윈디하나의 솔라나라: MD5, FingerPrint, CC Optimize

분류: 솔라리스
문서정보: 솔라리스 MD5 라이브러리 및 핑거프린트, 컴파일러 최적화 옵션에 따른 성능에 대해 설명
업데이트: 2009-05-21
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MD5란?

MD5 는 Message-Digest algorithm 5의 약어로, 128비트 해시를 제공하는 함수다. 비록 사소한1) 문제점은 있지만 알고리즘이 간단하기 때문에, 많이 쓰인다.
솔라리스 10에서는 MD5라이브러리와 라이브러리를 이용한 계산 프로그램이 설치되어있다. 파일에 대한 md5 해시를 구하려면 다음과 같이 하면 된다.
```
# digest -a md5 [filename]
```
MD5에 대한 내용 이외에도 Sun에서 제공하는 fingerprint와 Sun Studio의 cc의 옵션에 대해서도 설명한다.

1) How to Break MD5 and Other Hash Functions 참조

MD5라이브러리를 이용한 구현

MD5라이브러리(솔라리스 9 이상에 포함됨)를 이용해 MD5 계산 프로그램을 구현했다. (MD5 라이브러리는 솔라리스 9부터 포함되었지만, MD5 계산 프로그램은 솔라리스 10부터 포함되었다)

root@wl ~ # vi md5_solaris.c
#include <md5.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

#define BUF_SIZE (8 * 1024)

void printuseage(char* argv[]) {
    printf("MD5 Sum Utility for Solaris v2.0\r\n");
    printf(" - with Solaris MD5 Library.\r\n");
#if _FILE_OFFSET_BITS - 0 == 64
    printf(" - with support 64 bit file offset.\r\n");
#endif
    printf("Copyright (C) Jo HoSeok 2005-2008. All rights reserved.\r\n\r\n");
    printf("USEAGE:\r\n %s filename\r\n", argv[0]);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  MD5_CTX        md5_context; // MD5 컨텍스트 값
  unsigned char* auth_buffer; // 결과값
  off_t          readcount;   // 읽은 바이트수, 파일 오프셋 위치
  long long      offset = 0;
  FILE * fp;                  // 파일 핸들러
  char hex_output[16*2 + 1];  // 결과값을 헥스 값으로 변환한 값. + 1 은 null 값
  int i;                      // 루프에서 사용되는 임시 변수

  // 
  if (argc < 2) {
  	printuseage(argv);
    return(1);
  }

  auth_buffer = (void *) malloc(BUF_SIZE);

  fp = fopen(argv[1], "rb");
  if (!fp) {
    printf("Cannot Open %s.\r\n", argv[1]);
    return(1);
  }

  MD5Init(&md5_context); // 초기화
  while (readcount = fread(auth_buffer, 1, BUF_SIZE, fp)) {
    offset += readcount;
    MD5Update(&md5_context, auth_buffer, readcount);
#if _FILE_OFFSET_BITS - 0 == 64
//    printf("   %15lld\r", offset);
#else
//    printf("   %15ld\r", offset);
#endif
  }
  fclose(fp);
  MD5Final(auth_buffer, &md5_context);
  
  // 16진수로 표현
  for (i = 0; i < 16; i++)
    sprintf(hex_output + i * 2, "%02x", auth_buffer[i]);	
  printf("%s %s (%lld bytes)\r\n", argv[1], hex_output, offset);
  free(auth_buffer);
}
root@wl ~ # cc -D_LARGEFILE_SOURCE -D_FILE_OFFSET_BITS=64 -lmd5 -o md5  md5_solaris.c 1)
또는
root@wl ~ # cc -D_LARGEFILE_SOURCE -D_FILE_OFFSET_BITS=64 -lmd5 -m64 -fast -o md5 md5_solaris.c 1)
root@wl ~ # mkfile 4g 4GFile 2)

1) 두가지 방법 중 한가지로 컴파일 한다. 아래의 방법을 사용하면 컴파일된 바이너리를 다른 CPU를 사용하는 솔라리스에서 실행할 수 없다. 필자는 테스트를 Ultra Sparc IIIi 를 사용했다. x86도 펜티엄 2, 3, 4인지 여부, AMD, Intel여부에 따라 나뉜다. 그만큼 썬의 cc는 커스터마이징을 해주기 때문에 성능향상에 도움이 된다.
[/usr/sfw/bin/gcc -D_LARGEFILE_SOURCE -D_FILE_OFFSET_BITS=64 -lmd5 -m64 -mcpu=v9 -o md5_gcc md5_solaris.c] 처럼 하면 gcc에서도 컴파일 할 수 있다.
2) 성능 테스트를 위해 임의의 4GiB파일을 생성시켜놓는다.

