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SHA 指令扩展

架构参考Feex

亦称 SHA

最初的 x86 SHA 扩展加速了 SHA-1 和 SHA-256 中使用的特定操作。通用的 SHA 功能标签并不能确立对每种 SHA 算法的硬件支持。

您需要了解的内容

最初的 x86 SHA 扩展加速了 SHA-1 和 SHA-256 中使用的特定操作。通用的 SHA 功能标签并不能确立对每种 SHA 算法的硬件支持。

工作原理

原始扩展提供了用于 SHA-1 和 SHA-256 的消息调度和轮次处理指令。软件仍需执行填充、块管理和完整的哈希构建。SHA-256 属于 SHA-2，但 SHA-512 和 SHA-3 具有不同的算法，绝不能从原始功能位推断出它们的支持。

适用场景

当该扩展可用时，哈希库可以选择专用的 SHA-256 压缩例程。小消息可能会在设置和周围代码中花费大量时间，而较大的工作负载还取决于内存和并行性。

如何检查支持与启用状态

对于原始 SHA 扩展，请在验证叶支持后检查 CPUID.07H.00H:EBX 第 29 位。验证库请求的算法和确切指令族，而不仅仅是实用程序显示的通用 sha 标签。

请使用维护良好、能够处理特性选择、故障条件以及完整算法的密码学实现。硬件加速提供的是基础原语；密钥管理、身份验证、随机数 (nonce) 规则和协议选择仍然属于软件的职责范畴。

该特性未确立的内容

指令的存在并不能使 SHA-1 适用于新的安全协议。硬件加速不会改变算法的抗碰撞性，也不会修复不安全的协议设计。后来的 SHA512 扩展具有单独的枚举。

实践中的兼容性与性能

特性字段并不是产品认证，也不能作为特定应用程序绝对安全的凭证。性能取决于消息大小、模式、批处理以及协议的其余部分。请检查实际的提供商并确保其安全更新保持最新状态。

实用验证核对清单

  1. 记录所涉及的具体处理器或平台型号，以及应用程序、操作系统和运行时的版本。保留实际错误或要求的原始措辞。
  2. 查阅该具体型号的制造商参考资料，然后检查程序运行环境中生效的功能与启用状态。
  3. 逐项比对所选二进制文件或后端的每项要求。仅凭名称相似的特性、别名或宽泛的技术标签是不够的。
  4. 确认应用程序选择了预期的实现。在不满足要求时，使用其文档中记录的诊断工具和受支持的回退方案。
  5. 每次只进行一项受支持的更改并重复相同的负载测试。保留原始配置和恢复路径以便随时使用。

若特性已列出但软件无法使用

首先排查出现故障的具体组件。硬件数据库描述的是记录在案的功能；操作系统或虚拟机监控程序可能会呈现不同的生效环境。非法指令错误同样需要调查实际发生故障的指令和二进制构建版本，因为数据损坏或不相关的未受支持指令也可能产生类似症状。

安装适用于该特定平台的受支持应用程序、驱动程序或运行时版本，并在需要时使用厂商文档记录的基线或回退构建版本。软件更新无法凭空创造处理器缺失的指令。固件和安全策略的更改应遵循系统制造商的规程和恢复计划，而非通用的优化方案。

本说明的来源与适用范围

Intel 64 和 IA-32 架构软件开发人员手册 · NIST 安全哈希标准，FIPS 180-4

这些参考资料确立了架构行为和软件要求。它们并不独立验证关联硬件型号页面上的每个特性值。如需了解型号支持情况，请使用该页面的制造商证据并检查实际生效的系统配置。本文不提供基准测试、认证或独立审查日期。

来源与验证

编辑归属：Feex。未记录独立审核日期。 我们的研究方式.

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