VeraCrypt 分区会更慢吗？

Question

我刚买了一个新的外置硬盘。我想用 VeraCrypt 在它上面创建一个加密分区。我用类似的驱动器做了同样的事情。我只是将一个文件复制到它上面，速度约为 100 MB/s。另一个驱动器在加密后的速度要低得多，可能是 10 MB/s。我不知道驱动器的原始速度是多少。

这是否意味着加密分区比未加密的加密慢，即使在安装它之后也是如此？它是否真的在复制时加密了新复制的文件，从而大大减慢了复制操作？

Answer 1

我使用 USB 3.1 Gen 2 Type C 硬盘（能够以 10Gib/s 写入，也就是略高于 1GiB/s）进行的测试是：

• 使用 TrueCrypt、veraCrypt、DiskCryptor 或任何其他加密都会使读写速度变慢，我得到的最好的速度是大约 100MiB/s（未加密的十分之一），因此加密使其慢十倍。
• 在非加密飞行上复制一个巨大的大文件（超过 600GiB 文件），花费了不到 10 分钟），复制大量非常小的文件（打开写入缓存）的速度相同，请注意，这样写大量非常小的文件没有写入缓存会花费很长时间，也就是速度下降到 1KiB/s（是的千字节），所有这些测试都没有加密。
• 使用 VeraCrypt 加密，速度不能达到 1GiB/s，会下降到 100MiB/s 左右，CPU 不够快，其中有 64 个核心（稍后我会解释如何改进它）...但是，复制小文件使得写入缓存打开时速度下降到接近 1KiB/s...这是 VeraCrypt 错误...似乎它不允许缓存 Windows 看到的 NTFS，并且 Windows 只能缓存对 HDD 本身进行的写入。

哦，是的，我非常幸运我可以拥有（仅几天）一块带有 4 个插槽的主板和 4 个微处理器，每个微处理器有 16 个内核，所以总共有 64 个内核......还有 RAM，哇！它是 32GiB 的 ram，分为 4 个部分，每个部分靠近每个处理器插槽，每个部分有 4 个存储体，每个存储体上有一个 2GiB ram 4Sections*4Banks/section*2GiB/Bank=32GiB...我接触过的最快的 PC。

换句话说：

• Windows 启用了写入缓存（对于 USB 设备），如果未加密，该缓存会大大改善小文件的写入。
• VeraCrypt 似乎不允许 Windows 缓存对 NTFS 的写入，因为无法启用/禁用此类缓存，而且小文件写入非常非常慢。

我已经使用其他加密软件（非常昂贵）进行了测试，该软件模拟整个 SAS 控制器（是的串行 SCSI）并且还模拟连接到它的整个 HDD...因此在 Windows 上您可以启用和禁用其写入缓存...软件写入小文件与写入大文件一样快（如果在 Windows 上启用了此类写入缓存）。

我正在谈论 Windows 写入缓存，因此我将向不知道如何启用/禁用它的人解释如何启用/禁用它：

1. 打开资源管理器并转到您可以看到已安装分区的根文件夹的位置，C：，D：等。
2. 选择其中任何一个，右键单击并转到属性。
3. 转到硬件并选择列表中的设备（这是 VeraCrypt 的问题，它不会创建虚拟控制器）。
4. 单击“属性”按钮。
5. 在常规选项卡上单击按钮以更改配置。
6. 现在转到指令选项卡。
7. 您可以在此处选择快速提取（关闭写入缓存）或更好的性能（开启写入缓存）。

请记住，如果写入缓存已打开，请在要求安全删除后，在没有 Windows 通知您可以安全弹出它的情况下，不要拔出它。

好吧，该缓存仅影响在设备上完成的写入操作，因为该设备是物理设备，这意味着写入 HDD 的加密数据，而不是写入 NTFS 结构的未加密数据。

那么会发生什么呢？Windows 在没有写入缓存的情况下写入 NTFS 结构，然后 VeraCrypt 进行加密（是管道式）并将加密数据发送到 HDD，然后 Windows 看到设备已打开写入缓存，因此稍等一下即可写入数据...但是修改NTFS结构是在没有缓存的情况下完成的...所以实际上Windows要求VeraCrypt在短时间内多次加密相同的结构（当写入小文件时）...所以VeraCrypt必须加密很多次将被放置在磁盘的完全相同的簇上的东西。

