[发明专利]用于在同态加密下加速安全计算的同态处理单元(HPU)

权利要求书

1.一种集成电路(IC)同态处理器芯片，所述集成电路同态处理器芯片包括：

至少一个处理器切片，所述切片包括：

局部控制电路；

数论变换(NTT)蝶形单元，所述数论变换蝶形单元响应于所述局部控制电路而在使用同态加密对加密数据执行运算的多个模式下运算，每个模式与所述NTT蝶形单元的不同配置相关联；以及

芯片上存储器，所述芯片上存储器耦合到所述控制电路和所述NTT蝶形单元。

2.如权利要求1所述的IC同态处理器芯片，其中所述NTT蝶形单元响应于所述局部控制电路而在涉及全同态加密的运算的多个模式下运算。

3.如权利要求1所述的IC同态处理器芯片，其中所述NTT蝶形单元响应于所述局部控制电路而在涉及部分同态加密的运算的多个模式下运算。

4.如权利要求1至3中任一项所述的IC同态处理器芯片，其中：

所述NTT蝶形单元的第一配置采用第一电路来执行第一密文(C_txt)函数；并且

所述NTT蝶形单元的第二配置重复使用所述第一电路的至少一部分来执行第二C_txt函数。

5.如权利要求4所述的IC同态处理器芯片，其中：

所述第一电路执行密文(C_txt)加法函数；并且

所述第二C_txt函数包括C_txt乘法函数。

6.如权利要求5所述的IC同态处理器芯片，其中：

所述第一电路包括模加法器。

7.如权利要求6所述的IC同态处理器芯片，其中：

所述模加法器包括组合模加法器。

8.如权利要求6所述的IC同态处理器芯片，其中：

所述模加法器包括顺序模加法器。

9.如权利要求5所述的IC同态处理器芯片，其中：

所述第二配置包括第二电路，所述第二电路包括模乘法器。

10.如权利要求9所述的IC同态处理器芯片，其中所述模乘法器包括并行整数乘法器。

11.如权利要求10所述的IC同态处理器芯片，其中所述模乘法器还包括：

模归约单元。

12.如权利要求1至11中任一项所述的IC同态处理器芯片，其中所述IC同态处理器包括多个处理器切片，并且其中所述IC同态处理器还包括：

主控制电路，所述主控制电路用于经由外部处理器接口将所述多个处理器切片与外部存储器介接。

13.如权利要求12所述的IC同态处理器芯片，其中所述局部控制电路接收来自所述主控制电路的用于以下的指令：

从所述存储器检索C_txt系数值集；

将所述值集加载到处理流水线中；

执行至少一个Ctxt运算以生成变换后的值；以及

将所述变换后的值存储到目的存储器位置。

14.如权利要求13所述的IC同态处理器芯片，其中来自所述主控制电路的所述指令还包括用于以下的指令：

对所述加载的值集执行NTT变换以生成在NTT域中的对应的变换后的值。

15.如权利要求13或14中任一项所述的IC同态处理器芯片，其中来自所述主控制电路的用于执行至少一个Ctxt运算的所述指令包括用于以下的指令：

执行来自由加法运算、减法运算、乘法运算、异或运算、异或非运算、与运算、等于运算、小于运算、大于运算、实体运算、复制运算和否定运算组成的组中的至少一个Ctxt运算。