RSACryptoServiceProvider.VerifyData 的性能很差？

Question

是VerifyData的性能太差以至于该函数实际上毫无用处，还是我在下面的代码中做了一些非常错误的事情？

open System
open System.Security.Cryptography

let keySize     = 1024  // bits
let testDataLen = 1000
let iterations  = 100
let hashAlg     = "SHA1"

let timer f =
    let start = DateTime.Now
    f() |> ignore
    let finish = DateTime.Now
    finish - start


let bench () = 
    use rsaSP = new RSACryptoServiceProvider(keySize)
    let rnd = Random()
    let data = Array.create testDataLen 0uy
    rnd.NextBytes data

    let signature = rsaSP.SignData(data, hashAlg)

    let isValid = [for i in 1..iterations -> rsaSP.VerifyData(data, hashAlg, signature)]
                  |> List.forall id
    if not isValid then failwith "Bad signature."

printfn "%d iterations took %A" iterations (timer bench)

在 32 位 XP 上的 2.1 GHz 双核处理器上，对 verifyData 进行 100 次调用需要整整 3 秒。

我还尝试将“SHA1”字符串替换为重用的 SHA1CryptoServiceProvider 对象（循环中没有新的实例化），但这没有什么区别。

单次VerifyData调用耗时0.03秒——这是怎么回事？

编辑/更新：刚刚尝试使用 BigInteger.ModPow、我自己的填充函数和 SHA1CryptoServiceProvider.ComputeHash 编写 F# 函数。 100次迭代仅需0.07秒，比RSACryptoServiceProvider快40倍。（这些结果肯定是错误的。稍后会修改。）

Answer 1

不仅有 SHA1 散列，还有非对称 RSA 操作，而且这个操作相对较慢（但是，对于单个 1024 位操作来说 30 毫秒仍然有点慢）。

您是否尝试过使用自己的加密原语的替代加密实现，例如 BouncyCastle 或我们的 SecureBlackbox？尝试执行此操作来检查它们在您的系统上显示的性能。

我们还注意到，某些基本的加密操作在某些功能相当强大的处理器 (QuadCore) 上比在较旧的 DualCore 上花费更多的时间（例如，QuadCore 上的 AES 速度为 6 Mb/s，而 DualCore 笔记本上为 30 Mb/s）。即系统架构以某种方式影响托管代码的速度。

Answer 2

我将时间切换为使用 System.Diagnostics.Stopwatch，以确保您不会遇到分辨率不佳的问题。在我的双核笔记本电脑上运行您的代码 2 年，平均需要 270 毫秒，迭代 100 次。

我只对循环部分进行了计时，大约需要 70 毫秒，因此大部分工作是在循环之前完成的。进一步细分，实际上 SignData 才是这里的重点，尽管它在基准测试中只被调用一次，但它需要大约 210 毫秒。

当然，我们用的是不同的机器，但是70毫秒是你自己的验证码得到的？

计时器的更改：

let timer f =
    let sw = System.Diagnostics.Stopwatch()
    sw.Start()
    f() |> ignore
    sw.Stop()
    sw.ElapsedMilliseconds

示例细分：

Construct cryptoprovider took 0
Create test array took 0
rnd.NextBytes took 0
rsaSP.SignData took 211
VerifyData took 75
100 iterations took 287L

Answer 3

调用 RSACryptoServiceProvider SignData 或VerifyData 方法时出现延迟