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'''高级加密标准指令集'''现已经集成到许多处理器中。应用程序执行高级加密标准（'''A'''dvanced '''E'''ncryption '''S'''tandard）时，使用该指令集提高加密和解密的速度（以及对侧信道攻击的抵抗能力）。

== x86架构 ==
'''高级加密标准指令集'''（或称英特尔'''高级加密标准新指令'''，简称'''AES-NI'''）是一个x86指令集架构的扩展，用于Intel和AMD微处理器，由Intel在2008年3月提出。该指令集的目的是改进应用程序使用高级加密标准（AES）执行加密和解密的速度。

=== 指令 ===
{| class="wikitable"
!指令
!描述
|-
|<code>AESENC</code>
|执行一轮AES加密流
|-
|<code>AESENCLAST</code>
|执行最后一轮AES加密流
|-
|<code>AESDEC</code>
|执行一轮AES解密流
|-
|<code>AESDECLAST</code>
|执行最后一轮AES解密流
|-
|<code>AESKEYGENASSIST</code>
|协助生成AES轮回密钥
|-
|<code>AESIMC</code>
|协助AES逆列混合
|-
|<code>PCLMULQDQ</code>
|无进位乘法（CLMUL）
|}

=== 英特尔 ===
Intel支持AES-NI的处理器：

* Intel Westmere架构处理器，具体如下：
** Intel Westmere-EP (Xeon 56XX)（也称Gulftown至强5600系列DP服务器型号）处理器。
** Intel Clarkdale处理器（酷睿i3、奔腾和赛扬除外）。
** Intel Arrandale处理器（赛扬、奔腾、酷睿i3、酷睿i5-4XXM除外）。
* Intel Sandy Bridge处理器。
** 桌面：全部，奔腾、赛扬、酷睿i3除外
** 移动：酷睿i7和酷睿i5全部。一些供应商发售的BIOS配置已禁用该扩展，需要更新BIOS才能启用它。
* Intel Ivy Bridge处理器
** 仅所有i5、i7、至强和i3-2115C。
* Intel Haswell处理器。（i3-4000M、奔腾和赛扬除外）
* Intel Skylake（和以后）处理器。

=== AMD ===

* AMD
** AMD Ryzen处理器。
** AMD Bulldozer处理器。
** AMD Piledriver处理器。
** AMD Steamroller处理器。
** AMD Jaguar处理器。
** AMD Puma处理器。

== 其他架构中的硬件加速 ==
在最新的SPARC处理器（T4、T5、M5及之后）和最新的ARM处理器中也有非特权的处理器指令提供AES支持。2011年推出的SPARC T4处理器有用户级指令实现AES轮回。这些指令补充了更高级别的加密命令。2011年宣布的ARMv8-A处理器架构也有指令实现AES轮回，这包括ARM Cortex-A53和A57，但不包括以前的v7处理器（如Cortex A5、7、8、9、11、15）。2012年8月，IBM宣布即将到来的Power7+架构有望提供AES支持。这些架构中的命令不能直接与AES-NI命令兼容，但可实现类似的功能。

IBM z9或更晚的主机处理器支持AES作为单操作码（KM、KMC）AES ECB/CBC指令，使用IBM的CryptoExpress硬件。这些单指令的AES版本比Intel NI更容易使用，但不能被扩展实现为基于AES轮回函数的其他算法，例如Whirlpool散列算法。

=== x86 CPU的支持 ===
VIA x86 CPU、AMD Geode和Marvell Kirkwood（ARM，mv_cesa在Linux中）使用基于驱动程序的AES加速处理（另见Crypto API (Linux)）。下列产品支持AES硬件加速，虽然不支持AES-NI指令集：

* AMD Geode LX处理器。
* VIA
** VIA PadLock。 '''·''' 
*** VIA C3 Nehemiah C5P (Eden-N)处理器。
*** VIA C7 Esther C5J处理器。

=== ARM架构 ===

* Allwinner
** 使用“安全系统”的A10和A20。
* Broadcom
** 使用“安全处理器”的BCM5801/BCM5805/BCM5820。
* 高通
** Snapdragon 805（和以后）。
* 三星电子
** Exynos 3系列（和以后）。

=== 其他架构 ===

* Atmel xmega （并行执行的片上加速器，不是指令）

== 性能 ==
在《AES-NI 性能分析》中，Patrick Schmid和Achim Roos 指出：“...少数已使用英特尔 AES-NI 进行优化的应用程序表现出了傲人成绩”。 一次使用Crypto++函数库执行的性能分析显示，相比没有加速的Pentium 4, AES/GCM的吞吐量从大约每字节28.0周期显著提升至每字节3.5周期。

= AES指令集 =
[https://www.qiuwenbaike.cn/wiki/AES%E6%8C%87%E4%BB%A4%E9%9B%86#top]
'''高级加密标准指令集'''现已经集成到许多处理器中。应用程序执行高级加密标准（AES）时，使用该指令集提高加密和解密的速度（以及对侧信道攻击的抵抗能力）。

== 目录 ==

* 1 x86架构
** 1.1 指令
** 1.2 Intel
** 1.3 AMD
* 2 其他架构中的硬件加速
** 2.1 x86 CPU的支持
** 2.2 ARM架构
** 2.3 其他架构
* 3 性能
* 4 软件支持
* 5 参考
* 6 参考资料
* 7 外部链接

