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我目前使用 AES 在 c# 中执行大量的文本加密/解密。

使用纯软件系统可能需要相当长的时间来处理大量需要解密的数据集。我知道英特尔已经推出了他们的 AES-NI 指令集，而 AMD 也推出了类似的指令集。

我正在使用 .NET 4.0，我知道 windows CNG 框架使用这些指令集，但AesManaged在 .NET 世界中似乎并没有这样做。

有一个很棒的项目“ CLR Security ”，它创建了一个从 .NET 3.5 到 windows CNG 的网关，但是它已经一年没有维护了，我宁愿不（如果可能的话）跳上一个垂死的项目。

.NET 4 中有一个 CNGProvider 类，但似乎没有足够的文档来拼凑从中用于 AES 的有效解密。

有没有人对这个主题有经验，他们可以为我指出正确的方向，即如何使用预制类在纯 .NET 环境中实现 AES-NI，而无需直接从 c# 执行 ap/invoke？（如果有一个包装类这样做就好了，只要它得到维护）。

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3 回答 3

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怎么样AesCryptoServiceProvider？它说使用 CAPI，因此希望 CNG（如果可用）。– 鲁普

这个评论有很大帮助，在做了一些挖掘之后，如果可用的话，它看起来AesCryptoServiceProvider会使用 AES-NI。但是，我找不到任何来自 Microsoft 的“官方”文档。在运行简单的时序基准测试时，速度差异约为 15 倍，因此 API 本身已经过大规模优化（对于 15 倍的提升来说是相当不错的优化），或者它使用 AES-NI 指令集。

不幸的是，我没有可以测试的非 AES-NI 盒子，但如果我得到一个，我会用结果更新这个线程。

所以我非常有信心这是用于 AES-NI 的 API，但如果没有进一步的测试，我无法保证。

于 2011-11-16T17:13:46.890 回答
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如何在 .NET 中使用 CNG（或启用 AES-NI 的指令集）？

我将专注于 AES-NI 指令集问题。我发现它很有趣，因为我自己也想知道它（用于 C 和 C++）。

Microsoft 将 AES-NI 支持添加到 Visual Studio 2008 SP1 ( _MSC_FULL_VER >= 150030729)。最早可以在 Microsoft 产品中观察到 AES-NI 是在 2008 年左右，因为早期的编译器不支持它。这意味着 Server 2008 拥有它，可能还有通过 Service Pack 的 Windows Vista 及更高版本。

根据MS Crypto API 是否支持 AES 和 AES-NI 处理器指令？，两者rsaenh.dll兼得bcryptprimitives.dll。IvanP 的声明在 Windows 7 和 Windows 10 上进行了测试。

然而，在 Windows 8.1 上的测试显示...

# Using a Developer Command prompt so dumpbin is on-path:
> dumpbin /disasm c:\Windows\System32\rsaenh.dll > rsaenh.dll.txt
> dumpbin /disasm c:\Windows\System32\bcryptprimitives.dll > bcryptprimitives.dll.txt

