AES-NI

AES-NI (Advanced Encryption Standard New Instructions) はインテルおよびアドバンスト・マイクロ・デバイセズ (AMD) 製マイクロプロセッサのx86命令セットへの拡張機能で、2008年3月にインテルが発案した^[1]。

AES-NIの目的は、AESによる暗号化および復号の高速化にある。同様の機能に、VIA Technologiesのプロセッサに実装されているPadLockがある。

命令の一覧

命令	機能
AESENC	暗号化フローの1ラウンドを実行する
AESENCLAST	暗号化フローの最終ラウンドを実行する
AESDEC	復号フローの1ラウンドを実行する
AESDECLAST	復号フローの最終ラウンドを実行する
AESKEYGENASSIST	次のラウンドで使用するキーを生成する
AESIMC	各ラウンドでのミックスカラム処理を行う
PCLMULQDQ	キャリーなし乗算 (CLMUL)

AES-NIを実装したCPU

• Intel
  • WestmereをベースとしたCPU、具体的には:
    • Gulftown（英語版）
    • Clarkdale（英語版）（Core i3を除く）
    • Arrandale（英語版）（Core i3およびCore i5-4XXMを除く）
  • Sandy Bridge
    • デスクトップ: Pentium、Celeron、Core i3を除くすべてのプロセッサ^[2][3]
    • モバイル: Core i7とCore i5のすべて。ベンダーによってはBIOS設定でAES-NI拡張を無効にして販売している場合がある^[4]。この場合、BIOSアップデートが必要である^[5]。
  • Ivy Bridge
    • Core i5、i7、Xeonとi3-2115C^[6]
  • Haswell
    • i3-4000m^[7]、Pentium、Celeronを除く
  • Skylake
    • Intel Core、Pentium、Celeron、Xeon
  • IntelはAES-NIをサポートしたプロセッサのリストをウェブサイト上で公開している^[8]。
• AMD
  • Bulldozer
  • Piledriver
  • Steamroller
  • Jaguar
  • Puma
  • Ryzen
  • EPYC

性能

AES-NI Performance Analyzedにおいて、Patrick SchmidとAchim Roosは「……インテルのAES-NI機能を利用して最適化した一部のアプリケーションから目覚しい結果が」と述べた^[9]。

セキュリティライブラリのCrypto++（英語版）を用いた性能分析では、AES-GCMにおいてPentium 4との比較でおよそ28.0サイクル毎バイトから3.5サイクル毎バイトへのスループットの向上を示した^[10][11]。

AES-NIをサポートするソフトウェア

以下のソフトウェアは、AES-NIをサポートする。

ライブラリ

• Cryptographic Development Kit (CDK) 7.0
• Microsoft Cryptography API: Next Generation (CNG)（要Windows 7）^[12]
• Crypto++ 5.6.1
• LinuxのCrypto API
• IAIK-JCE version 5.0
• Java 7 HotSpot
• lambdaWorks crypto^[13]
• Libgcrypt 1.5.0-beta1
• Integrated Performance Primitives (IPP)
• Network Security Services (NSS) 3.13以降^[14]（FirefoxなどMozillaソフトウェアやGoogle Chrome）
• OpenSSL
• Solaris Cryptographic Framework^[15]
• TRESOR
• wolfSSL
• GnuTLS

プログラミング言語

• Go

アプリケーション

• 7-Zip 9.1^[16][17]
• AreaGuard Neo 1.7
• BestCrypt Volume Encryption
• BitLocker
• BlackCipher Game hack prevention module
• Bloombase Cryptographic Module^[18]
• Conceal File encryption utility for Windows^[19]
• Citrix XenClient 1.0以降
• DiskCryptor 0.9
• DiskSec 1.85
• DVDFab Passkey 9
• dm-cryptによるLinuxにおけるディスク全体の暗号化
• Embrane Heleos 2.0
• FileVault version 2 (Mac OS X Lion) ディスク全体のAES暗号化^[20]
• McAfee Endpoint Encryption for PC 6.x
• FreeBSDのOpenCrypto API（aesni(4)ドライバー）^[21]
• Oracle Database 11g Release 2 Patchset 1 (11.2.0.2) 透過的データ暗号化^[22]
• PGP Whole Disk Encryption Windowsにおいて10.1.0以降^[23]およびMac OS Xにおいて10.2.0以降^[24]
• SafeGuard Enterprise 6.0
• SecretAgent 6.1.1^[25]
• SecureDoc 5.2
• TrueCrypt 7.0
• VeraCrypt
• Vormetric Encryption 5