本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，尤其是一種零知識(shí)證明的硬件加速方法以及相關(guān)裝置。

背景技術(shù)：

1、零知識(shí)證明是一種加密技術(shù)，用于在不暴露具體信息的情況下，驗(yàn)證某個(gè)聲明的真實(shí)性。簡(jiǎn)單來說，零知識(shí)證明可以讓一方（證明者）向另一方（驗(yàn)證者）證明己方知道某個(gè)信息，而無(wú)需透露這個(gè)信息本身。例如，證明己方持有一個(gè)密碼，但不泄露密碼內(nèi)容。

2、相關(guān)技術(shù)中，零知識(shí)證明中涉及到多重標(biāo)量乘法（multi-scalarmultiplication，msm）。msm是零知識(shí)證明中加密協(xié)議和算法的關(guān)鍵部分。msm是一個(gè)橢圓曲線加密操作，其主要是將多個(gè)標(biāo)量（通常是整數(shù)）與多個(gè)橢圓曲線點(diǎn)相乘，并將結(jié)果加在一起。

3、因此，亟需設(shè)計(jì)一種技術(shù)方案，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)msm的硬件加速，提高零知識(shí)證明的整體性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種零知識(shí)證明的硬件加速方法以及相關(guān)裝置，用以通過硬件加速實(shí)現(xiàn)提升msm的運(yùn)算效率，提高執(zhí)行零知識(shí)證明時(shí)的整體硬件性能。

2、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種零知識(shí)證明的硬件加速方法，該方法應(yīng)用于執(zhí)行零知識(shí)證明的硬件系統(tǒng)，該硬件系統(tǒng)至少包括存儲(chǔ)器以及加法器；該方法包括：

3、從存儲(chǔ)器獲取待加速的零知識(shí)證明任務(wù)；

4、從所述零知識(shí)證明任務(wù)中獲取多重標(biāo)量乘法任務(wù)；所述多重標(biāo)量乘法任務(wù)中包含多個(gè)加法運(yùn)算；

5、基于加法器可執(zhí)行的最大同步任務(wù)數(shù)量，劃分所述多重標(biāo)量乘法任務(wù)，得到所述多重標(biāo)量乘法任務(wù)對(duì)應(yīng)的多個(gè)子任務(wù)；

6、將所述多個(gè)子任務(wù)輸入到加法器中，執(zhí)行對(duì)所述多個(gè)子任務(wù)的混合計(jì)算，得到對(duì)應(yīng)的混合計(jì)算結(jié)果；所述混合計(jì)算中第一階段執(zhí)行串行計(jì)算，第二階段執(zhí)行并行計(jì)算；

7、將所述混合計(jì)算結(jié)果傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器中，以完成對(duì)所述多重標(biāo)量乘法任務(wù)的硬件加速。

8、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種零知識(shí)證明的硬件加速裝置，應(yīng)用于執(zhí)行零知識(shí)證明的硬件系統(tǒng)，所述硬件系統(tǒng)至少包括存儲(chǔ)器、以及加法器；所述裝置包括以下單元，

9、獲取單元，被配置為從存儲(chǔ)器獲取待加速的零知識(shí)證明任務(wù)；

10、提取單元，被配置為從所述零知識(shí)證明任務(wù)中獲取多重標(biāo)量乘法任務(wù)；所述多重標(biāo)量乘法任務(wù)中包含多個(gè)加法運(yùn)算；

11、運(yùn)算單元，被配置為基于加法器可執(zhí)行的最大同步任務(wù)數(shù)量，劃分所述多重標(biāo)量乘法任務(wù)，得到所述多重標(biāo)量乘法任務(wù)對(duì)應(yīng)的多個(gè)子任務(wù)；將所述多個(gè)子任務(wù)輸入到加法器中，執(zhí)行對(duì)所述多個(gè)子任務(wù)的混合計(jì)算，得到對(duì)應(yīng)的混合計(jì)算結(jié)果；所述混合計(jì)算中第一階段執(zhí)行串行計(jì)算，第二階段執(zhí)行并行計(jì)算；將所述混合計(jì)算結(jié)果傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器中，以完成對(duì)所述多重標(biāo)量乘法任務(wù)的硬件加速。

12、第三方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括：

13、至少一個(gè)處理器、存儲(chǔ)器和輸入輸出單元；

14、其中，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，所述處理器用于調(diào)用所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序來執(zhí)行第一方面的零知識(shí)證明的硬件加速方法。

15、第四方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其包括指令，當(dāng)其在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行該指令時(shí)，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行第一方面的零知識(shí)證明的硬件加速方法。

