Bir performans testi için yalnızca hızlı görünen bir sayı değil; bir cihaz, iş yükü, yöntem ve belirsizlik bilgisi gerekir.
Android’de ML-KEM-768 için her durumda geçerli, savunulabilir bir pil tüketimi yüzdesi yoktur. Maliyet; uygulama biçimine, telefona, oturum kurulumuna, anahtar yenileme sıklığına ve ağın davranışına bağlıdır. Masaüstünde yapılan hızlı bir kriptografi performans testi, eksiksiz bir mobil mesajlaşma uygulamasının pil ömrünü ortaya koymaz.
Bu makale, standarttan nelerin hesaplanabileceğini ve nelerin ölçülmesi gerektiğini açıklıyor. Bu makale için Livara’nın Android uygulamasında hiçbir pil performans testi yapılmadı. Aşağıdaki prosedür bir test planıdır; elde edildiği ileri sürülen bir sonuç değildir.
Standart bize ne söylüyor?
ML-KEM bir anahtar kapsülleme mekanizmasıdır: bir protokolün simetrik şifreleme için kullanabileceği ortak bir sırrın oluşturulmasına yardımcı olur. FIPS 203 standardına göre ML-KEM-768’in kapsülleme anahtarı 1.184 bayt, şifreli metni ise 1.088 bayttır. Bu iki nesnenin toplam boyutu 2.272 bayttır.
Bu toplam, bir mesajlaşma el sıkışmasının tam boyutu değildir; ağ trafiğine eklenen miktarı da zorunlu olarak göstermez. Sertifikalar, imzalar, klasik anahtar verileri, çerçeveleme, kodlama, önbelleğe alınmış anahtarlar ve yeniden iletim, gerçekte gönderilen bayt sayısını değiştirebilir. “768”, 768 bit uzunluğunda bir ortak sır anlamına gelmez; bir parametre kümesinin tanımlayıcısıdır. Bu küme, NIST güvenlik kategorisi 3’ü hedefler.
| Nicelik | Algoritma mı belirliyor, ölçülmesi mi gerekiyor? |
|---|---|
| Kapsülleme anahtarı ve şifreli metin uzunlukları | Seçilen ML-KEM parametre kümesi tarafından tanımlanır |
| Anahtar üretme, kapsülleme ve kapsül açma süreleri | Kullanılan uygulama ve cihaz üzerinde ölçülmelidir |
| Oturum kurulumunun toplam bayt miktarı | Çerçeveleme ve yeniden denemeler dâhil protokol ölçülmelidir |
| Uçtan uca gönderim gecikmesi | Uygulama ve ağ birlikte ölçülmelidir |
| İş yükü başına enerji | Cihaz düzeyinde kontrollü bir deneyle ölçülmelidir |
Bu maliyet oturum başına yalnızca bir kez mi oluşur?
Her zaman değil. Bir protokol, ilk kurulumda ve ardından düzenli kuantum sonrası anahtar güncellemelerinde yeniden KEM kullanabilir. Grup üyeliğindeki değişiklikler, yeni cihazlar, başarısız oturumlar ve kurtarma işlemleri ek iş yükünü tetikleyebilir. Doğru değerlendirme birimi, her konuşmada tam olarak bir KEM işlemi yapıldığı varsayımı değil, protokol olayıdır.
Livara’nın yayımlanmış LVR1 mimarisi, olağan mesaj zinciri adımlarının yanında düzenli ML-KEM dönemlerini de açıklar. Bu nedenle yararlı bir performans testi, hem kararlı durumdaki mesajlaşmayı hem de anahtar yenileme olaylarını kapsamalıdır. Kuantum sonrası işlemlerin bir daha hiç tekrarlanmadığını ileri sürmemelidir.
Saklanan şifreli metnin bayt sayısı da tek başına enerji hakkında pek az şey söyler. Fazladan bir paket, radyo biriminin davranışını hâlihazırda etkin bir aktarımın içindeki birkaç ek bayttan farklı biçimde etkileyebilir.
Android için tekrarlanabilir bir ölçüm planı
1. Ortamı kaydedin
Telefon modelini, Android derlemesini, uygulama sürümünü, kriptografi kitaplığının sürümünü, derleme modunu, pil durumunu ve termal durumu yazın. Ağ türünü ve sinyal koşullarını kaydedin. Performans testi raporunda özel hesap verilerini veya paket içeriklerini yayımlamayın.
2. Temel kriptografik işlem testlerini uygulama testlerinden ayırın
Temel işlem testi; anahtar üretimini, kapsüllemeyi veya kapsül açmayı ayrı olarak ölçer. Tam uygulama testi ise oturum oluşturmayı, mesaj göndermeyi ve bağlantı kesintisinden sonra toparlanmayı ölçer. Mümkünse ikisini de raporlayın; birini diğerinin adıyla sunmayın.
