[发明专利]一种数据处理方法和用于数据处理的芯片

说明书

本发明实施例提供一种数据处理方法和用于数据处理的芯片，所述芯片置于同态加密的密文计算节点，用于执行同态加密运算，所述芯片包括运算核，每个运算核中包括基本模运算单元，所述基本模运算单元包括：模加单元和蒙哥马利模乘单元和蒙哥马利模幂单元，所述方法包括：接收批量模运算的输入参数，所述输入参数通过应用层预计算得到；通过批量调度至少两个运算核的基本模运算单元对所述输入参数进行并行的模运算，得到批量模运算的结果，其中，每个运算核通过组合调用其内部的基本模运算单元独立实现模运算。本发明实施例可以提高批量模运算的效率，进而提高同态加密运算的性能。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种数据处理方法和用于数据处理的芯片。

背景技术

同态加密是保持数据在密文状态下，能通过一些特殊操作从而实现明文之间的加法、乘法等基本运算。

例如，Paillier半同态加密算法能够满足加法和数乘同态，在基于同态加密的隐私计算中，通常需要进行大整数模幂、模乘等基本运算。如Paillier半同态加密算法基于复合剩余类的困难问题，也即大数分解的困难性假设，可以满足密文相乘对应明文相加。一个示例中，Paillier加密方案的私钥是两个素数p和q，假设为1024位，则其公钥是n=pq为2048位。可将一个数据x（0xn）作为明文，密文是在mod n²意义下，也就是Encrypt(x)，即对x加密为一个4096位的密文。假设拥有另一个明文数据y的密文Encrypt(y)，那么想要得到x+y的密文，只需要运算Encrypt(x+y) = (Encrypt(x) * Encrypt(y))(mod n²)。注意到，对密文进行同态加法即进行4096位乘4096位并模上4096位的模乘运算。同理，同态数乘即为反复进行同态加法，那么明文上的数乘对应密文的指数运算，即Encrypt(y*x) = (Encrypt(x))^y (mod n²)，其中y为已知的明文。可以看出，在Paillier半同态加密体系中，加解密操作均同时要用到模乘和模幂，同态加法操作即为模乘，同态数乘操作即为模幂。

而模运算由于计算量较大通常需要耗费大量时间，为了提高隐私计算的效率，可以采用蒙哥马利算法对这些模幂、模乘等基本运算进行加速。然而，当运算数据量很大的时候（比如100万次的4096位为底数和模数、4096位为指数的模幂），即便使用了蒙哥马利算法进行加速，在实际应用场景中隐私计算系统的性能仍难以满足隐私计算的需求。

发明内容

本发明实施例提供一种数据处理方法和用于数据处理的芯片，以提高批量模运算的效率，进而提高同态加密运算的性能。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种数据处理方法，所述方法应用于芯片，所述芯片置于同态加密的密文计算节点，用于执行同态加密运算，所述芯片包括运算核，每个运算核中包括基本模运算单元，所述基本模运算单元包括：模加单元和蒙哥马利模乘单元和蒙哥马利模幂单元，所述方法包括：

接收批量模运算的输入参数，所述输入参数通过应用层预计算得到；

通过批量调度至少两个运算核的基本模运算单元对所述输入参数进行并行的模运算，得到批量模运算的结果。

另一方面，本发明实施例公开了一种用于数据处理的芯片，所述芯片置于同态加密的密文计算节点，用于执行同态加密运算，所述芯片包括运算核，每个运算核中包括基本模运算单元，所述基本模运算单元包括：模加单元和蒙哥马利模乘单元和蒙哥马利模幂单元；

所述芯片用于接收批量模运算的输入参数，并通过批量调度至少两个运算核的基本模运算单元对所述输入参数进行并行的模运算，得到批量模运算的结果，所述输入参数通过应用层预计算得到。

又一方面，本发明实施例公开了一种机器可读介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得装置执行如前述一个或多个所述的数据处理方法。