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基于Zynq平台的BFV全同态加密算法高效实现
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作者 杨亚涛 曹景沛 +1 位作者 陈亮宇 王伟 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期192-205,共14页
针对BFV全同态加密算法,在Zynq平台上设计了一种高效实现方案。该方案结合负包裹卷积与数论变换(NTT)算法,优化并加速了多项式乘法的过程。同时采用流水线设计思想和并行化硬件电路架构,加速BFV算法的RNS实现。系统采用AXI-DMA传输机制... 针对BFV全同态加密算法,在Zynq平台上设计了一种高效实现方案。该方案结合负包裹卷积与数论变换(NTT)算法,优化并加速了多项式乘法的过程。同时采用流水线设计思想和并行化硬件电路架构,加速BFV算法的RNS实现。系统采用AXI-DMA传输机制高效地实现了ARM和FPGA之间数据传输。在Zynq Ultra‐Scale+MPSoC ZCU102平台上测试,系统在200 MHz时钟频率下,执行一次同态加法的平均耗时为0.024 ms;执行一次同态乘法的平均耗时为5.779 ms,其中包括0.874 ms的密文传输时间。与SEAL库和OpenFHE库的实现相比,所提方案的同态加法实现了4.63倍和6.79倍的效率提升,同态乘法实现了4.43倍和2.95倍的效率提升,这为全同态加密算法的实际工程实现提供了重要参考。 展开更多
关键词 全同态加密 BFV算法 剩余数系统 数论变换 硬件实现
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基于中国剩余定理的区块链存储扩展模型 被引量：3
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作者 卿欣艺 陈玉玲 +2 位作者 周正强 涂园超 李涛 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2021年第7期1977-1982,共6页
区块链以分布式账本的形式存储交易数据,其节点通过存储哈希链来持有当前数据的副本。由于区块链链式结构的特殊性,区块的数量会随着时间推移不断增加,节点承受的存储压力也随之增大,因此存储扩展性成为区块链发展的瓶颈之一。针对该问... 区块链以分布式账本的形式存储交易数据,其节点通过存储哈希链来持有当前数据的副本。由于区块链链式结构的特殊性,区块的数量会随着时间推移不断增加,节点承受的存储压力也随之增大,因此存储扩展性成为区块链发展的瓶颈之一。针对该问题,提出了一种基于中国剩余定理(CRT)的区块链存储扩展模型。模型将区块链分为高安全性区块和低安全性区块,并对它们采取不同的存储策略。其中,低安全性区块以全网保存(所有节点都需保存)的形式进行存储,高安全性区块被基于CRT的分割算法分片后以分布式的形式进行存储。此外,利用冗余余数系统(RRNS)的错误检测与纠正来防止恶意节点攻击,进而提高数据稳定性和完整性。实验结果与安全性分析表明,所提模型在具有安全性、容错性的同时保障了数据的完整性,还能有效地减少节点的存储消耗,增强区块链系统的存储扩展性。 展开更多
关键词 区块链 存储扩展性 中国剩余定理 分布式存储 冗余余数系统 数据完整性
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后量子签名算法Falcon的剩余数系统FPGA实现研究
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作者 薛莲 高献伟 田紫珊 《北京电子科技学院学报》 2023年第4期34-41,共8页
作为后量子签名算法Falcon的核心部件,剩余数系统对算法的密钥生成模块中求解NTRU方程有重大意义。本文介绍了RNS的FPGA实现方法,深入研究其剩余数生成、循环群求逆模块以及剩余数还原模块,提出高效的硬件设计思路与结构,采用并行结构... 作为后量子签名算法Falcon的核心部件,剩余数系统对算法的密钥生成模块中求解NTRU方程有重大意义。本文介绍了RNS的FPGA实现方法,深入研究其剩余数生成、循环群求逆模块以及剩余数还原模块,提出高效的硬件设计思路与结构,采用并行结构设计算法主体框架,利用循环迭代进行优化,并在芯片上进行综合,给出算法整体改进方案,实现剩余数系统在六轮升降环中的全部的应用,并进一步提高数据量,完成模数生成模块十轮升降环应用的硬件实现,算法整体使用较少的逻辑资源,并在运算速度上有进一步的提升。 展开更多
关键词 剩余数系统 基于格的后量子签名算法 FPGA
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