快速雙線性對運算裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種快速雙線性對運算裝置，包括嵌入式控制單元1-1、GPU處理單元1-2、網(wǎng)絡(luò)連接檢測開關(guān)1-3、無線傳輸單元1-4和USB接口傳輸單元1-5，嵌入式控制單元1-1與GPU處理單元1-2、網(wǎng)絡(luò)連接檢測開關(guān)1-3、無線傳輸單元1-4、USB接口傳輸單元1-5分別相連，網(wǎng)絡(luò)連接檢測開關(guān)1-3與無線傳輸單元1-4、USB接口傳輸單元1-5分別相連。本實用新型具有體積小、成本低、實時性好、運算效率高、便于攜帶等特點，適合移動設(shè)備使用，也適用于室內(nèi)設(shè)備的有線和無線連接的雙線性對的加速運算。
【專利說明】快速雙線性對運算裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域，具體涉及一種快速雙線性對運算裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]雙線性對在公鑰密碼學(xué)中早期應(yīng)用于攻擊橢圓曲線上的離散對數(shù)問題，即著名的MOV約化(利用雙線性Weil對)與FR約化(利用雙線性Tate對)。其攻擊的主要思想是利用雙線性對將橢圓曲線群中的離散對數(shù)問題歸約為相應(yīng)的有限域乘法子群中的離散對數(shù)問題。雙線性對有其特有的性質(zhì)，即存在兩個輸入變量，通過雙線性運算使得作用于變量上的系數(shù)可以靈活轉(zhuǎn)化。采用雙線性對在現(xiàn)代密碼學(xué)中可用來構(gòu)造很多其他數(shù)學(xué)工具所不能構(gòu)造的安全協(xié)議或方案，核心思想在于借助于雙線性對這一數(shù)學(xué)工具，但由于其性能特殊功能強(qiáng)大，是一個比較耗時的一個運算，在實際應(yīng)用中實現(xiàn)這些協(xié)議的瓶頸在于能否快速計算雙線性對。目前，采用專門的加速硬件(如現(xiàn)場可編程門陣列FPGA，嵌入式中央處理器CPU等)需要設(shè)計專用的加速裝置，實現(xiàn)成本較高，不利于推廣使用。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有雙線性對運算基于CPU的技術(shù)缺點，提供一種通過移動終端便能完成高性能雙線性對計算，極大程度上提高雙線性對計算效率和擴(kuò)大雙線性對的應(yīng)用平臺。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為一種快速雙線性對運算裝置，包括嵌入式控制單元1-1、GPU處理單元1-2、網(wǎng)絡(luò)連接檢測開關(guān)1-3、無線傳輸單元1-4和USB接口傳輸單元1-5，嵌入式控制單元1-1與GPU處理單元1-2、網(wǎng)絡(luò)連接檢測開關(guān)1-3、無線傳輸單元1-4、USB接口傳輸單元1-5分別相連，網(wǎng)絡(luò)連接檢測開關(guān)1-3與無線傳輸單元
1-4、USB接口傳輸單元1-5分別相連。
[0005]而且，所述嵌入式控制單元1-1包括嵌入式核心單元2-1、實時時鐘單元2-2、nandflash模塊2_3、ROM模塊2_4和norflash模塊2_5，嵌入式核心單元2_1與實時時鐘單元2-2、nandflash模塊2_3、ROM模塊2_4、norflash模塊2_5分別相連。
[0006]而且，所述嵌入式核心單元2-1采用ARM2420芯片。
[0007]而且，所述無線傳輸單元1-4采用nRF24L01芯片。
[0008]而且，所述GPU處理單元1-2采用Mali_T604芯片。
[0009]而且，所述USB接口傳輸單元1-5采用CH375芯片。
[0010]本實用新型具有體積小、成本低、實時性好、運算效率高、便于攜帶等特點，適合移動設(shè)備使用。它對于移動設(shè)備信息保密能力的提高以及商業(yè)理財應(yīng)用在移動設(shè)備上的普及
有重要意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。[0012]圖2是本實用新型實施例的嵌入式控制單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是本實用新型實施例的工作過程示意圖。
【具體實施方式】
[0014]以下結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0015]如圖1所示，本實用新型實施例提供的一種快速雙線性對運算裝置，包括嵌入式控制單元1-1、GPU處理單元1-2、網(wǎng)絡(luò)連接檢測開關(guān)1-3、無線傳輸單元1-4和USB接口傳輸單元1-5，嵌入式控制單元1-1與GPU處理單元1-2、網(wǎng)絡(luò)連接檢測開關(guān)1-3、無線傳輸單元1-4、USB接口傳輸單元1-5分別相連，網(wǎng)絡(luò)連接檢測開關(guān)1-3與無線傳輸單元1-4、USB接口傳輸單元1-5分別相連。具體實施時，可由遠(yuǎn)程主機(jī)通過無線傳輸單元1-4和USB接口傳輸單元1-5與基于GPU的雙線性對運算裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在網(wǎng)絡(luò)連接檢測開關(guān)1-3控制下，可以實現(xiàn)只從無線傳輸單元1-4或USB接口傳輸單元1-5輸入數(shù)據(jù)。嵌入式控制單元1-1起核心控制作用，GPU處理單元1-2平時處于休閑狀態(tài)；當(dāng)有算法需要處理時，嵌入式控制單元1-1通過調(diào)度，讓GPU處理單元1-2工作；GPU處理單元1-2完成數(shù)據(jù)計算后，把結(jié)果傳遞給嵌入式控制單元1-1。
