[发明专利]同态加密装置、同态加密芯片及同态加密方法有效

专利信息
申请号: 202110694855.9 申请日: 2021-06-22
公开(公告)号: CN113343262B 公开(公告)日: 2022-10-11
发明(设计)人: 臧天德;顾海华 申请(专利权)人: 海光信息技术股份有限公司
主分类号: G06F21/60 分类号: G06F21/60;G06F7/72;G06F7/50
代理公司: 上海知锦知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 31327 代理人: 潘彦君
地址: 300384 天津市滨海新区天津华苑*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 同态 加密 装置 芯片 方法
【说明书】:

同态加密装置、同态加密芯片及同态加密方法,所述同态加密装置包括:输入输出控制单元,适于获取输入数据及其模运算类型信息;以及获取模加和/或模减运算数据或者获取进位运算结果并输出;至少两个变换处理单元,适于在输入数据的模运算类型信息为模乘运算时,对其进行数论变换;以及对模乘运算数据进行逆变换处理,得到处理结果;模处理单元,适于在输入数据的模运算类型信息为模加和/或模减运算时,对其进行模运算,得到模加和/或模减运算数据,以及对处理数据进行模乘运算,得到模乘运算数据;进位处理单元,适于对输入的处理结果进行进位处理,得到进位运算结果。采用上述方案,能够提高同态加密的运算效率,同时实现多种同态加密运算。

技术领域

发明实施例涉及数据处理技术领域,尤其涉及一种同态加密装置、同态加密芯片及同态加密方法。

背景技术

随着互联网技术和云计算技术的发展,用户数据的安全性和隐私性受到越来越多的关注。同态加密(Homomorphic Encryption)作为一种加密算法,其对密文操作后再解密,其操作结果等价于对明文做同样操作。采用同态加密方式,第三方可以在仅知道密文的情况下,对明文进行操作,从而可以保护用户数据的安全。

作为同态加密算法的一种,全同态加密(Fully Homomorphic Encryption,FHE)可以对加密数据进行无限次的任意运算,而不会泄露明文的任何信息,是保护用户数据安全的有效技术之一。

然而,现有的同态加密方案运算效率较低,而且只能进行一种类型的同态加密运算。

发明内容

有鉴于此,本发明实施例提供一种同态加密装置、同态加密芯片及同态加密方法,能够提高同态加密的运算效率,且能够实现多种同态加密运算。

本发明实施例提供一种同态加密装置,包括:输入输出控制单元、至少两个变换处理单元、模处理单元和进位处理单元,其中:

所述输入输出控制单元,适于获取输入数据以及所述输入数据的模运算类型信息;以及适于获取所述模处理单元输出的模加运算数据和/或模减运算数据作为同态运算结果并输出,或者从所述进位处理单元获取进位运算结果作为所述同态运算结果并输出;

所述至少两个变换处理单元中的任一变换处理单元,适于在所述输入数据的模运算类型信息为模乘运算时,对从所述输入输出控制单元获取的输入数据进行数论变换处理,得到处理数据,并输出至所述模处理单元;以及对输入的模乘运算数据进行对应的逆数论变换处理,得到处理结果,并输出至所述进位处理单元;

所述模处理单元,适于在所述输入数据的模运算类型信息为模加运算和/或模减运算时,对从所述输入输出控制单元获取的输入数据进行模加运算和/或模减运算,得到模加运算数据和/或模减运算数据,并将所述模加运算数据和/或模减运算数据输出至所述输入输出控制单元;以及适于对所述至少两个变换处理单元中任一变换处理单元输出的处理数据进行模乘运算,得到模乘运算数据,并将所述模乘运算数据输出至所述至少两个变换处理单元中至少一个变换处理单元;

所述进位处理单元,适于对所述至少两个变换处理单元中至少一个变换处理单元输出的处理结果进行进位处理,得到进位运算结果,并输出至所述输入输出控制单元。

可选地,所述至少两个变换处理单元中任一变换处理单元均包括多个移位模块和多个求和处理模块,且移位模块和求和处理模块一一对应,其中:

所述移位模块,适于在所述获取的输入数据的模运算类型信息为模乘运算时,对所述从所述输入输出控制单元获取的输入数据进行移位处理,得到移位数据,并输出至相应的求和处理模块;

所述求和处理模块,适于对所述移位数据进行累加求和运算,得到所述处理数据,并输出至所述模处理单元。

可选地,所述求和处理模块包括:进位保留加法器、模约减器和模加器,其中:

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