16、本發(fā)明的有益效果是：提供了一種零知識(shí)證明的硬件加速方法以及相關(guān)裝置。該技術(shù)方案中，應(yīng)用于執(zhí)行零知識(shí)證明的硬件系統(tǒng)，所述硬件系統(tǒng)至少包括任務(wù)控制模塊、存儲(chǔ)器、以及加法器，所述方法應(yīng)用于任務(wù)控制模塊。首先，從存儲(chǔ)器獲取待加速的零知識(shí)證明任務(wù)。其次，從所述零知識(shí)證明任務(wù)中獲取多重標(biāo)量乘法任務(wù)，該多重標(biāo)量乘法任務(wù)中包含多個(gè)加法運(yùn)算。然后，基于加法器可執(zhí)行的最大同步任務(wù)數(shù)量，劃分所述多重標(biāo)量乘法任務(wù)，得到所述多重標(biāo)量乘法任務(wù)對(duì)應(yīng)的多個(gè)子任務(wù)。進(jìn)而，將所述多個(gè)子任務(wù)輸入到加法器中，執(zhí)行對(duì)所述多個(gè)子任務(wù)的混合計(jì)算，得到對(duì)應(yīng)的混合計(jì)算結(jié)果。其中，混合計(jì)算中第一階段執(zhí)行串行計(jì)算，第二階段執(zhí)行并行計(jì)算。最后，將所述混合計(jì)算結(jié)果傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器中，以完成對(duì)所述多重標(biāo)量乘法任務(wù)的硬件加速。該方案通過多重標(biāo)量乘法任務(wù)重劃分以及混合計(jì)算策略，顯著提高了零知識(shí)證明的計(jì)算速度和精度，優(yōu)化了資源利用，降低了硬件運(yùn)算能耗，提升了零知識(shí)證明的整體硬件性能、靈活性和擴(kuò)展性。

技術(shù)特征：

1.一種零知識(shí)證明的硬件加速方法，其特征在于，應(yīng)用于執(zhí)行零知識(shí)證明的硬件系統(tǒng)，所述硬件系統(tǒng)至少包括存儲(chǔ)器、以及加法器，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零知識(shí)證明的硬件加速方法，其特征在于，所述基于加法器可執(zhí)行的最大同步任務(wù)數(shù)量，劃分所述多重標(biāo)量乘法任務(wù)，得到所述多重標(biāo)量乘法任務(wù)對(duì)應(yīng)的多個(gè)子任務(wù)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的零知識(shí)證明的硬件加速方法，其特征在于，每一子任務(wù)包含的運(yùn)算任務(wù)數(shù)量由所述最大同步任務(wù)數(shù)量確定。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的零知識(shí)證明的硬件加速方法，其特征在于，每一子任務(wù)包含的運(yùn)算任務(wù)數(shù)量小于或等于所述多重標(biāo)量乘法任務(wù)中的任務(wù)總數(shù)與所述最大同步任務(wù)數(shù)量之間的比值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的零知識(shí)證明的硬件加速方法，其特征在于，最后一個(gè)子任務(wù)中包含的運(yùn)算任務(wù)數(shù)量小于所述比值。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的零知識(shí)證明的硬件加速方法，其特征在于，最后一個(gè)子任務(wù)中未被占據(jù)的計(jì)算資源用于執(zhí)行非加法運(yùn)算。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零知識(shí)證明的硬件加速方法，其特征在于，所述將所述多個(gè)子任務(wù)輸入到加法器中，執(zhí)行對(duì)所述多個(gè)子任務(wù)的混合計(jì)算，得到對(duì)應(yīng)的混合計(jì)算結(jié)果，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的零知識(shí)證明的硬件加速方法，其特征在于，所述在第一階段中，對(duì)于每一子任務(wù)，依次計(jì)算子任務(wù)內(nèi)每個(gè)位置對(duì)應(yīng)的中間結(jié)果，并累加得到每一子任務(wù)的目標(biāo)中間結(jié)果，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零知識(shí)證明的硬件加速方法，其特征在于，所述多個(gè)子任務(wù)所需的混合計(jì)算周期數(shù)為：；其中，為任務(wù)總數(shù)，為所述最大同步任務(wù)數(shù)量，為正整數(shù)。

10.一種零知識(shí)證明的硬件加速裝置，其特征在于，應(yīng)用于執(zhí)行零知識(shí)證明的硬件系統(tǒng)，所述硬件系統(tǒng)至少包括存儲(chǔ)器、以及加法器，所述硬件加速裝置包括以下單元，

11.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

12.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)軟件程序，所述計(jì)算機(jī)軟件程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的零知識(shí)證明的硬件加速方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，尤其是一種零知識(shí)證明的硬件加速方法以及相關(guān)裝置。該方法包括：從存儲(chǔ)器獲取待加速的零知識(shí)證明任務(wù)；從零知識(shí)證明任務(wù)中獲取多重標(biāo)量乘法任務(wù)；基于加法器可執(zhí)行的最大同步任務(wù)數(shù)量，劃分多重標(biāo)量乘法任務(wù)，得到多重標(biāo)量乘法任務(wù)對(duì)應(yīng)的多個(gè)子任務(wù)；將多個(gè)子任務(wù)輸入到加法器中，執(zhí)行對(duì)多個(gè)子任務(wù)的混合計(jì)算，得到對(duì)應(yīng)的混合計(jì)算結(jié)果；混合計(jì)算中第一階段執(zhí)行串行計(jì)算，第二階段執(zhí)行并行計(jì)算；將混合計(jì)算結(jié)果傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器中，以完成對(duì)多重標(biāo)量乘法任務(wù)的硬件加速。通過多重標(biāo)量乘法任務(wù)重劃分以及混合計(jì)算策略，提高零知識(shí)證明的計(jì)算速度和精度，降低硬件運(yùn)算能耗，提升零知識(shí)證明的整體硬件性能。

技術(shù)研發(fā)人員：楊龔軼凡,鄭瀚尋,闖小明,白肖承體
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中昊芯英（杭州）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10