快速入门

简介

KAE（Kunpeng Accelerator Engine，鲲鹏加速引擎）是基于鲲鹏处理器提供的硬件加速解决方案，包含了KAE加解密和KAE解压缩。KAE加解密用于加速SSL（Secure Sockets Layer）/TLS（Transport Layer Security）应用，KAE解压缩用于加速数据压缩、解压，可以显著降低处理器消耗，提高处理器效率。此外，加速引擎对应用层屏蔽了其内部实现细节，用户通过OpenSSL、Tongsuo、BoringSSL、Zlib、ZSTD、LZ4标准接口即可实现快速迁移现有业务。
本文基于OpenSSL 1.1.1x版本，提供基于KAE源码的一键安装方式，指导用户快速上手使用KAE加解密库和KAE压缩库。

前提条件

• 安装前系统环境已满足环境要求中的要求。

• 安装前判断系统是否需要申请License，具体请参考获取License。

• 使用openssl version命令检查OpenSSL是否为1.1.1x版本，若不符合请参见安装OpenSSL/Tongsuo。

• 使用以下命令安装相关依赖。

  yum install -y make kernel-devel-`uname -r` libtool numactl-devel openssl-devel lz4-devel libzstd-devel chrpath cmake libunwind-devel patch

• 设置OpenSSL 1.1.1x环境变量“OPENSSL_ENGINES”为KAE动态库所在目录，使OpenSSL能够识别到KAE引擎。

  export OPENSSL_ENGINES=/usr/local/lib/engines-1.1

• 设置LD_LIBRARY_PATH环境变量，使KAE能够识别到UADK驱动动态库。

  export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/lib

安装步骤

当OpenSSL为1.1.1x系列，我们支持一键安装。如果需要了解更多的安装方式，请参考安装指南。下面给出一键安装的具体步骤。

1. 使用远程登录工具，以root账号进入Linux操作系统命令行界面。

2. 获取源码包。

   git clone https://gitcode.com/boostkit/KAE.git -b kae2

3. 使用源码包中的build.sh脚本一键安装KAE所有模块。

   cd KAE
   sh build.sh all

使用KAE加解密库

以验证RSA同步/异步模式性能为例。通过与OpenSSL的软算算法测试结果进行对比，展示使用KAE加解密库前后的RSA算法的性能提升效果。

RSA同步性能测试

• 使用OpenSSL的软件算法测试RSA同步性能。

  openssl speed -elapsed rsa2048

  显示结果如下。

  ...
                   sign    verify    sign/s verify/s
  rsa 2048 bits 0.001384s 0.000035s   724.1  28365.8.

• 使用KAE加解密库测试RSA同步性能。

  openssl speed -elapsed -engine kae rsa2048

  显示结果如下。

  ....
                   sign    verify    sign/s verify/s
  rsa 2048 bits 0.000355s 0.000022s   2819.0  45478.4

使用KAE加解密库加速后RSA同步签名性能从724.1sign/s提升到2819sign/s。

RSA异步性能测试

• 使用OpenSSL的软件算法测试RSA异步性能。

  openssl speed -elapsed -async_jobs 36 rsa2048 

  显示结果如下。

  ....
                    sign    verify    sign/s verify/s
  rsa 2048 bits 0.001318s 0.000032s    735.7  28555

• 使用KAE加解密库测试RSA异步性能。

  openssl speed -engine kae -elapsed -async_jobs 36 rsa2048 

  显示结果如下。

  .... 
                    sign    verify    sign/s verify/s
  rsa 2048 bits 0.000018s 0.000009s  54384.1 105317.0

  使用KAE加解密库加速后RSA异步签名性能从735.7sign/s提升到54384.1sign/s。

使用KAE压缩库

以KAEZlib压缩库为例，通过与系统自带的zlib库的解压缩性能进行对比，展示使用KAEZlib压缩库前后的性能提升效果。

1. 进入性能测试目录。

   cd KAEZlib/test/perftest

2. 编译性能测试工具。

   make

3. 生成解压缩性能测试的输入文件。

   ./zip_perf -f ../../../scripts/compressTestDataset/itemdata -o itemdata.zlib -m 1 -n 1

4. 测试压缩性能。

   • 使用系统自带zip库测试压缩性能。

     ./zip_perf -m 8 -l 10240 -n 1000

     显示结果如下。

     kaezip perf parameter: multi process 8, stream length: 10240(KB), loop times: 1000, windowBits : 15, level : 6
     input_size is 10485760B
     compress_size is 10488786B = 10.003MB, compress_rate is 100.029%
     compress_size is 10488786B = 10.003MB, compress_rate is 100.029%
     compress_size is 10488786B = 10.003MB, compress_rate is 100.029%
     compress_size is 10488786B = 10.003MB, compress_rate is 100.029%
     compress_size is 10488786B = 10.003MB, compress_rate is 100.029%
     compress_size is 10488786B = 10.003MB, compress_rate is 100.029%
     compress_size is 10488786B = 10.003MB, compress_rate is 100.029%
     compress_size is 10488786B = 10.003MB, compress_rate is 100.029%
     kaezip compress perf result:
          time used: 256539951 us, speed = 0.305 GB/s

   • 使用KAEZlib压缩库测试压缩性能。

     ./kaezip_perf -m 8 -l 10240 -n 1000

     显示结果如下。

     kaezip perf parameter: multi process 8, stream length: 10240(KB), loop times: 1000
     kaezip compress perf result:
          time used: 10631524 us, speed = 7.348 GB/s

   可以看到压缩速度从0.305GB/s提升到了7.348GB/s。

5. 测试解压缩性能。

   • 使用系统自带zip库测试解压缩性能。

     ./zip_perf -d -m 8 -f itemdata.zlib -n 1000

     显示结果如下。

     kaezip perf parameter: multi process 8, stream length: 1024(KB), loop times: 1000, windowBits : 15, level : 6
     g_kae_device_num 2
     uncompress filename : itemdata.zlib
     input_size is 3539153B
     [169064]uncompress_size is 7316868B = 6.978MB
     [169063]uncompress_size is 7316868B = 6.978MB
     [169061]uncompress_size is 7316868B = 6.978MB
     [169062]uncompress_size is 7316868B = 6.978MB
     [169060]uncompress_size is 7316868B = 6.978MB
     [169058]uncompress_size is 7316868B = 6.978MB
     [169059]uncompress_size is 7316868B = 6.978MB
     [169065]uncompress_size is 7316868B = 6.978MB
     8 multi process kaezip decompress perf result:
              time used: 36786657 us, speed = 1.482 GB/s

   • 使用KAEZlib压缩库测试解压缩性能。

     ./kaezip_perf -d -m 8 -f itemdata.zlib -n 1000

     显示结果如下。

     kaezip perf parameter: multi process 8, stream length: 1024(KB), loop times: 1000, windowBits : 15, level : 6
     g_kae_device_num 2
     uncompress filename : itemdata.zlib
     input_size is 3539153B
     [168826]uncompress_size is 7316868B = 6.978MB
     [168825]uncompress_size is 7316868B = 6.978MB
     [168830]uncompress_size is 7316868B = 6.978MB
     [168827]uncompress_size is 7316868B = 6.978MB
     [168823]uncompress_size is 7316868B = 6.978MB
     [168829]uncompress_size is 7316868B = 6.978MB
     [168828]uncompress_size is 7316868B = 6.978MB
     [168824]uncompress_size is 7316868B = 6.978MB
     8 multi process kaezip decompress perf result:
              time used: 5785818 us, speed = 9.422 GB/s

   可以看到解压缩速度从1.482GB/s提升到了9.422GB/s。