Home

中国国家密码管理局商用密码实现及优化系列。

总体而言，在AMD64架构下，SM2/3的性能已经和主流NIST P256 / SHA 256相差不大了（要是AMD64也实现了SHA指令扩展，那SM3/SHA256的性能差别就会显著扩大。注：crypto/sha256: add sha-ni implementation，NI实现预计将于golang 1.21发布。SHA extensions）；

而SM4，以往由于CPU指令级别差距，AES具有明显优势。但目前随着主流 CPU 开始原生支持 SM4NI 扩展指令集（如项目的 amd64-sm3sm4ni 分支），SM4 的硬件加速吞吐量已迎来质的飞跃。”

• SM2实现及优化
• SM3实现及优化
• SM4实现及优化
• SM9实现及优化
• ZUC实现及优化

各算法架构优化表：

	amd64	arm64	ppc64x(*1)	s390x	riscv64(*3)	loong64(*4)
SM2	✔	✔	✔	✔	✔	✔
SM3	✔	✔	✔	✔	✔	✔
SM4	✔	✔	✔	✘	✘	✔ (*5)
SM9	✔	✔	✔	✘（*2）	✔	✔
ZUC	✔	✔	✔	✘	✘	✘
MLKEM	✔	✔	✔	✘	✘	✔
MLDSA	✔	✔	✘	✘	✘	✔

注1：ppc64x主要指ppc64le, 因为ppc64相对老旧。
注2：s390x的SM9优化基于现实需求没有实现。
注3：riscv64的SM2优化需要Zbb (Bitmanip), M (Multiply/Divide)。暂不支持向量操作。如果今后有了RISC-V Cryptography Extension指令支持，可以考虑支持，尤其是SM3/SM4。
注4：loong64的SIMD支持（LSX/LASX），需要golang 1.25+，所以LSX/LASX支持将在以后版本（v0.44.0+）发布(代码实现可以参考https://github.com/emmansun/gmsm/tree/loong64)。
注5：从v0.44.0开始支持LASX向量化查表方案，只对ECB/CBC解密/CTR等可并行的模式有效。

SM4架构优化表（以后重点关注riscv64）：

	amd64	arm64	ppc64x	s390x	riscv64	loong64
AESNI	✔	✔	✔	✘	✘	✘
GFNI	✔	✘	✘	✘	✘	✘
SM4NI	✔	✔	✘	✘	✘	✘
向量查表	✘	✘	✘	✘	✘	✔

实现策略

算法用C语言实现，其它语言使用链接库绑定实现

C语言实现的话，大部分实现都修改、扩展、剪裁自OpenSSL。好处在于OpenSSL认可度高、社区活跃、功能完善。典型的例子如：

• 铜锁
• 北大GmSSL // 后期版本脱离OpenSSL框架
• TASSL，天安版

OpenSSL本身也已经支持基本的SM2/SM3/SM4实现。

不依赖于链接库

优点在于：

• 不需要受限于依赖的链接库，使用方便；
• 易于维护；

缺点：

• 可能是重复造轮子，开发难度相对较大，密码软件不只是结果正确，其执行过程安全性非常重要；
• 纯Go语言（无汇编优化）实现的性能可能没有那么好；