En hızlı çalıştırmayı seçmek yerine testleri tekrarlayın ve medyan ile yüksek bir yüzdelik dilim gibi dağılım bilgilerini raporlayın. Isınma aşaması, çalışma zamanında derleme ve ısınmaya bağlı performans kısıtlaması sonuçları etkileyebilir.
3. Gerçekçi iş yükleri tanımlayın
- Yeni bir doğrudan mesajlaşma oturumu kurun.
- Kurulmuş bir oturumda sayısı ve boyutu sabit mesajlar gönderin.
- Belgelenmiş bir anahtar yenileme sınırının aşılmasını test edin.
- Destekleniyorsa bir test grubuna üye ekleyin veya gruptan üye çıkarın.
- Aynı eki aynı koşullar altında gönderin.
- Uygulamayı sabit bir süre boşta bırakın ve arka plan davranışını ayrı ölçün.
Sentetik içerik ve sahiplerinin onay verdiği test hesapları kullanın. Grup testi, üye sayısını belirtmelidir; iki kişilik bir sonuç, bu açıkça belirtilmeden büyük bir gruba genellenemez.
4. Sürenin yanı sıra enerjiyi de ölçün
Android Studio’nun Power Profiler aracı, desteklenen donanımlarda etkinlikleri güç hattı ölçümleriyle ilişkilendirebilir. Google, bu ölçümlerin cihaz düzeyinde olduğunu ve dolayısıyla diğer etkinliklerin ölçümlere gürültü kattığını belirtir. Desteklenen ölçüm yöntemleri cihaza göre değişir.
Ekran parlaklığını, arka plan işlerini, ağ koşullarını ve test süresini kontrol altında tutun. Aynı iş yükünü tekrarlayın ve eşdeğer koşulları karşılaştırın. Yönteminiz kriptografik işlemlerin katkısını ayrı olarak belirleyemiyorsa tüm pil tüketimini ML-KEM’e bağlamak yerine bunu açıkça söyleyin.
Bir ölçüm düzeneğinin görsel tasviridir; kaydedilmiş performans testi sonuçları değildir.
Yararlı bir sonuç tablosunda neler bulunur?
| Sonuç alanı | Kaydedilecek bilgiye örnek |
|---|---|
| İş yükü | Yeni oturum, kurulmuş oturumda mesajlaşma veya anahtar yenileme |
| Ortam | Cihazın tam modeli, uygulama derlemesi ve ağ |
| Denemeler | Sayısı ve ısınma çalıştırmalarının nasıl ele alındığı |
| Zamanlama | Medyan, değişkenlik ve birimler |
| Trafik | Ölçülen baytlar ve yeniden iletim koşulları |
| Enerji | Yöntem, ölçüm aralığı ve belirsizlik |
| Sınırlamalar | Testin ayrı olarak belirleyemediği veya kapsamadığı unsurlar |
Ölçülmeyen hücreleri boş bırakın veya “ölçülmedi” olarak işaretleyin. Göreli payları uydurularak hazırlanmış örnek bir enerji çubuk grafiği kanıt değildir.
Peki ya fotoğraflar ve videolar?
Büyük eklerde, her içerik bloğu için ML-KEM kullanmak yerine genellikle simetrik şifreleme kullanılır. Anahtar oluşturma yine de kurulumu etkileyebilir; dosya işleme, depolama, ağ üzerinden aktarım ve yeniden deneme mantığı da işlemin tamamını etkiler. Göreli katkı, gerçek iş yükü üzerinde ölçülmelidir; “hiçbir zaman fark edilmez” ifadesi sağlam, evrensel bir iddia değildir.
Sık sorulan sorular
ML-KEM-768 her zaman P-256’dan daha mı yavaştır?
Tüm kitaplıklar ve donanımlar için geçerli evrensel bir karşılaştırma yoktur. Aynı işlemleri aynı koşullar altında karşılaştırın; ardından hibrit protokolün tamamını ayrı ölçün.
Bir APK sağlama toplamı performans sonuçlarını doğrular mı?
Güvenilir bir referansla karşılaştırıldığında test edilen dosyanın tam olarak hangisi olduğunu belirleyebilir. Test yöntemini, uygulamanın güvenliğini veya enerji ölçümünü doğrulamaz.
Kullanıcılar pil tasarrufu için şifrelemeyi devre dışı bırakmalı mı?
Desteklenmeyen bir performans iddiasına dayanarak bir güvenlik gerekliliğinden vazgeçmeyin. Önce pil tüketiminin gerçek kaynağını belirleyin ve desteklenen ayarları ya da güncellemeleri kullanın.