== x86架构 ==
'''高级加密标准指令集'''（或称英特尔'''高级加密标准新指令'''，简称'''AES-NI'''）是一个x86指令集架构的扩展，用于Intel和AMD微处理器，由Intel在2008年3月提出。该指令集的目的是改进应用程序使用高级加密标准（AES）执行加密和解密的速度。

=== 指令 ===
{| class="wikitable"
!指令
!描述
|-
|<code>AESENC</code>
|执行一轮AES加密流
|-
|<code>AESENCLAST</code>
|执行最后一轮AES加密流
|-
|<code>AESDEC</code>
|执行一轮AES解密流
|-
|<code>AESDECLAST</code>
|执行最后一轮AES解密流
|-
|<code>AESKEYGENASSIST</code>
|协助生成AES轮回密钥
|-
|<code>AESIMC</code>
|协助AES逆列混合
|-
|<code>PCLMULQDQ</code>
|无进位乘法（CLMUL）
|}

=== Intel ===
Intel支持AES-NI的处理器：

* Intel Westmere架构处理器，具体如下：
** Intel Westmere-EP (Xeon 56XX)（也称Gulftown至强5600系列DP服务器型号）处理器。
** Intel Clarkdale处理器（酷睿i3、奔腾和赛扬除外）。
** Intel Arrandale处理器（赛扬、奔腾、酷睿i3、酷睿i5-4XXM除外）。
* Intel Sandy Bridge处理器。
** 桌面：全部，奔腾、赛扬、酷睿i3除外
** 移动：酷睿i7和酷睿i5全部。一些供应商发售的BIOS配置已禁用该扩展，需要更新BIOS才能启用它。
* Intel Ivy Bridge处理器
** 仅所有i5、i7、至强和i3-2115C。
* Intel Haswell处理器。（i3-4000M、奔腾和赛扬除外）
* Intel Skylake（和以后）处理器。

=== AMD ===

* AMD
** AMD Ryzen处理器。
** AMD Bulldozer处理器。
** AMD Piledriver处理器。
** AMD Steamroller处理器。
** AMD Jaguar处理器。
** AMD Puma处理器。

== 其他架构中的硬件加速 ==
在最新的SPARC处理器（T4、T5、M5及之后）和最新的ARM处理器中也有非特权的处理器指令提供AES支持。2011年推出的SPARC T4处理器有用户级指令实现AES轮回。这些指令补充了更高级别的加密命令。2011年宣布的ARMv8-A处理器架构也有指令实现AES轮回，这包括ARM Cortex-A53和A57，但不包括以前的v7处理器（如Cortex A5、7、8、9、11、15）。2012年8月，IBM宣布即将到来的Power7+架构有望提供AES支持。这些架构中的命令不能直接与AES-NI命令兼容，但可实现类似的功能。

IBM z9或更晚的主机处理器支持AES作为单操作码（KM、KMC）AES ECB/CBC指令，使用IBM的CryptoExpress硬件。这些单指令的AES版本比Intel NI更容易使用，但不能被扩展实现为基于AES轮回函数的其他算法，例如Whirlpool散列算法。

=== x86 CPU的支持 ===
VIA x86 CPU、AMD Geode和Marvell Kirkwood（ARM，mv_cesa在Linux中）使用基于驱动程序的AES加速处理（另见Crypto API (Linux)）。下列产品支持AES硬件加速，虽然不支持AES-NI指令集：

* AMD Geode LX处理器。
* VIA
** VIA PadLock。 '''·''' 
*** VIA C3 Nehemiah C5P (Eden-N)处理器。
*** VIA C7 Esther C5J处理器。

=== ARM架构 ===

* Allwinner
** 使用“安全系统”的A10和A20。
* Broadcom
** 使用“安全处理器”的BCM5801/BCM5805/BCM5820。
* 高通
** Snapdragon 805（和以后）。
* 三星电子
** Exynos 3系列（和以后）。

=== 其他架构 ===

* Atmel xmega （并行执行的片上加速器，不是指令）

== 性能 ==
在《AES-NI 性能分析》中，Patrick Schmid和Achim Roos 指出：“...少数已使用英特尔 AES-NI 进行优化的应用程序表现出了傲人成绩”。 一次使用Crypto++函数库执行的性能分析显示，相比没有加速的Pentium 4, AES/GCM的吞吐量从大约每字节28.0周期显著提升至每字节3.5周期。 

== 软件支持 ==
大多数现代编译器能够利用AES指令。

许多安全和加密软件支持AES指令集，包括下列核心基础设施：

* Cryptography API: Next Generation (CNG)（Windows）
* Linux的Crypto API
* Java 7 HotSpot
* Network Security Services（NSS）3.13及更高版本 （被Firefox和Google Chrome使用）
* Solaris Cryptographic Framework从Solaris 10起。
* FreeBSD的OpenCrypto API（aesni(4) 驱动程序）
* OpenSSL 1.0.1及以上
* FLAM®/FLUC® 5.1.08（2015-08-24发布）及以上


转自<nowiki/>https://www.qiuwenbaike.cn/wiki/AES%E6%8C%87%E4%BB%A4%E9%9B%86<nowiki/>，未经作者授权。