暗号処理性能
暗号認証機能の性能
暗号化・復号，ディジタル署名，認証などの暗号認証機能を利用する場合，一般に暗号処理や認証処理が無い場合に比べて処理時間が増加します．実際の運用を始める際，暗号認証処理にかかる時間を評価しておく必要があります．この時間は，利用するアルゴリズムや対象データの大きさなどに依存します．
一般的には，処理性能の高い（処理時間の短い）順に，
ダイジェスト（ハッシュ関数）＞ 共通鍵暗号 ＞＞ 公開鍵暗号
になります．また，同じアルゴリズムならば鍵長の長い程，処理時間は掛かるようになります．
一般に，暗号認証機能の処理時間に影響を与える要因には次のようなものがあります．
- 暗号アルゴリズム
- 鍵長，パラメータ長
- 対象データの大きさ
- 実装言語，実装方式（演算アルゴリズム，高速化手法の違い）
- 実行環境
暗号処理性能例 (OpenSSL)
OpenSSL ライブラリにおける主要な暗号認証機能の処理性能を実測した例を紹介します．
- 性能測定環境
- 暗号ライブラリ
openssl 1.0.2d を利用
openssl speed コマンドを用いて各アルゴリズムの処理性能を求める． - CPU
Intel Core i7-3770, 3.4GHz, 16GB MEM - OS
Windows 10 Pro (64 ビット)
- 暗号ライブラリ
- ダイジェストの性能
3 秒間，指定ブロック長のデータのダイジェスト計算を繰り返した時の，1 秒当りの処理データ量の測定結果です．
ダイジェスト処理性能 [kB/s] Algoritm Block Size (bits) 256 1024 8192 MD5 413,694 615,286 737,323 HMAC(MD5) 371,110 603,888 731,523 SHA-1 451,629 664,626 797,463 SHA-256 271,008 341,089 370,302 SHA-512 313,271 455,683 512,063
SHA-512 が SHA-256 より処理性能が高いのは，SHA-512 が64ビット単位の処理であり，32ビット単位の処理の SHA-256 より，64ビットマシン環境では有利であるためです．
- 共通鍵暗号の性能
3 秒間，指定ブロック長のデータの暗号化処理を繰り返した時の，1 秒当りの処理データ量の測定結果です．
共通鍵暗号処理性能 [kB/s] Algoritm Block Size (bits) 256 1024 8192 DES 79,787 79,747 80,724 DES-EDE3 29,840 29,892 29,930 AES-128 150,505 154,104 153,192 AES-192 127,617 127,824 128,371 AES-256 109,176 109,507 110,059 Camellia-128 186,611 190,688 194,538 Camellia-192 138,812 144,551 145,923 Camellia-256 136,721 144,494 143,739
- 公開鍵暗号の性能
10 秒間，各種の鍵長に対して署名生成・検証処理を繰り返した時の，1 回当りの処理時間の測定結果です．
署名生成・検証処理性能 [ms] Algorithm Key Length (bits) Sign Verify DSA 512 0.060 0.048 1024 0.110 0.112 2048 0.305 0.356 RSA 512 0.053 0.004 1024 0.140 0.010 2048 0.920 0.029 4096 6.477 0.105 ECDSA 160 0.067 0.249 192 0.076 0.298 224 0.100 0.403 256 0.045 0.110 384 0.215 0.921 521 0.444 1.941
性能測定プログラム (Java 版)
Java 環境での暗号処理性能の測定に関しては，性能測定プログラムのサンプルソースが以下にあります．
→ 暗号プログラム (Java言語版)
／