Android上的AES解密太慢而无法使用。NDK会更快吗？还有其他想法吗？

Question

我已经使用内置的Cipher类在Android上实现了AES /
CTR。出于我的目的，解密似乎太慢了，一个128KB的块在模拟器上需要大约6秒钟来解密，而在Samsung Galaxy硬件上则需要2.6秒。

我想知道使用NDK构建OpenSSL并调用其方法是否会更快。有人对这个有经验么？我的一部分要相信Cipher（“ AES / CTR /
NoPadding”）方法仅仅是本地OpenSSL调用的包装，因为支持Android的Linux
OS应该安装libcrypto。如果真是这样，那么尝试使用NDK只是浪费时间，因为无法预期会有性能提升。

我没有在iOS上花时间，但即使3G硬件也是如此快速地解密，最终用户似乎可以立即进行10MB的解密。我发现很难相信Android的实现确实差了几个数量级，但这也许是事实。

如果这确实是我所面对的，是否有人对其他实施策略有任何想法，这些策略将为最终用户提供无法感知的响应（在10Mb文件上）？我办公室的另一位开发人员以嘲讽的方式建议我只使用XOR加密，这使我想面对自己，但我认为（除了安全方面的考虑），如果我这样做会起作用。

谢谢！

这是一些简化的代码供参考：

public class ResourceDecryptor {
    private static ThreadLocal<Cipher>      mCipher;
    private byte[]                          mIV = new byte[ 8 ];
    private SecretKeySpec                   mKey;
    private String                          mResourcePath;

    private static final int                kAESBlockSize = 16;

    public ResourceDecryptor( String resourcePath, String decryptionKey ) throws UnsupportedOperationException {
        // initialization of mKey, mIV, & mResourcePath, elided

        // store mCipher as a thread local because Cipher.getInstance() is so slow,
        // ResourceDecryptor is a static object that persists for the app lifetime
        // so this leak is intentional and ok.
        mCipher = new ThreadLocal<Cipher>() {
            protected Cipher initialValue() {
                try { return Cipher.getInstance( "AES/CTR/NoPadding" ); } catch ( Exception e ) { }

                return null;
            }
        };
    }

    public ByteBuffer read( long offset, int length ) throws GeneralSecurityException, IOException {
        Cipher                      cipher;
        byte[]                      data, iv;
        FileInputStream             input;
        int                         prefix, readLength;

        input = null;
        prefix = (int)( offset % kAESBlockSize );
        readLength = ( prefix + length + kAESBlockSize - 1 ) / kAESBlockSize * kAESBlockSize;
        data = new byte[ readLength ];
        iv = new byte[ 16 ];

        try {
            input = new FileInputStream( mResourcePath );
            input.skip( offset -= prefix );

            if ( input.read( data ) != readLength ) throw new IOException( "I/O error: unable to read " + readLength + " bytes from offset " + offset );

            System.arraycopy( mIV, 0, iv, 0, 8 );

            offset /= kAESBlockSize;

            iv[  8 ] = (byte)( offset >> 56 & 0xff );
            iv[  9 ] = (byte)( offset >> 48 & 0xff );
            iv[ 10 ] = (byte)( offset >> 40 & 0xff );
            iv[ 11 ] = (byte)( offset >> 32 & 0xff );
            iv[ 12 ] = (byte)( offset >> 24 & 0xff );
            iv[ 13 ] = (byte)( offset >> 16 & 0xff );
            iv[ 14 ] = (byte)( offset >>  8 & 0xff );
            iv[ 15 ] = (byte)( offset       & 0xff );

            if ( ( cipher = mCipher.get() ) == null ) throw new GeneralSecurityException( "Unable to initialize Cipher( \"AES/CTR/NoPadding\" )" );
            cipher.init( Cipher.DECRYPT_MODE, mKey, new IvParameterSpec( iv ) );

            long startTime = System.currentTimeMillis();
            data = cipher.doFinal( data );
            System.out.println( "decryption of " + data.length + " bytes took " + ( ( System.currentTimeMillis() - startTime ) / 1000.0 ) + "s" );

            // cipher.doFinal() takes 5.9s on Samsung Galaxy emulator for 128kb block
            // cipher.doFinal() takes 2.6s on Samsung Galaxy hardware for 128kb block
        } finally {
            if ( input != null ) try { input.close(); } catch ( Exception e ) { }
        }

        // the default order of ByteBuffer is BIG_ENDIAN so it is unnecessary to explicitly set the order()

        return ByteBuffer.wrap( data, prefix, length );
    }
}

Answer 1

是的，像这样包含功能中的繁重工作正是NDK发挥作用的地方。请记住，Java是可解释的，而在2.2之前的Android上，没有JIT，因此每条指令每次都会被解释-
这是一个巨大的开销。

即使使用JIT，每个数组访问也会执行隐式边界检查，因此存在大量开销。

如果您使用C ++编写此函数，它将明显更快。