[发明专利]基于向量指令的大整数乘法实现方法及装置

权利要求书

1.一种基于向量指令的大整数乘法实现方法，该方法应用在计算机的公钥密码计算过程，其特征包括：

A、将大整数乘法的被乘数和乘数拆分为一个或多个向量长度的整数；

B、计算向量长度的整数相乘，过程为：

(1)将被乘数向量依次与乘数向量的每个字相乘，得到所有积向量；

(2)将积向量组成一条字对齐的加法进位链，称为型加法进位链，利用带进位的向量加法指令消除链中产生的所有加法进位，产生一组和向量和一个加法进位；

(3)将和向量组成一条错开一个字的加法进位链，称为型加法进位链，利用带进位的向量加法指令消除链中产生的所有加法进位，产生两个和向量和一个加法进位；

(4)将两个加法进位与和向量相加，得到被乘数向量和乘数向量的乘积；

重复执行步骤(1)至步骤(4)计算出步骤A拆分出的所有向量长度的整数的乘积；

C、对所有向量长度的整数的乘积求和。

2.如权利要求1中所述的实现方法，其特征在于，所述加法进位链算法利用带进位的向量加法指令将多个需要求和的向量按指定次序组成一条加法进位链，消除链中所有进位，其中，

带进位向量加法指令ADC可如下表示：

ADC指令将向量和进位向量相加，产生和向量和新的进位向量

加法进位链，向量与向量相加产生进位向量作为向量与向量求和的输入进位向量，相加产生进位向量如此进行m-1次，作为向量与向量求和的输入进位向量并产生进位向量m个向量加法组成一条所述加法进位链；用公式可表示为：

…………

加法进位链包括m个向量加法，最后只产生一个进位向量消除m-1个进位向量。

3.如权利要求2所述的实现方法，其特征在于，所述型加法进位链满足要求为：将需要求和的2s个向量按高低位排序，能够排成字对齐的s个向量对，且向量对按高低顺序依次相差一个字，将向量对按从低到高的顺序组成一条加法进位链，计算向量长度的整数相乘，过程为：使用带进位的向量加法指令对型加法进位链的每组向量对求和，共需要执行s次，带进位的向量加法指令，产生s个和向量和一个进位向量；

所述型加法进位链满足要求为：将需要求和的s个向量按高低位排序，能够排成依次相差一个字的加法进位链，所述型加法进位链规定如下三个操作为一轮型加法进位链计算操作：

(1)将和向量最低字保存到一个低位向量指定的字中；

(2)将和向量向低位移一个字；

(3)将和向量与下一个向量，以及进位向量相加，产生新的和向量和新的进位向量；

所述型加法进位链由低到高的顺序依次对链中的s个向量执行型加法进位链计算操作，共需执行s-1次型加法进位链计算操作，产生一个高位向量和若干低位向量以及一个加法进位向量。

4.如权利要求2所述的实现方法，其特征在于，所述向量长度的整数相乘中的乘法计算，使用向量乘法指令将被乘数向量依次与乘数向量的每个字相乘，得到所有积向量，过程为：

向量由多个字组成，Y[i]表示向量的第i个字，字扩展指令SPREAD将向量的第i个字扩展到整个向量，保存为即向量所有字的值均为Y[i]；

高位乘法向量指令MULHIGH将两个向量中对齐的每个字相乘，将乘法结果中字长度的高位部分保存在高位乘法结果向量对应的字中；

低位乘法向量指令MULLOW将两个向量中对齐的每个字相乘，将乘法结果中字长度的低位部分保存在低位乘法结果向量对应的字中；

使用字扩散指令SPREAD，高位乘法向量指令MULHIGH和低位乘法向量指令MULLOW；

被乘数向量和乘数向量都有s个字，计算过程为：

FOR i←1to s，反复执行步骤(1)至(3)，i从1到s，

(1)

(2)

(3)

产生s个低位积向量到和s个高位积向量到为2s个积向量。