然后：

# Using a GitBash terminal for grep
$ grep -i aes rsaenh.dll.txt
$

和：

$ grep -i aes bcryptprimitives.dll.txt
  000000018000234A: 66 0F 3A DF C0 00  aeskeygenassist xmm0,xmm0,0
  0000000180002363: 66 0F 38 DB C0     aesimc      xmm0,xmm0
  000000018000237E: 66 0F 38 DC 41 10  aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx+10h]
  0000000180002384: 66 0F 38 DC 41 20  aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx+20h]
  000000018000238A: 66 0F 38 DC 41 30  aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx+30h]
  0000000180002390: 66 0F 38 DC 41 40  aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx+40h]
  0000000180002396: 66 0F 38 DC 41 50  aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx+50h]
  000000018000239C: 66 0F 38 DC 41 60  aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx+60h]
  00000001800023A2: 66 0F 38 DC 41 70  aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx+70h]
  00000001800023AF: 66 0F 38 DC 01     aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx]
  00000001800023B4: 66 0F 38 DC 41 10  aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx+10h]
  00000001800023C3: 66 41 0F 38 DD 02  aesenclast  xmm0,xmmword ptr [r10]
  000000018001936E: 66 0F 38 DC 41 10  aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx+10h]
  0000000180019374: 66 0F 38 DC 41 20  aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx+20h]
  000000018001937A: 66 0F 38 DC 41 30  aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx+30h]
  0000000180019380: 66 0F 38 DC 41 40  aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx+40h]
  0000000180019386: 66 0F 38 DC 41 50  aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx+50h]
  000000018001938C: 66 0F 38 DC 41 60  aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx+60h]
  0000000180019392: 66 0F 38 DC 41 70  aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx+70h]
  000000018001939F: 66 0F 38 DC 01     aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx]
  00000001800193A4: 66 0F 38 DC 41 10  aesenc      xmm0,xmmword ptr [rcx+10h]
  00000001800193B3: 66 41 0F 38 DD 02  aesenclast  xmm0,xmmword ptr [r10]
  000000018001952E: 66 0F 38 DE C4     aesdec      xmm0,xmm4
  0000000180019533: 66 0F 38 DE CC     aesdec      xmm1,xmm4
  0000000180019538: 66 0F 38 DE D4     aesdec      xmm2,xmm4
  000000018001953D: 66 0F 38 DE DC     aesdec      xmm3,xmm4
  000000018001954B: 66 0F 38 DF C4     aesdeclast  xmm0,xmm4
  0000000180019550: 66 0F 38 DF CC     aesdeclast  xmm1,xmm4
  0000000180019555: 66 0F 38 DF D4     aesdeclast  xmm2,xmm4
  000000018001955A: 66 0F 38 DF DC     aesdeclast  xmm3,xmm4
  000000018002E8B5: 66 0F 38 DE 41 10  aesdec      xmm0,xmmword ptr [rcx+10h]
  000000018002E8BB: 66 0F 38 DE 41 20  aesdec      xmm0,xmmword ptr [rcx+20h]
  000000018002E8C1: 66 0F 38 DE 41 30  aesdec      xmm0,xmmword ptr [rcx+30h]
  000000018002E8C7: 66 0F 38 DE 41 40  aesdec      xmm0,xmmword ptr [rcx+40h]
  000000018002E8CD: 66 0F 38 DE 41 50  aesdec      xmm0,xmmword ptr [rcx+50h]
  000000018002E8D3: 66 0F 38 DE 41 60  aesdec      xmm0,xmmword ptr [rcx+60h]
  000000018002E8D9: 66 0F 38 DE 41 70  aesdec      xmm0,xmmword ptr [rcx+70h]
  000000018002E8E6: 66 0F 38 DE 01     aesdec      xmm0,xmmword ptr [rcx]
  000000018002E8EB: 66 0F 38 DE 41 10  aesdec      xmm0,xmmword ptr [rcx+10h]
  000000018002E8FA: 66 41 0F 38 DF 02  aesdeclast  xmm0,xmmword ptr [r10]
  000000018003F458: 66 0F 38 DC E8     aesenc      xmm5,xmm0
  000000018003F45D: 66 0F 38 DC D8     aesenc      xmm3,xmm0
  000000018003F462: 66 0F 38 DC E0     aesenc      xmm4,xmm0
  000000018003F467: 66 0F 38 DC F0     aesenc      xmm6,xmm0
  000000018003F475: 66 0F 38 DD EF     aesenclast  xmm5,xmm7
  000000018003F47A: 66 0F 38 DD DF     aesenclast  xmm3,xmm7
  000000018003F47F: 66 0F 38 DD E7     aesenclast  xmm4,xmm7
  000000018003F492: 66 0F 38 DD F7     aesenclast  xmm6,xmm7

因此，在现代 Windows 上，您需要使用依赖于bcryptprimitives.dll. 我不知道 .Net 原语 enlist 是什么bcryptprimitives.dll。

我还在 Windows 8.1 上检查了以下 DLL，并且不存在 AES-NI 指令：

  • advapi32.dll
  • bcrypt.dll
  • crypt32.dll
  • cryptbase.dll
  • cryptcatsvc.dll
  • cryptdlg.dll
  • cryptdll.dll
  • cryptext.dll
  • 密码网.dll
  • cryptowinrt.dll
  • cryptsp.dll
  • cryptsvc.dll

微软网站上没有太多关于这个主题的信息。我从csp "aes-ni" site:microsoft.com获得了两次点击，而csp "aesni" site:microsoft.com获得了 0 次点击。无论发生什么，微软都对其保密。

于 2019-08-19T12:08:30.197 回答
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我曾在最早具有这些功能的芯片组中工作。当时 Windows 7 不具备使用 AES 的能力。我求助于当时可用的 Ubuntu 并使用了 Intel doc，并通过一些内联程序集做了一个 cpuid。这符合我的培训目的。尽管如此，我学到的一件事是“英特尔安全密钥”几乎与“AES-NI”同时提供。因此，如果我在芯片组中找到 RDRAND 指令，这意味着我“可能”拥有 AES-NI。所以这种方式我能做的最简单的（但没有完全记录）是

//截至撰写本文时，PF_RDRAND_INSTRUCTION_AVAILABLE 尚未记录为 MSDN API 的一部分 //IsProcessorFeaturePresent(PF_RDRAND_INSTRUCTION_AVAILABLE);

我们也可以通过这种方式使用 CPU 内在函数 https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/intrinsics/cpuid-cpuidex?view=vs-2019

另请参阅下面的文档以获取更多“证明”。 https://csrc.nist.gov/csrc/media/projects/cryptographic-module-validation-program/documents/security-policies/140sp1894.pdf

于 2020-07-17T07:52:11.043 回答