拒絕泄密門,酷睿i5 AES-NI技術解析
消費者的需求在很大程度上決定產品未來的發展方向,所以英特爾一直致力于開發能更好地滿足消費者需求的處理器產品。上世紀90年代到若干年前,消費者青睞“高頻”,因為在他們看來,更高的頻率意味著更高的性能。于是中央處理器的頻率越來越高,芯片制造工藝也越來越先進,從1965年的10微米到今天的0.032微米,這是一個怎樣的進步呀?但是,當消費者不再滿足于單純的頻率提升,而將更多的將注意力放到了多任務處理等綜合能力的考驗,于是雙核、四核處理器應運而生。然而,處理器的能力遠遠不止“任務處理”這么簡單,接下來,讓我們一起來挖掘和利用處理器的其它潛能吧。
面對目前的互聯網,以及因為互聯網而引起的黑客攻擊、病毒、木馬、入侵,我們的電腦正面臨著一個巨大的難題,對于不懷好意的黑客來說,我們的電腦就如同一座不設防的城市,電腦安全、數據安全正面臨著極大的挑戰。
目前,不少“不雅照”風波都是因為犯罪嫌疑人通過網絡入侵到個人電腦,并盜取了個人私密信息而進行敲詐。眾多個人隱私泄密的案例,或多或少都與數據安全密不可分。那么我們如何為數據加密?而處理器又能為數據加密做點什么呢?
以英特爾酷睿i5處理器為例,它擁有可自動智能超頻的睿頻加速技術,也有可提升性能的超線程技術,還有提升訪問速度的智能高速緩存,以及更低功耗、更快運算速度、更強性能和更小尺寸的32納米智能架構,帶來。但是,消費者往往忽視了一些內在的技術,比如我們今天要說的英特爾AES-NI。
AES全稱Advanced Encryption Standard,翻譯成中文就是“高級加密標準”。 英特爾 AES-NI包括七條指令,其中六條是硬件對AES的支持,這六條中的四條是關于AES加解密進行加速的,另外兩條指令有關AES key的擴展,而第七條指令有助于進位乘法。這七條指令集使在執行AES算法的某些復雜的、計算密集型子步驟時更好的利用底層硬件進行加速,從而提高了AES加密和解密的執行速度,由于用硬件指令實現加密解密過程的加速,因而提供了強大的安全性。
舉個簡單的例子,處理器是一個強而有力的領導,他有很多助理幫助處理日常事務,AES-NI就是其中一個。在需要數據加密、解密的時候,這個助理就發揮效用,專門負責處理器去處理加密、解密工作,這大大緩解了處理器的工作,讓處理器有充分的時間和空間去處理別的任務,從而帶來整體性能的提升。
那么,這個AES-NI對整體性能的影響究竟有多大呢?或者說,擁有AES-NI技術的新酷睿i5處理器與沒有該技術的處理器的性能差距主要體現在哪幾個方面?我們在Windows 7系統下進行詳細測試,實際測試結果也表明:在偏理論的Sandra 2009的AES256 CPU加密測試中,支持AES-NI指令的新酷睿i5提速甚至高達17倍!即便是在實際的WinZip 14加密壓縮測試中也可以提速2.5倍!而對商業用戶來說,需要經常使用Windows 7 BitLocker等技術對硬盤數據進行加密保護,AES-NI就可以提高這類應用的速度。一般來說,在Windows 7上打開BitLocker為驅動器進行全盤加密會對磁盤性能產生影響,理論測試成績損失比較明顯,實際應用影響則稍小一些。數據每次寫入磁盤都必須先行加密,這必然會消耗CPU資源,實現了硬件加速的酷睿i5就會好一些,因BitLocker造成的性能損失由30%降低到20%,這對于企業用戶來說是一個好消息。
而對于普通消費者來說,AES-NI的實際意義呢?也許你可能覺的自己沒有什么值得保密的數據,或者隱私。而實際上,當用戶使用電腦的那一刻起,已經激發了很多應用程序為您保護數據安全。比如說,當您瀏覽網頁,注冊了一個網站的會員,您的敏感資料,或者在線購物的時候,您的所有交易信息。這一切都使用類似傳輸層安全(TLS)或者安全套接字層(SSL)等協議對信息進行加密。VoIP、即時消息、電子郵件也都需要進行加密保護,在這些應用中會使用到如VPN虛擬專網和電子支付專用控件等流行的安全措施。但是,TLS以及SSL都是專門為安全通信而生的加密協議,AES則是一個種通用性加密標準,可以加密某一個文件,比如記錄您所有信息的文本,用戶名、密碼、銀行帳號、信用卡號等重要信息,又或者是某一個文件夾,其中可能包含您所有的照片和視頻,甚至可以加密整個驅動器,或者移動存儲設備。不過,這一切都要依靠軟件來實現,AES-NI則提供硬件級別的加密解密提速。
那么如何去選擇處理器?如果消費者希望能在數據安全方面有更高的支持,那么Intel 32nm制程,基于Clarkdale核心的新酷睿i5處理器可以說是一個很好的選擇,尤其在某些測試中,擁有AES-NI技術的新酷睿i5性能甚至大幅度領先無AES-NI技術的高端處理器,尤其是大幅改善了主流處理器在進行數據加密、解密時的性能表現。
最后,我們來講一下AES-NI技術相對應的一些測試軟件和使用軟件,PCMark Vantage和SiSoftware Sandra基準測試軟件中都已經針對AES-NI指令集作了優化,因此支持AES-NI的處理器的性能得分會相比其他一些高端處理器有更好的表現。而BitLocker和winZip基于AES算法對于新酷睿i5處理器來說有很大優勢,但是我們要注意的是,winZip軟件主要進行的工作有兩項,一個是壓縮,一個是加密。對于高端處理器來說,多核、高頻對壓縮工作會更游刃有余一些,所以,在總成績上可能還是略占優勢,但是這并不是說在加密這一過程中性能有所下降。
所以,權威媒體Tom’s Hardware在評價這項技術時說到:“英特爾采用增加AES加速的方法,為滿足硬件領域內應用最廣泛的加密標準邁出了堅實的第一步,英特爾未來的32nm臺式機處理器將會帶來顯著的增值效果。”
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