python - Windows 下 python 库 keyczar 的性能

Question

我正在运行此代码以查看 keyczar encryption library 的性能影响来自谷歌:

from keyczar import keyczar, keys

def main(iters):
    key = keys.RsaPrivateKey.Generate()
    msg = "ciao"
    crypt = None
    for i in range(iters):
        print i, "\r",
        crypt = key.Encrypt(msg)
    for i in range(iters):
        print i, "\r",
        key.Decrypt(crypt)

if __name__ == '__main__':
    main(500)

在 Windows 下，500 次迭代大约需要 16 分钟。在同一台机器上的 Ubuntu 9.04 分区下，500 次迭代大约需要 6 秒。

我已经尝试对此进行分析(cProfile + pstats)，但我在解释结果方面没有太多经验。

谁能告诉我为什么相同的代码在 Windows 下运行速度要慢 150 倍以上？

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编辑 2010-01-16

这是我的 generate_key.py 脚本:

from keyczar import keyczar, keys

key = keys.RsaPrivateKey.Generate()

这是我在 generate_key 中创建统计文件的命令行:

C:\temp\python-keyczar-0.6b\tests\keyczar>python -m cProfile -o generate_key generate_key.py

这是我用来扩展结果的 python session :

>>> import pstats
>>> p = pstats.Stats('generate_key')
>>> p.strip_dirs().sort_stats(-1).print_stats(25)
Sat Jan 16 12:18:43 2010    generate_key

         83493 function calls (82974 primitive calls) in 5.131 CPU seconds

   Ordered by: standard name
   List reduced from 564 to 25 due to restriction <25>

   ncalls  tottime  percall  cumtime  percall filename:lineno(function)
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 <string>:1(<module>)
        1    0.000    0.000    0.210    0.210 AES.py:1(<module>)
        1    0.022    0.022    0.210    0.210 AES.py:1(__bootstrap__)
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 DSA.py:115(DSAobj)
        1    0.001    0.001    0.005    0.005 DSA.py:14(<module>)
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 DSA.py:174(DSAobj_c)
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 DSA.py:26(error)
        1    0.000    0.000    0.001    0.001 RSA.py:125(size)
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 RSA.py:13(<module>)
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 RSA.py:140(publickey)
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 RSA.py:146(RSAobj_c)
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 RSA.py:23(error)
        1    0.000    0.000    4.816    4.816 RSA.py:26(generate)
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 RSA.py:63(construct)
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 RSA.py:85(RSAobj)
        1    0.003    0.003    0.004    0.004 SHA.py:4(<module>)
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 __future__.py:48(<module>)
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 __future__.py:74(_Feature)
        7    0.000    0.000    0.000    0.000 __future__.py:75(__init__)
        8    0.000    0.000    0.000    0.000 __init__.py:1(<module>)
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 __init__.py:11(<module>)
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 __init__.py:13(<module>)
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 __init__.py:18(<module>)
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 __init__.py:20(<module>)
        2    0.000    0.000    0.000    0.000 __init__.py:24(<module>)


<pstats.Stats instance at 0x023F5E40>
>>>

所以 Windows 代码确实在 python 中执行。大部分运行时间都花在这里:

def generate(bits, randfunc, progress_func=None):
    """generate(bits:int, randfunc:callable, progress_func:callable)

    Generate an RSA key of length 'bits', using 'randfunc' to get
    random data and 'progress_func', if present, to display
    the progress of the key generation.
    """
    obj=RSAobj()

    # Generate the prime factors of n
    if progress_func:
        progress_func('p,q\n')
    p = q = 1L
    while number.size(p*q) < bits:
        p = pubkey.getPrime(bits/2, randfunc)
        q = pubkey.getPrime(bits/2, randfunc)

    # p shall be smaller than q (for calc of u)
    if p > q:
        (p, q)=(q, p)
    obj.p = p
    obj.q = q

    if progress_func:
        progress_func('u\n')
    obj.u = pubkey.inverse(obj.p, obj.q)
    obj.n = obj.p*obj.q

    obj.e = 65537L
    if progress_func:
        progress_func('d\n')
    obj.d=pubkey.inverse(obj.e, (obj.p-1)*(obj.q-1))

    assert bits <= 1+obj.size(), "Generated key is too small"

    return obj

我正在从 here 运行 PyCrypto 下载.

Answer 1

PyCrypto 有一个名为 _fastmath 的 C 模块，它使用 GNU MP 进行公钥操作。如果它不可用，它会使用 Python 的原生长整数，这要慢得多。

这两个文件是src/_fastmath.c和lib/Crypto/PublicKey/_slowmath.py

Windows 上的 Python 可能不包含 GNU MP，因此在 Windows 上它使用 _slowmath.py 代替