[0016]如圖2所示，所述嵌入式控制單元1-1包括嵌入式核心單元2-1，以嵌入式核心單元2-1為嵌入式控制單元1-1的中央控制器。一般設(shè)置一些外圍設(shè)備以配合工作，如存儲器和時鐘。實施例設(shè)置了與之相連接的ROM模塊2-4、norflash模塊2_5、nandflash模塊2-3、以及實時時鐘單元2-2(即RTC)。各外圍設(shè)備具體實現(xiàn)可采用現(xiàn)有技術(shù)中的成熟芯片，本實用新型不予贅述。
[0017]具體實施時，本領(lǐng)域技術(shù)人員可自行選擇芯片實現(xiàn)各部分。所述嵌入式核心單元
2-1即嵌入式CPU，實施例采用ARM2420芯片。實施例的無線傳輸單元1_4為nRF24L01芯片，與嵌入式控制單元1-1相連接的GPU處理單元1-2為Mal1-T604芯片，USB接口傳輸單元1-5為CH375芯片。網(wǎng)絡(luò)連接檢測開關(guān)1-3采用簡單的數(shù)字開關(guān)電路即可實現(xiàn)，本實用新型不予贅述。
[0018]為便于實施參考起見，提供工作時裝置的運行流程如下:
[0019](I)獲取輸入數(shù)據(jù)。有兩種方法:①嵌入式控制單元1-1向網(wǎng)絡(luò)連接檢測開關(guān)1-3輸出控制命令，通過網(wǎng)絡(luò)連接檢測開關(guān)1-3選擇合適的傳輸單元(無線傳輸單元1-4或USB接口傳輸單元1-5)，從遠(yuǎn)程主機(jī)中獲取計算的輸入數(shù)據(jù)，包括將數(shù)據(jù)通過所選的傳輸單元輸入嵌入式控制單元1-1，存放入嵌入式控制單元1-1的ROM模塊2-4中嵌入式控制單元1-1直接隨機(jī)生成輸入數(shù)據(jù)。
[0020](2)雙線性對計算。如圖3所示，嵌入式控制單元1-1負(fù)責(zé)雙線性對算法的串行運算部分，如條件選擇、循環(huán)執(zhí)行等部分。當(dāng)運行到需要進(jìn)行雙線性對的并行運算部分，如域的加法和乘法等時，嵌入式控制單元1-1把程序執(zhí)行權(quán)力放給GPU處理單元1-2，并行部分結(jié)束后，GPU處理單元1-2發(fā)出結(jié)束請求信號通知嵌入式控制單元1-1把計算結(jié)果傳回嵌入式控制單元1-1，并把程序執(zhí)行權(quán)力還給嵌入式控制單元1-1，讓其繼續(xù)執(zhí)行程序。當(dāng)雙線性對的執(zhí)行再次運行到并行運算部分時，重復(fù)上面的步驟，直到程序結(jié)束。具體實施時，流程可設(shè)計為:獲取輸入數(shù)據(jù)后，程序由嵌入式控制單元1-1執(zhí)行，判斷是否遇到并行運算部分，遇到則程序由GPU處理單元1-2執(zhí)行，在并行運算結(jié)束后程序繼續(xù)由嵌入式控制單元1-1執(zhí)行，否則繼續(xù)判斷是否程序結(jié)束，判斷結(jié)果為否則程序繼續(xù)由嵌入式控制單元1-1執(zhí)行，直到程序運行結(jié)束。具體使用時，本領(lǐng)域技術(shù)人員可自行根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的運算方法設(shè)計軟件流程，本實用新型僅提供硬件裝置設(shè)計，不要求對軟件方面進(jìn)行保護(hù)。
[0021]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種快速雙線性對運算裝置，其特征在于:包括嵌入式控制單元(1-1)、GPU處理單元(1-2)、網(wǎng)絡(luò)連接檢測開關(guān)(1-3)、無線傳輸單元(1-4)和USB接口傳輸單元(1-5)，嵌入式控制單元(1-1)與GPU處理單元(1-2)、網(wǎng)絡(luò)連接檢測開關(guān)(1-3)、無線傳輸單元(1-4)、USB接口傳輸單元(1-5)分別相連，網(wǎng)絡(luò)連接檢測開關(guān)(1-3)與無線傳輸單元(1-4),USB接口傳輸單元(1-5)分別相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速雙線性對運算裝置，其特征在于:所述嵌入式控制單元(1-1)包括嵌入式核心單元(2-1)、實時時鐘單元(2-2)、nandflash模塊(2-3)、ROM模塊(2-4)和norflash模塊(2-5),嵌入式核心單元(2-1)與實時時鐘單元(2_2)、nandflash模塊(2-3 )、ROM 模塊(2-4)、norflash 模塊(2-5 )分別相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速雙線性對運算裝置，其特征在于:所述嵌入式核心單元(2-1)采用 ARM2420 芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的快速雙線性對運算裝置，其特征在于:所述無線傳輸單元(1-4)采用nRF24L01芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的快速雙線性對運算裝置，其特征在于:所述GPU處理單元(1-2)采用Mal1-T604芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的快速雙線性對運算裝置，其特征在于:所述USB接口傳輸單元(1-5 )采用CH375芯片。
【文檔編號】G06F21/62GK203455842SQ201320358253
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月21日
【發(fā)明者】張明武, 曾慶怡, 石巍, 梅傳軍 申請人:湖北工業(yè)大學(xué)