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美国云服务设施密码应用技术分析及思考

文│中国工业互联网研究院（工业和信息化部密码应用研究中心）彭浩楠查奇文徐杰王宝友

云服务设施是新型工业化发展进程中的美国云服务设施以硬件内生方式提供了强大、

重要信息基础设施底座。近年来，云高效且泛在的密码算力。美国云服务设施在底层

计算产业蓬勃发展，赋能各行业数字化转型之际，硬件上构建了多维度、原生态的内生密码能力。

亦暴露出诸多网络安全隐患。密码技术是目前公在密码计算实现方面，多数CPU处理器内置了支

认的最有效、最可靠、最经济的保障网络安全的持可信机密计算的Enclave逻辑功能模块，此“安

核心技术。推动云服务设施商用密码应用，既是全保险箱”与CPU的其他模块逻辑隔离，能够

提升云计算场景安全防护水平的现实需要，也是运行相关应用程序，通过总线密码加速引擎实现

贯彻落实国家商用密码工作相关决策部署的必然CPU算力的卸载，从而避免了外挂密码设备引入

要求。的高昂通信成本，显著提升了密码运算效率。

美国基于相对健全完善的基础软硬件生态底在芯片性能方面，引领PC时代的英特尔

座，构建了高水平、深层次、多元化的云服务设（Intel）X86架构芯片及引领移动互联网时代的

施内生密码安全保障体系。在政策和需求的双重ARM架构芯片，均对密码技术进行了内生赋能。

驱动下，我国云服务设施商用密码应用取得进展，X86服务器CPU芯片对AES算法具有指令集加

下一步应在产品供给、应用生态支持、标准制订速能力，AES算法并行模式可提速14倍，它的加

等生态各方面协同发力，充分借鉴美国云服务设密性能已突破百Gbps；ARM芯片将AES、RSA

施密码应用技术模式，实现密码应用向“内生式”算法硬化封装为IP核，通过协处理器硬件加速引

转型升级，为云服务设施嵌入密码安全基因奠定擎方式提升运算速度。目前，英特尔公司新一代

基础。至强协处理器已支持SM系列我国商用密码算法

加速，其对称加密性能已达到400Gbps。相比之下，

一、美国云服务设施商用密码应用外挂密码机加密速度与之存在量级差距，且增加

现状了额外硬件成本。

在硬件配套方面，美国谷歌云、亚马逊云、

美国以体系化的原生方式，将商用密码基因谷歌云等云服务设施使用的硬件集成了丰富的

融入了云服务设施的通信协议、硬件设备和应用独立硬件模块和组件，密钥管理可通过服务器芯

软件中，形成了云服务设施泛在、内生的强大密片内生的独立硬件模块HSM（HardwareSecurity

码能力，最大化地发挥了商用密码在云计算安全Module）实现，确必威体育官网网址钥安全。微软Azure云

中的核心作用。美国的谷歌云、微软Azure云、则通过安装在Windows设备上的常见硬件组件

亚马逊云等主要云服务设施，通过硬件内生、软BitLocker，基于AES256算法自动加密，实现

件服务、多重传输防护等多种方式，确保在静态静态客户数