A Linux 6.19-es kernelben jelentős kripto-teljesítmény-javítás érkezik az AES-GCM (Galois/Counter Mode) blokkrejtjelezési algoritmushoz, amely akár 74 %-os gyorsulást is eredményezhet AMD Zen 3 processzorokon. A fejlesztést a Google mérnöke, Eric Biggers készítette, aki az utóbbi években számos, a Linux kernel kriptográfiai alrendszerét érintő optimalizálásért volt felelős.

Gyorsabb titkosítás TLS, IPsec, WPA3 és SSH kapcsolat esetén

Az AES-GCM széles körben használt titkosítási mód a TLS, IPsec, Wi-Fi WPA3, HTTP/3 és SSH protokollokban is. Az új kód különösen azokra a processzorokra fókuszál, amelyek támogatják az AVX2 és VAES utasításkészleteket, de nem rendelkeznek AVX-512 támogatással – ilyenek többek között az AMD Zen 3 architektúrára épülő CPU-k, mint a Ryzen 5000 vagy a EPYC Milan sorozat.

Az új optimalizált kódszál (code path) kifejezetten ezekre a processzorokra készült, és a tesztek szerint az AES-GCM titkosítás sebessége akár 74 %-kal is nőhet, ami érezhető gyorsulást jelent a hálózati titkosított kommunikáció és a rendszerbiztonsági folyamatok során.

Eric Biggers magyarázata

A fejlesztő így foglalta össze a változtatások lényegét a beküldött javítási sorozatban:

„Ez a patchkészlet lecseréli az AES-GCM 256 bites vektoralapú megvalósítását az x86_64 platformon egy olyan verzióra, amely AVX2-t használ AVX-512 helyett. Ez jelentősen javítja az AES-GCM teljesítményét azokon a CPU-kon, amelyek rendelkeznek VAES, de nem AVX-512 támogatással – például akár 74 %-kal az AMD Zen 3 esetében.
Emellett az 512 bites vektoralapú AES-GCM megvalósítást mostantól AVX-512 név alatt tartjuk nyilván, és további optimalizálásokat is kapott.”

A fejlesztés a Linux 6.19-be kerül

A kód már bekerült Eric Biggers „libcrypto-next” fejlesztői ágába, és várhatóan a Linux 6.19-es verzióban fog megjelenni, amely 2025 elején válik elérhetővé. A korai benchmarkok az AMD EPYC Milan és más Zen 3 alapú processzorokon már most figyelemreméltó gyorsulást mutatnak.

AES-256-GCM encryption throughput change, CPU vs. message length in bytes:

                      | 16384 |  4096 |  4095 |  1420 |   512 |   500 |
----------------------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
AMD Milan (Zen 3)     |   67% |   59% |   61% |   39% |   23% |   27% |

                      |   300 |   200 |    64 |    63 |    16 |
----------------------+-------+-------+-------+-------+-------+
AMD Milan (Zen 3)     |   14% |   12% |    7% |    7% |    0% |


AES-256-GCM decryption throughput change, CPU vs. message length in bytes:

                      | 16384 |  4096 |  4095 |  1420 |   512 |   500 |
----------------------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
AMD Milan (Zen 3)     |   74% |   65% |   65% |   44% |   23% |   26% |

                      |   300 |   200 |    64 |    63 |    16 |
----------------------+-------+-------+-------+-------+-------+
AMD Milan (Zen 3)     |   12% |   11% |    3% |    2% |   -3% |

Mit jelent ez a gyakorlatban?

A felhasználók számára ez a fejlesztés gyorsabb titkosított hálózati adatátvitelt, hatékonyabb VPN-kapcsolatokat és alacsonyabb CPU-terhelést hoz majd, különösen a szerverek és virtualizált környezetek esetében, ahol az AES-GCM széles körben használt biztonsági protokoll.