FingerPrint

※ 말 그대로 [지문]이다. 솔라리스에 설치된 파일에 대해, 이 파일이 변조되었는지 MD5해시값을 통해 확인할 수 있다. 어떤 파일인지 어떤 패키지인지, 어떤 패치를 설치했는지 나온다.

root@wl ~ $ digest -a md5 /bin/sh
4918cc526b37468c04c702100b1da7dd
root@wl ~ $

Solaris Fingerprint Database An Identification Tool for Solaris Software and Files 에서 MD5해시값을 입력하면 아래와 같이 나온다.

4918cc526b37468c04c702100b1da7dd - - 1 match(es) 
	canonical-path: /sbin/sh 
	package: SUNWcsr 
	version: 11.10.0,REV=2005.01.21.16.34 
	architecture: i386 
	source: Solaris 10/x86 
	patch: 138254-02

컴파일러 옵션에 따른 성능

-m64, -fast 를 붙여 컴파일한 md5소스와 그렇지 않은 md5 바이너리의 성능을 테스트해보았다. 소스의 수정 없이 단순히 2개의 옵션을 붙이는것만으로 약 5%정도의 성능 향상이 있는것을 알 수 있다. (개인적인 생각이지만, 옵션 바꾼걸로 저정도 성능향상이면 정말 대단한거다)

일반적인 옵션으로 컴파일

root@wl ~ # cc -D_LARGEFILE_SOURCE -D_FILE_OFFSET_BITS=64 -lmd5 -o md5 md5_solaris.c
root@wl ~ # ldd md5
        libmd5.so.1 =>   /usr/lib/libmd5.so.1
        libc.so.1 =>     /usr/lib/libc.so.1
        /platform/SUNW,A70/lib/libmd5_psr.so.1
        libm.so.2 =>     /usr/lib/libm.so.2
        /platform/SUNW,A70/lib/libc_psr.so.1
root@wl ~ # file md5
md5:            ELF 32-비트 MSB 실행 가능 SPARC32PLUS 버전 1, V8+ 필요, 동적으로 링크됨, 분리 안됨
root@wl ~ # time ./md5 4GFile
4GFile c9a5a6878d97b48cc965c1e41859f034 (4294967296 bytes)

real    1m7.090s
user    0m32.168s
sys     0m12.842s

최적화된 옵션 적용해 컴파일

root@wl ~ # cc -D_LARGEFILE_SOURCE -D_FILE_OFFSET_BITS=64 -lmd5 -m64 -fast -o md5 md5_solaris.c 1) 2)
root@wl ~ # ldd md5
        libmd5.so.1 =>   /lib/64/libmd5.so.1
        libc.so.1 =>     /lib/64/libc.so.1
        /platform/SUNW,A70/lib/sparcv9/libmd5_psr.so.1
        libm.so.2 =>     /lib/64/libm.so.2
        /platform/SUNW,A70/lib/sparcv9/libc_psr.so.1
root@wl ~ # file md5
md5:            ELF 64-비트 MSB 실행 가능 SPARCV9 버전 1, UltraSPARC3 확장자 필요, 동적으로 링크됨, 분리 안됨
root@wl ~ # time ./md5 4GFile
4GFile c9a5a6878d97b48cc965c1e41859f034 (4294967296 bytes)

real    1m6.447s
user    0m28.164s
sys     0m11.892s

1) 아래와 유사한 메시지가 나오는 경우 무시할 수 있다.
cc: Warning: -xarch=native has been explicitly specified, or implicitly specifie d by a macro option, -xarch=native on this architecture implies -xarch=sparcvis2 which generates code that does not run on pre UltraSPARC III processors
2) 아래와 같은 메시지가 나오는 경우 64비트를 지원하지 않는 경우로 -m64 옵션을 빼고 컴파일 한다
cc: Option -m64 is not supported on this OS version

솔라리스 10 기본 소프트웨어

root@wl ~ # time digest -a md5 4GFile
c9a5a6878d97b48cc965c1e41859f034

real    1m9.086s
user    0m30.735s
sys     0m12.338s