PCLMULQDQおよびCLMUL

確認しておくべき要点

仕組み

キャリーレス乗算は、通常の整数の繰り上がりの代わりにXORを使用してシフトされたビットパターンを組み合わせ、2つの64ビット入力から128ビットの多項式積を生成します。即値によって各128ビットソースからクワッドワードが選択されます。選択された多項式による剰余の削減は、独立したアルゴリズムステップとなります。

有用な場面

AES-GCM実装は、キャリーレス積を使用してGHASHを高速化できます。適切なオペランドの順序付け、バイト表現、および剰余削減が不可欠です。命令単体で認証機能全体が実装されるわけではありません。その他の多項式チェックサムでも、独自の多項式を用いて関連する手法を使用できます。

サポートと有効化の確認方法

CPUID.01H:ECXのビット1は、レガシーなPCLMULQDQ命令を列挙します。より広いエンコーディングを使用する場合は、別個のベクターキャリーレス乗算ビットおよびAVX/AVX-512の状態ルールを確認してください。ライブラリのフォールバックが同じ多項式演算を維持していることを確認してください。

機能の選択、障害状態、および完全なアルゴリズムを処理する、メンテナンスされている暗号実装を使用してください。ハードウェアアクセラレーションはプリミティブを提供します。鍵管理、認証、ノンスの規則、およびプロトコルの選択はソフトウェア側の責任のままです。

この機能が確立しない事項

PCLMULQDQは、通常の整数乗算、AES暗号化命令、または完全なメッセージ認証機能ではありません。一般的なCLMULラベルは、より広いVPCLMULQDQのサポートを証明するものではありません。タイミングとスループットは実装に依存します。

実際の互換性とパフォーマンス

機能フィールドは製品の認証や、特定のアプリケーションが安全であることの証拠ではありません。パフォーマンスは、メッセージサイズ、モード、バッチ処理、およびプロトコルの残りの部分に依存します。実際のプロバイダを確認し、そのセキュリティアップデートを最新に保ってください。

実践的な検証チェックリスト

1. 関係する正確なプロセッサまたはプラットフォームのモデル、ならびにアプリケーション、OS、ランタイムのバージョンを記録してください。実際のエラーや要件の文言をそのまま保持してください。
2. その正確なモデルの製造元リファレンスを確認し、プログラムが実行される環境で実効的な機能と有効化状態を検査してください。
3. 選択したバイナリまたはバックエンドのすべての要件を比較してください。類似した名前の機能、エイリアス、または広範な技術表記だけでは不十分です。
4. アプリケーションが意図した実装を選択したことを確認してください。要件が満たされていない場合は、文書化された診断機能とサポートされているフォールバックを使用してください。
5. 一度に1つのサポート対象の変更のみを行い、同じワークロードを繰り返してください。元の構成と復旧手順を常に利用可能な状態にしておいてください。

機能が記載されているにもかかわらずソフトウェアで使用できない場合

正確にどのコンポーネントが失敗しているかから調査を開始してください。ハードウェアデータベースに記載されているのは記録された機能です。オペレーティングシステムまたはハイパーバイザーは、異なる実効環境を公開することがあります。破損や無関係な未サポート命令でも同様の症状が発生する可能性があるため、不正命令エラーの場合も実際にフォールトの原因となった命令とバイナリビルドの調査が必要です。

正確なプラットフォーム向けにサポートされているアプリケーション、ドライバ、またはランタイムのバージョンをインストールし、必要に応じてベンダーが文書化しているベースラインまたはフォールバックビルドを使用してください。ソフトウェアアップデートによってプロセッサに欠落している命令を作り出すことはできません。ファームウェアおよびセキュリティポリシーの変更は、一般的な最適化レシピではなく、システム製造元の手順と復旧計画に従う必要があります。

関連機能と有用な相違点

AES-NI · VAES · GFNI

本説明のソースと対象範囲

Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual

これらのリファレンスは、アーキテクチャの動作およびソフトウェア要件を規定しています。リンクされたハードウェアモデルページのすべての機能値を個別に検証するものではありません。モデルのサポート状況については、そのページの製造元エビデンスを使用し、実際の実効システム構成を確認してください。この記事はベンチマーク、認定、または独立したレビュー日を提供するものではありません。

関連情報

これらはこの記事に関連する項目です。リンクごとに種別が表示されます。

出典と検証

エディトリアル所有権: Feex。独立したレビュー日は記録されていません。 調査方法.

• Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual · 第1巻および第2巻では指定された命令ファミリおよびCPUIDについて説明し、第3巻では状態、ページング、VMX、保護制御について説明しています。アーキテクチャドキュメントは、特定のモデルに対するサポートを確定するものではありません。