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申请/专利权人：南京大学

摘要：本申请属于数据密码处理技术领域，从降低格加密计算的复杂度角度出发，提供一种基于分解约简的格加密模乘运算方法及装置，所述方法包括：限定有限域的特征模素数q的形式，输入模素数q、被乘数X和乘数Y，对被乘数X和乘数Y以基数2N进行分解，再将X和Y乘积的展开式按基数22N进行分解后直接取模约简得到第一约简中间值，对第一约简中间值按基数22N进行分解后直接取模约简，获得第二约简中间值，再根据第二约简中间值的大小将其调整到模q有限域中，本申请通过分解约简，有效减少了中间数据的数据位宽，提出了更低计算复杂度和计算延迟的格加密模乘运算方法，并设计了相应的模乘运算装置，而且本申请的模乘运算方法和装置不失通用性。

主权项：1.一种基于分解约简的格加密模乘运算装置，其特征在于，包括数据输入单元、整数分解单元、第一分解约简单元、第二分解约简单元和判定输出单元；所述数据输入单元，用于选取形式为22N-δ的模素数q，其中为2N为模素数q的数据位宽，0＜δ＜2N-2；从模q有限域中选取被乘数X和乘数Y，其中X和Y为数据位宽为2N比特的无符号整数，并且0≤X,Y＜q；输入模素数q、被乘数X和乘数Y；所述整数分解单元，用于对所述被乘数X和所述乘数Y以基数2N进行分解，得到x1、x0、y1和y0，所述x1、所述x0、所述y1和所述y0分别为X除以2N的商、X除以2N余数、Y除以2N的商和Y除以2N的余数；所述第一分解约简单元，用于将所述被乘数X和所述乘数Y乘积的展开式按基数22N进行分解后直接取模约简，获得第一约简中间值；所述第二分解约简单元，用于对所述第一约简中间值按基数22N进行分解后直接取模约简，获得第二约简中间值；所述判定输出单元，用于比较所述第二约简中间值和q的大小，若第二约简中间值大于或等于q，将第二约简中间值减去q的结果值作为模乘运算结果；若第二约简中间值小于q，将第二中间约简值作为模乘运算结果；所述第一分解约简单元包括乘积展开模块；所述乘积展开模块包括第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第一加法器、第二加法器和第三加法器，第三乘法器的两个输入端分别与第一加法器输出端和第二加法器输出端相连，第三加法器的三个输入端分别与第一乘法器输出端、第二乘法器输出端和第三乘法器输出端相连；所述第一乘法器，用于计算x0和y0的乘积；所述第二乘法器，用于计算x1和y1的乘积；所述第一加法器，用于计算x1和x0的和；所述第二加法器，用于计算y1和y0的和；所述第三乘法器，用于计算第一加法器的输出结果和第二加法器的输出结果的乘积；所述第三加法器，用于计算第一乘法器输出结果的负值、第二乘法器输出结果的负值和第三乘法器输出结果的和。

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