[oss-gost-crypto] ГОСТ 34.10 и CryptoAPI (FYI progress update 2)

[oss-gost-crypto] ГОСТ 34.10 и CryptoAPI (FYI progress update 2)

[Vitaly Chikunov]

On Sun, Dec 16, 2018 at 02:39:01AM +0300, Vitaly Chikunov wrote:
> Я посчитал статистику точнее (на одном ядре Xeon E5630 2.53GHz):
> 
>   кривая: 100 проверок / время = проверок в секунду
> 
>   gost2012_256-A: 100 / 0.462106 = 216.4
>   gost2012_256-B: 100 / 6.567137 =  15.2
>   gost2012_512-A: 100 / 3.159222 =  31.6
>   gost2012_512-B: 100 / 50.422690 =  1.98
> 
> Как уже говорил, gost2012_256-B можно сделать по скорости как
> gost2012_256-A, а gost2012_512-B как gost2012_512-A.

i) Добавил такие оптимизации: 1) пофиксил разложенеи по модулю для
кривых "B" (стали значительно быстрее, хоть и не на 100% так же как для
А); 2) замена в умножении (mul_64_64) четырех умножений u64 на одну
операцию с unsigned __int128; 3) сделал отдельную версию умножения
маленького числа на очень большое для использования в разложении по
модулю для специальных простых чисел (которые в кривых "A" и "B", но не
в "C"); 4) финальная операция проверки подписи сделана через Shamir's
trick, что сэкономило одно уможение скаляра на точку. Последние три
оптимизации каждая дают ускорение примерно в полтора-два раза. Так что
получился следующий бенчмарк:

  gost2012_256-A  925.73734979911 (verify/s)
  gost2012_256-B  743.48889599333
  gost2012_512-A  199.76707159452
  gost2012_512-B  172.92092844704

Думаю, на этом пока остановиться, так как стало более менее приемлемо.
Если кто-то захочет оптимизировать дальше, то welcome. Для сравнения
скорость gost-engine на этом же железе:

  gost2012_256 A: sign: 865.5/s, verify: 1085.6/s
  gost2012_256 B: sign: 891.5/s, verify: 1105.7/s
  gost2012_256 C: sign: 907.4/s, verify: 1096.2/s
  gost2012_512 A: sign: 231.0/s, verify: 324.2/s
  gost2012_512 B: sign: 223.9/s, verify: 336.9/s.

ii) Кривая gost2012_256-C благодаря Shamir's trick стала вычисляться,
так как пропал X=0. Но все равно она осталась очень медленной из-за
того, что разложение по модулю для нее не оптимизировано. Всё таки я
хочу отложить её до лучших времен. И так в ядре всего две NIST кривые, а
ГОСТовых уже может быть четыре (а всего стандартизовано семь).

Как обычно, черновая рабочая версия тут

  https://github.com/vt-alt/linux/tree/ecrdsa

ps. Herbert Xu сегодня послал pull request с новым crypto со стрибогом
Линусу.

Re: [oss-gost-crypto] ГОСТ 34.10 и CryptoAPI (FYI progress update 2)

[Vitaly Chikunov]

Hi,

On Thu, Dec 27, 2018 at 09:18:52AM +0300, Vitaly Chikunov wrote:
> ps. Herbert Xu сегодня послал pull request с новым crypto со стрибогом
> Линусу.

Всё, попало в master.

  $ git log --grep streebog --oneline torvalds/master
  b71acb0e3721 Merge branch 'linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/herbert/crypto-2.6
  25a0b9d4e512 crypto: streebog - add Streebog test vectors
  dfdda82e3b84 crypto: streebog - register Streebog in hash info for IMA
  fe18957e8e87 crypto: streebog - add Streebog hash function

Значит будет в 4.21 и всех его rc.

Re: [oss-gost-crypto] ГОСТ 34.10 и CryptoAPI (FYI progress update 2)

[Vitaly Chikunov]

Hi,

On Thu, Dec 27, 2018 at 09:18:52AM +0300, Vitaly Chikunov wrote:
> i) Добавил такие оптимизации: 1) пофиксил разложенеи по модулю для
> кривых "B" (стали значительно быстрее, хоть и не на 100% так же как для
> А); 2) замена в умножении (mul_64_64) четырех умножений u64 на одну
> операцию с unsigned __int128; 3) сделал отдельную версию умножения
> маленького числа на очень большое для использования в разложении по
> модулю для специальных простых чисел (которые в кривых "A" и "B", но не
> в "C"); 4) финальная операция проверки подписи сделана через Shamir's
> trick, что сэкономило одно уможение скаляра на точку. Последние три
> оптимизации каждая дают ускорение примерно в полтора-два раза. Так что
> получился следующий бенчмарк:
> 
>   gost2012_256-A  925.73734979911 (verify/s)
>   gost2012_256-B  743.48889599333
>   gost2012_512-A  199.76707159452
>   gost2012_512-B  172.92092844704
> 
> Думаю, на этом пока остановиться, так как стало более менее приемлемо.
> Если кто-то захочет оптимизировать дальше, то welcome. Для сравнения
> скорость gost-engine на этом же железе:
> 
>   gost2012_256 A: sign: 865.5/s, verify: 1085.6/s
>   gost2012_256 B: sign: 891.5/s, verify: 1105.7/s
>   gost2012_256 C: sign: 907.4/s, verify: 1096.2/s
>   gost2012_512 A: sign: 231.0/s, verify: 324.2/s
>   gost2012_512 B: sign: 223.9/s, verify: 336.9/s.
> 
> ii) Кривая gost2012_256-C благодаря Shamir's trick стала вычисляться,
> так как пропал X=0. Но все равно она осталась очень медленной из-за
> того, что разложение по модулю для нее не оптимизировано. Всё таки я
> хочу отложить её до лучших времен. И так в ядре всего две NIST кривые, а
> ГОСТовых уже может быть четыре (а всего стандартизовано семь).

1. Таки я сделал Barrett's reduction для кривой C, скорость

  gost2012_256-C  662.769581527289 (verify/s)

что меня устраивает.

2. Послал RFC с GOST 34.10:

  https://patchwork.kernel.org/project/linux-crypto/list/?series=62661