[swift] CryptoSwift를 사용한 데이터 암호화 성능 개선 방법

27 Nov 2023

swift

소개

데이터 암호화는 현대의 보안 요구에 매우 중요한 역할을 합니다. CryptoSwift는 스위프트로 작성된 암호화 라이브러리이며, 강력한 암호화 기능과 쉬운 사용법으로 인해 많은 개발자들이 이를 선호합니다. 하지만 대량의 데이터를 암호화할 때 성능의 문제가 발생할 수 있습니다. 이번 블로그 포스트에서는 CryptoSwift를 사용하여 대량의 데이터를 빠르게 암호화하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

성능 문제 도출하기

먼저, CryptoSwift로 대량의 데이터를 암호화하는 데 걸리는 시간을 측정해봅시다. 아래의 코드를 이용하여 암호화 시간을 측정해볼 수 있습니다.

import CryptoSwift

func measureEncryptionPerformance(data: Data) -> TimeInterval {
    let key = [UInt8](repeating: 0, count: 32)
    let iv = [UInt8](repeating: 0, count: 16)
    let aes = try! AES(key: key, blockMode: CBC(iv: iv), padding: .pkcs7)
    
    let startTime = Date()
    _ = try! aes.encrypt(data.bytes)
    let endTime = Date()

    return endTime.timeIntervalSince(startTime)
}

let testData = Data(count: 1000000)
let encryptionTime = measureEncryptionPerformance(data: testData)
print("Encryption time: \(encryptionTime) seconds")

위의 코드는 1,000,000바이트 크기의 데이터를 암호화하는 데 걸리는 시간을 측정하는 함수 measureEncryptionPerformance을 포함하고 있습니다. 암호화에 사용되는 키와 iv는 간단하게 0으로 초기화되었습니다.

암호화 성능 향상 방법

CryptoSwift에서 암호화 성능을 향상시키기 위한 몇 가지 방법이 있습니다.

1. 블록 크기 조정

CryptoSwift의 AES는 기본적으로 128비트 블록 크기를 사용합니다. 하지만 데이터를 더 작은 블록으로 나눌 경우, 블록 암호화 작업을 더 빠르게 수행할 수 있습니다. 따라서, 데이터를 적당한 크기로 나누어 암호화하는 것이 좋습니다. 이를 통해 암호화 작업의 병렬화와 성능 향상이 가능합니다.

2. 병렬 처리

CryptoSwift에서는 암호화 작업을 병렬로 처리하는 기능을 제공합니다. 이를 이용하여 여러 개의 스레드를 사용해 동시에 데이터를 암호화할 수 있습니다. Parallel 타입의 forEach 메서드를 사용하여 병렬 처리를 구현할 수 있습니다.

import CryptoSwift

func parallelEncryption(data: Data, numberOfThreads: Int) {
    let key = [UInt8](repeating: 0, count: 32)
    let iv = [UInt8](repeating: 0, count: 16)
    let aes = try! AES(key: key, blockMode: CBC(iv: iv), padding: .pkcs7)
    
    let blockSize = data.count / numberOfThreads
    DispatchQueue.concurrentPerform(iterations: numberOfThreads) { index in
        let start = index * blockSize
        let end = start + blockSize
        let chunk = data[start..<end]
        _ = try! aes.encrypt(chunk.bytes)
    }
}

let testData = Data(count: 1000000)
parallelEncryption(data: testData, numberOfThreads: 4)

위의 코드는 데이터를 4개의 스레드로 나누어 병렬로 암호화하는 예시입니다. DispatchQueue.concurrentPerform 메서드를 사용하여 각 스레드에서 암호화 작업을 수행하고 있습니다.

3. 하드웨어 가속화

CryptoSwift는 스위프트로 작성된 라이브러리이기 때문에, 네이티브로 작동하는 다른 암호화 라이브러리들보다 성능이 낮을 수 있습니다. 하지만 네이티브로 작동하는 라이브러리와의 호환성을 유지하기 위해 사용되는 경우도 있습니다. 따라서 성능이 우선시되는 경우에는 네이티브로 작동하는 암호화 라이브러리를 고려해보는 것이 좋습니다. 예를 들어, Apple의 CommonCrypto 라이브러리는 하드웨어 가속을 활용하여 AES 암호화 작업을 빠르게 수행할 수 있습니다.

마무리

CryptoSwift는 강력하고 쉽게 사용할 수 있는 암호화 라이브러리입니다. 다만 대량의 데이터를 암호화할 경우 성능 문제가 발생할 수 있습니다. 이번 포스트에서는 블록 크기 조정, 병렬 처리, 하드웨어 가속화 등의 방법을 사용하여 CryptoSwift의 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 소개했습니다. 이러한 방법들을 참고하여 데이터 암호화 작업을 빠르고 효율적으로 수행할 수 있습니다.

참고 자료:

CryptoSwift GitHub 저장소: https://github.com/krzyzanowskim/CryptoSwift
Apple CommonCrypto 프레임워크 문서: https://developer.apple.com/documentation/security/commoncrypto