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SM2性能优化（续）

Sun Yimin edited this page 2024-05-23 21:56:27 +08:00

Table of Contents

• 纯Go实现
• amd64 arm64架构实现
• amd64架构优化
• arm64架构优化
• SM2签名、加解密等算法优化

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这篇文章接续SM2实现及优化，着重当前实现，我说过目前纯golang实现通过fiat-crypto生成代码，大家可以参考POC项目sm2fiat。

纯Go实现

• 通过fiat-crypto生成SM2曲线参数P的域运算（使用Montgomery算法），主要是加、减、乘、平方。
• 通过addchain生成优化的求逆运算。
• 通过代码模板，生成SM2曲线点运算，主要是点加、倍点和点标量乘法，其中点加是完全加法，意思是就算两个点相同，也能得到正确结果，具体请参考Complete addition formulas for prime order elliptic curves, §A.2。这里也用代码模板，一是因为本来就要通过addchain生成优化的生成求平方跟算法，另外一个也就是和Go语言保持一致（Go语言因为有多条曲线，所以用代码模板，保持代码的一致性和正确性）。

通过代码生成方式，保证算法实现的正确性、一致性。有尝试自己编写SM2曲线纯Go语言优化实现的同学应该体会很深。

amd64 arm64架构实现

总体而言，和以前实现相比，变化不大。

• 基点标量乘法查找表生成，没有重新写生成方法，延用以前的实现，可以参考gen_p256_table.go。
• 调整了点标量乘法的窗口大小，具体请参考sm2 point scalar multiple ASM implementation issue: final p256PointAddAsm's input maybe equal

amd64架构优化

• 使用MULX优化, 可以参考这个提交 a0c4a389b8
• AVX2优化，这里只是SELECT、MOVE等优化，不涉及计算。

arm64架构优化

• 使用NEON指令实现SELECT、MOVE操作，请参考https://github.com/emmansun/gmsm/discussions/134

SM2签名、加解密等算法优化

• 改用bigmod代替big.Int，请参考use bigmod and sm2ec instead of math/big and crypto/elliptic等。
• 优化签名算法，减少求逆操作。请参考https://github.com/emmansun/gmsm/issues/190
• 优化加解密性能