CUDA 実装された共通鍵ブロック暗号のための性能予測モデルの検討

摘要

暗号化によるデータ保護の重要性が日々増している現状において，導入コストを抑えた高速暗号処理を実現する手段の1つとして，GPGPU による並列処理が注目されている．一方で，現実に利用されているブロック暗号は多数に渡る．そのため，プログラマは暗号のGPGPU 実装を行う際，各暗号と実装対象のGPU に対し，反復実験によって最適化せざるを得ない問題に悩まされている．しかしこれまでに，AES を主としてCUDA 実装の研究が盛んに行われており，更にAES だけではなく，他の共通鍵ブロック暗号に対してもその実装手法が確立されてきている．これらの共通鍵ブロック暗号のアルゴリズムは，メモリに格納されたテーブルへのアクセスや，整数または論理演算といった単純な要素のみで構成されており，それぞれのアルゴリズムごとに似た構造を持つ．そこで，これらの暗号に共通した処理をいくつかのグループに分類し，それぞれの計算時間を前もって取得することにより，各共通鍵ブロック暗号のアルゴリズムをCUDA 実装したときの性能を予測できる可能性がある．本稿では，CUDA実装する共通鍵ブロック暗号の性能予測モデルの実現可能性について検討した結果を報告する．%As the data protection with encryption becomes important day by day, the encryption processing using GPGPU has been noticed as one of the mothods to realize high-speed data protection technology. On the other hand, block ciphers in widespeaded use are not a single but so many algorithms. Therefore, in the case of implementation of these ciphers, programmers are forced to experiment repetitively to seek the best solution. Fortunately, in recent days, the reserach about implementation of symmetric block ciphers on CUDA has been popular, and then the effective implementation method have been established. The algorighm of symmetric block ciphers are consisted of such simple factors as table accesses, or integer or logical operations. Therefore, the performance of each symmetric block cipher on CUDA might be predictable if the culculation times of these factors are previously obtained. This paper presents the feasibility of performance predication model of symmetric block ciphers on CUDA.