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申请/专利权人：蓝象智联(杭州)科技有限公司

摘要：本发明公开了一种基于GPU的蒙哥马利模乘运算方法。它包括以下步骤：选取GPU的q个线程；将数据x等分为q个子数据X，并分别发送给q个线程；将模数m等分为q个子模数M，并分别发送给q个线程；将数据y等分为p*q个子数据Y并存储在共享内存中；q个线程根据自身持有的子数据X、子模数M以及共享内存存储的p*q个子数据Y采用CIOS算法进行蒙哥马利模乘运算，得到计算结果w。本发明能够在GPU上实现蒙哥马利模乘运算，大大提高了计算效率，降低了计算时延。

主权项：1.一种基于GPU的蒙哥马利模乘运算方法，用于蒙哥马利模乘的数据x、数据y、模数m都为32*p*q位的正整数，p为2的整数倍，q为大于2的整数，数据x作为被乘数，数据y作为乘数，其特征在于，包括以下步骤：S1：选取GPU的q个线程；S2：将数据x等分为q个子数据X，并分别发送给q个线程；将模数m等分为q个子模数M，并分别发送给q个线程；将数据y等分为p*q个子数据Y并存储在共享内存中；S3：q个线程根据自身持有的子数据X、子模数M以及共享内存存储的p*q个子数据Y采用CIOS算法进行蒙哥马利模乘运算，得到计算结果w；所述q个线程依次编号为1、2……q，1≤i≤q；所述步骤S2包括以下步骤：将数据x等分为q个子数据X，从低位至高位依次记为X1、X2……Xq，将子数据Xi发送给编号为i的线程，子数据Xi表示数据x中32*p*i-1至32*p*i-1位的数据；将模数m等分为q个子模数M，从低位至高位依次记为M1、M2……Mq，将子模数Mi发送给编号为i的线程，子模数Mi表示模数m中32*p*i-1至32*p*i-1位的数据；将数据y等分为p*q个子数据Y，从低位至高位依次记为Y1、Y2……Yp*q，并存储在共享内存中，1≤j≤p*q，子数据Yj表示数据y中32*j-1至32*j-1位的数据；所述步骤S1还包括以下步骤：每个线程构建用于存放中间计算结果Z的存储空间，所述存储空间包括p+2个子空间，每个子空间具有32位；编号为i的线程计算出的中间计算结果记为Zi，编号为i的线程构建的p+2个子空间从低位至高位存储的数据依次记为Zi1、Zi2……Zip+2，1≤r≤p+2，Zir表示中间计算结果Zi中32*r-1至32*r-1位的数据；所述步骤S3包括以下步骤：S31：将每个线程对应的中间计算结果Z置零，设置j=1；S32：每个线程都从共享内存中取出子数据Yj，结合自身持有的子数据X、子模数M计算出对应的中间计算结果Z；S33：给j赋值为j=j+1，判断j是否大于p*q，如果是则执行步骤S34，否则跳转至步骤S32；S34；从每个线程计算出的中间计算结果Z中提取出有效值拼接成计算结果z；所述步骤S32包括以下步骤：S321：每个线程都从共享内存中取出子数据Yj，每个线程根据自身持有的子数据X、当前的中间计算结果Z以及子数据Yj计算出最新中间计算结果，并将当前的中间计算结果Z赋值为最新中间计算结果；S322：编号为1的线程计算出中间参数u，并将中间参数u发送给其他线程；S323：每个线程根据自身持有的子模数M、中间参数u、当前的中间计算结果Z计算出最新中间计算结果，并将当前的中间计算结果Z赋值为最新中间计算结果；S324：从每个线程计算出的中间计算结果Z中提取出有效值拼接成参数f，判断参数f是否小于模数m，如果是则参数flag的值为0，否则参数flag的值为1；每个线程根据参数flag、自身持有的参数f计算出最新中间计算结果，并将当前的中间计算结果Z赋值为最新中间计算结果；所述步骤S34包括以下步骤：S341：从每个线程的中间计算结果Z中提取出有效值作为子结果W；从编号为i的线程的中间计算结果Zi中提取出的子结果Wi的方法如下：当1≤i＜q时，子结果Wi为中间计算结果Zi的前32*p位；当i=q时，子结果Wi为中间计算结果Zi的前32*p+1位；S342：将子结果W1、W2……Wq拼接成计算结果w。

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