与未加密相比，这会导致非常非常巨大的速度减慢。

过错又该归咎于谁呢？部分原因是 Windows NTFS 不缓存结构更改，部分原因是 VeraCrypt 不模拟设备。

VeraCrypt（来自 TruCrypt 等）的这种工作方式会导致另一种罕见的情况，例如 SmartDefrag 无法查看并对其上的文件进行碎片整理（Piriform Deflagger 可以，因此可能是 SmartDrefrag 上的糟糕算法）...BootIce 也可以看到它们作为 IFS: 而不是 HD#: 或 RM#:...某些分区管理应用程序甚至无法看到它，等等。

另一个副作用（对于 Linux 用户）：实际上，如果您在 Windows 上尝试，则无法将 VeraCrypt 分区格式化为 Ext4...至少我尝试过的所有允许创建（我的意思是格式化）Ext4 分区的分区工具看不到 VeraCrypt设备（这是很正常的，因为 VeraCrypt 不模拟设备）。

其中...对于某些备份（在Windows上），我仍然使用VeraCrypt和启用压缩的NTFS...并且我不启用物理设备写入缓存（没有意义），为什么我想缓存加密数据的写入。 .. 我想缓存 NTFS 修改，而不是发送到 HDD 的数据... VeraCrypt 为此使用了良好的写入缓存，那么为什么要使用双缓存... 可怕的是 Windows 不在 RAM 上缓存 NTFS 更改，只缓存“簇”发送到磁盘。

如果您认为将 veraCrypt 加密引擎放在更低的层（最接近 HDD 物理写入）会获得一些好处……错了！问题是这样的：

1. 要求将一个小文件写入 NTFS
2. 搜索 Dir 上的空条目（在 RAM 中）
3. 在 Dir 上写入新条目（在 RAM 中）
4. Windows 检查设备写入缓存（VeraCrypt 不模拟设备，因此无法查阅，因此解释为没有写入缓存）
5. 由于Windows认为（非加密部分）没有写入缓存，因此将DIR簇发送到HDD
6. VeraCrypt 拦截并进行加密（如果在不久的将来将重写相同的集群，则这是不必要的，就像在同一文件夹中写入大量小文件时发生的情况一样）
7. VeraCrypt 将加密数据发送到 HDD
8. Windows检查设备是否（这次是真实的，所以可以查阅）并查看写入缓存是否打开（或关闭）
9. 如果打开，它不会将“加密”簇写入物理磁盘，它会稍等一下
10. 转到步骤 1 获取下一个文件

这就是问题所在...步骤 5 和后续步骤...如果 NTFS 有写入缓存，则它们将无法完成...但 VeraCrypt 不提供该级别的缓存选项...要做到这一点，需要模拟一个完整的设备。

因此，存储文件文件夹列表的集群会被多次发送到 VeraCrypt，每个文件一次；而不是在目录中设置所有文件后仅发送一次。

用简短的话来说：问题是多次加密同一个文件夹列表...认为它是在写下每个字母后加密整个文本，而不是在写完后加密整个文本...这使得事情顺利进行非常慢（当短时间内对同一文件夹进行大量更改时，例如添加大量小文件）。

更不用说，这个问题还影响文件删除......将超过一万个文件放在未加密磁盘上的文件夹中（打开写入缓存），删除它们只需要不到一秒（如果写入缓存关闭则需要更多时间）超过一小时），现在做同样的事情，但是加密分区并打开写入缓存（是的，激活），删除这么多文件会导致文件夹文件列表加密一万次，在同一个磁盘上也需要很多（非常接近，就好像没有加密而没有写入缓存一样）。

所以，总的来说：加密会使操作变得更慢，这不仅是由于 CPU 速度慢或其他进程的 CPU 使用率高等原因造成的，还因为 NTFS 结构更改缺少写入缓存，从而导致多次加密将存储在同一位置的信息。

希望我可以让人们了解加密...并希望 VeraCrypt（我所见过的安全性最好的）能够在加密之前激活 NTFS 写入缓存...这很容易做到，只是加密不同任何集群的一点点，如果在结束之前对该集群进行另一次写入，则只需忽略以前的未加密数据...因此加密仅进行一次...换句话说...加密之前的动态缓冲区。

不好的部分是...断电、突然关机等...将使丢失信息的大小变得更大...就好像您使用具有 1GiB 缓存的 HDD 而没有电池等...这始终是速度或确保写入完成之间的竞争...我更喜欢速度，让我解释一下原因...

