用于全同态加密的数论变换乘法蝶形运算优化及实现

• 作者: 华斯亮 张惠国 王书昶
• 来源期刊: 电子与信息学报
• 关键词: 全同态加密 大整数乘法 数论变换 蝶形运算
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 密码学与网络信息安全|Cryptography and Network Information Security
• 页码范围: 1381-1388
• 页数: 8页
• 分类号: TN918.91|TN492
• 语种: 中文
• DOI: 10.11999/JEIT200174

摘要

全同态加密(FHE)可以真正从根本上解决云计算时将数据及其操作委托给第三方时的数据安全问题.针对全同态加密中占较大比例的大整数乘法运算优化需求,该文提出一种数论变换乘法蝶形运算的操作数合并算法,利用取模操作的快速算法,分别可将基16和基32运算单元的操作数减少到43.8%和39.1%.在此基础上,设计并实现了数论变换基32运算单元的硬件设计架构,在SMIC 90 nm工艺下的综合结果显示,电路的最高工作频率为600 MHz,面积1.714 mm2.实验结果表明,该优化算法提升了数论变换乘法蝶形运算的计算效率.