动切换到 AES-NI。

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如果 AES-NI 可用但您不想使用它，则在启动程序之前执行以下操作：

$ export OPENSSL_ia32cap="~0x200000200000000"

您可以使用以下 OpenSSL 命令测试速度差异。切换上面的导出以查看差异：

$ openssl speed -elapsed -evp aes-128-ecb

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struct CPUIDinfo {
    unsigned int EAX;
    unsigned int EBX;
    unsigned int ECX;
    unsigned int EDX;
};

int HasIntelCpu();
int HasAESNI();
int HasRDRAND();

void cpuid_info(CPUIDinfo *info, const unsigned int func,
        const unsigned int subfunc);

int HasIntelCpu() {
    CPUIDinfo info;
    cpuid_info(&info, 0, 0);
    if (memcmp((char *) (&info.EBX), "Genu", 4) == 0
            && memcmp((char *) (&info.EDX), "ineI", 4) == 0
            && memcmp((char *) (&info.ECX), "ntel", 4) == 0) {

        return 1;
    }

    return 0;
}

int HasAESNI() {
    if (!HasIntelCpu())
        return 0;

    CPUIDinfo info;
    cpuid_info(&info, 1, 0);

    static const unsigned int AESNI_FLAG = (1 << 25);
    if ((info.ECX & AESNI_FLAG) == AESNI_FLAG)
        return 1;

    return 0;
}

int HasRDRAND() {

    if (!HasIntelCpu())
        return 0;

    CPUIDinfo info;
    cpuid_info(&info, 1, 0);

    static const unsigned int RDRAND_FLAG = (1 << 30);
    if ((info.ECX & RDRAND_FLAG) == RDRAND_FLAG)
        return 1;

    return 0;
}

void cpuid_info(CPUIDinfo *info, unsigned int func, unsigned int subfunc) {
    __asm__ __volatile__ (
            "cpuid"
            : "=a"(info->EAX), "=b"(info->EBX), "=c"(info->ECX), "=d"(info->EDX)
            : "a"(func), "c"(subfunc)
    );
}

Answer 2

根据jww 提供的信息构建了一对快速单线：

openssl speed -elapsed -evp aes-128-cbc ... OPENSSL_ia32cap="~0x200000200000000" openssl speed -elapsed -evp aes-128-cbc ...

第一行的输出应该明显快于第二行。在我的 i5 测试机上，几乎翻了一番。