如果复制一百万个小文件（全部在同一个文件夹中；建议您，Windows 真的很讨厌这样做）只花费 10 分钟（在所有级别上启用写缓存），而不是一周（在所有级别上写缓存关闭）...你自己算算……这些数据是现实生活中的时间，是我自己在过去对 NTFS 系统进行的异常测试中获得的（FAT32 更快）。

数学是：只需要十分钟与一整周需要电力的风险有多大？我会失去多少？如果缓存打开，我可能会丢失 1/600 的数据（或多或少）；如果缓存关闭，我只能丢失当时正在处理的文件...但在这两种情况下，我都需要进行比较（完全比较，因为文件名可以位于目录上，但内容可能不同），所以我需要几乎相同的时间来确保所有内容都被很好地复制...我宁愿浪费 10 分钟，也不愿花一周的时间来比较并看看有什么遗漏或不同的内容等。

一般来说，如果松散对你来说不是一个选择......刚开始你不会使用 Windows，FAT32、NTFS 等......至少不会使用 Linux 和 Ext3/4（日志）和电源发电机等

所以，请 VeraCrypt 尽快放入 NTFS 的写入缓冲区。

最后注意：FAT32 受到相同概念的影响...它不仅仅是 NTFS...它是 Windows 在创建或删除文件时要求更改目录的方式。

进行此测试以查看速度如何完成...在 lop 中创建一万个零大小的文件...记下前 100 个所需的速度/时间，以及在中间或后一个 100 个所需的时间。结束...你真的会每分钟看到一个文件（在一些不那么高速的CPU中）...啊！在内存驱动器上执行此操作（以确保 HDD 不会影响速度）。

现在结束...我无法抗拒在 Linux 上进行相同的测试（通过驻留在 VeraCrypt 卷上的 Ext4 分区）...记住在 Linux 上所有都是设备...所以 VeraCrypt 向内核呈现一个设备。 ..所以写缓存可以在两个级别上打开，Ext4级别和物理集群写入...并且默认情况下Linux将它们全部打开。

在 Linux 中，它确实飞得很快……正如预期的那样，因为在两个设备上都打开了写入缓存，通常安装在 /media/veracrypt# 上的设备和物理 /dev/sd$# 上的设备（如果谈论的是）加密物理分区）。

但是，嘿，VeraCrypt 没有用于 Ext4 更改的写入缓冲区，不，是 Linux 拥有它...更重要的是...未发送到磁盘的时间段一旦另一次发送到磁盘就会重置写到它；一些Linux有一个上限，并且将数据发送到磁盘超过了这个限制，但其他Linux没有，也无法将数据发送到磁盘多年，例如，当一个集群每秒写入两次时，每秒写入一个完整的数据。那一年，这一年的簇永远不可能被写入物理磁盘。

因此，在 Linux 上，Linux 是否不会多次发送文件夹列表（如果在短时间内对其进行更改，例如在同一文件夹上创建大量文件，如复制时等），因此 VeraCrypt 会在所有文件都设置在文件的文件夹列表中之后，仅进行一次加密...等等。比添加每个文件后加密整个目录文件列表要快得多。

想想看：Windows 讨厌，Linux 喜欢……不管怎样，Linux 往往会在断电时丢失很多信息，比 Windows 多得多……仅仅因为它有 write chache……还有什么更好呢？速度？或者安全写入完成？全部复制需要 10 分钟，还是需要一周？有些人喜欢其中一种，另一些人喜欢另一种……这取决于你。

但至少，我希望我已经澄清了为什么将大量小文件（当然在 Windows 中）复制到加密容器（磁盘、分区、文件等）与未加密时的物理设备相比会如此缓慢。