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申请/专利权人：南京邮电大学
申请日：2024-03-20
公开（公告）日：2024-05-17
公开（公告）号：CN117908835B
主分类号：G06F7/544
分类号：G06F7/544;G06F7/499
优先权：
专利状态码：有效-授权
法律状态：2024.05.17#授权;2024.05.07#实质审查的生效;2024.04.19#公开
摘要：本发明公开了一种基于浮点数计算能力加速SM2国密计算的方法，涉及信息安全领域；其通过将256比特的SM2素数域大整数拆分成5个52比特的字，利用改进的积和融加指令计算得到每两个字乘积的高低位子积，并存储在双精度浮点数的尾数部分；根据一定次序累加被乘数A的每一个字与乘数B的每一个字乘积到对应位置；利用掩码操作将浮点数的符号位和指数位转化成零，用来存储累加过程产生的进位，有效节省浮点数存储空间和减少寄存器的占用。本发明所述的有益效果为：通过提出的SM2大整数表示方法，减少表示字的数量、乘加运算的次数，降低计算复杂度，从而大大提升计算速度。
主权项：1.一种基于浮点数计算能力加速SM2国密算法的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、数据划分：将SM2素数域Fp上长度均为n比特的被乘数A与乘数B各分为M段单字表示，分别记为；其中每段的长度为w比特，并将数据储存在GPU共享内存当中；步骤2、乘法运算：被乘数A与乘数B的多精度乘法转换成个单字乘法，得到的乘积结果C的长度不超过2n比特；使用改进的积和融加指令依次计算各分段的乘积结果，并分成高位子积和低位子积，分别保存在两个双精度浮点数的52位尾数部分；所述改进的积和融加指令表示为： ， ，其中，为积和融加指令；x、y为积和融加指令的两个乘数，其数据类型均为双精度浮点数；为高位子积，为低位子积；步骤3、掩码操作：对于步骤2中得到的高位子积和低位子积进行掩码操作，使得双精度浮点数的符号位和指数位全为0，并将其转换成uint64_t格式的二进制形式，然后在整数域中进行求和；步骤4、快速约减：利用快速约减公式将10个乘法过程中存放每一列累加运算结果的累加器缩减至5个累加器，将乘积结果约减至长度为266比特的结果，接着进行进位消解操作得到在SM2的素数域Fp上模乘运算的结果；所述快速约减公式为，其中： ；以上公式中，至表示快速约减之前的10个累加器中的值，表示快速约减之后5个累加器中的值，表示经过快速约减之后长度为266比特的乘积结果。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 南京邮电大学 一种基于浮点数计算能力加速SM2国密算法的方法
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