[发明专利]基于多线程并行的完整性度量散列算法优化方法

说明书

本发明涉及一种基于多线程并行的完整性度量散列算法优化方法，具体为：1：将完整性度量散列算法划分为Read线程和Update线程；初始化计数信号用于线程间的同步；2：Read线程以数据预取的方式将均匀分块的待度量数据存入缓冲区数组，Update线程则是对写入缓冲区数组的数据进行顺序运算处理；3:在Read线程向缓冲区写入数据时，之前设置的计数信号不断累加，当缓冲区满时停止写入并等待Read线程操作；同时，Update线程对写入缓冲区的数据顺序处理，当缓冲区空时停止，等待Read线程，Read线程和Update线程根据计数信号之间的关系实现同步；本发明降低了度量时间,提高了度量效率。

(一)、技术领域：

本发明涉及一种完整性度量散列算法优化方法，特别是涉及一种基于多线程并行的完整性度量散列算法优化方法。

(二)、背景技术：

目前，可信计算技术不断发展，完整性度量技术逐渐走向实用，但现有软件可信度量在效率、开销上还存在问题，度量工具的推广与应用仍受到其自身性能瓶颈的制约。对现有度量方法分析可知，影响度量性能的关键是度量算法的实现，在度量过程中多采用散列算法作为度量算法。

并行计算(Parallel Computting)是计算机科学中的重要研究内容，它是在串行计算(Sequential Computing)的基础上演变而来的。并行计算为解决单处理机性能瓶颈提供了一种较好的方法。

利用并行计算求解计算问题，通常基于以下考虑：将计算任务分解成多个子任务，有助于同时解决；在同一时间，由不同的执行部件同时执行多个子任务；多计算资源下解决问题的耗时要少于单个计算资源下的耗时。随着多核技术的发展，多核结构产品逐渐成为市场主流，在同一处理器中集成两个或多个完整的计算内核称为多核处理器，多核处理器的多个计算内核可以并行的执行指令，提高了并行计算的能力。利用多核技术，实现了线程级并行(thread level parallelism,TLP)、存储级并行(memory level parallelism,MLP)及数据级并行(data level parallelism,DLP)。

1)线程级并行

线程(thread)是在操作系统调度过程中比进程(process)更小的可调度执行单元。传统的进程只包含一个执行序列，从头到尾都是一个顺序执行的逻辑路径，所以，也可以称为是单线程的。线程可以理解为一种轻量级进程，是程序执行流的最小单元。在应用程序中使用多线程技术，每个线程都执行一个独立的逻辑路径，可以将冗长的或非常耗时的任务分解开来。

线程间是相互独立又相互依赖的。使用多线程编程模型编程就是把进程的任务划分为执行的线程，每个线程为一个顺序执行的单控制流，而所有线程都是并发、并行且是异步执行的。

多线程具有以下优点：

(1)线程创建代价小；

(2)同一进程的不同线程共享同一地址空间；

(3)多线程可以充分利用多核处理器；

(4)线程之间的切换比进程之间的切换代价小；

(5)响应速度快。

但是多线程在带来方便的同时也存在一定的弊端：

(1)线程间的同步所导致的计算负荷以及调度开销；

(2)多线程编程规则复杂，需避免死锁、竞争和优先级倒置；

(3)多线程程序难于调试。

在单处理器系统上，在一个时间段内多线程都处于启动运行到运行完毕之间的状态，且各线程都在同一个处理机上运行，但在任一时间点只有一条线程在处理机上运行即并发。

在多核处理器系统上，在同一时间点多线程分别在不同处理核心上执行，真正意义上实现了并行即线程级并行。