基于mic加速部件的长整数基础计算

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1、工程硕士学位论文基于MIC加速部件的长整数基础计算作者ဉ名赵明祥工程领域软件工程校内指导教师陈虎副教授校外指导教师荣霓高㓝工程师所在学院软件学院论文提交日期2016ᒪ3月TheBasicCalculationofLongIntegeronMICAccelerationComponentsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate˖ZhaoMingxiangSupervisor˖A.P.ChenHuS.E.RongNiSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou

2、,China分类号：TP3学校ԙ号：10561学号：201321033207华南理工大学硕士学位论文基于MIC加速部件的长整数基础计算作者ဃ਽˖赵明祥申请学ս㓗别˖ᐕ程硕士ᐕ程亶域਽〠˖软Ԧᐕ程校内指ሬ教师ဃ਽銓职〠˖陈虎副教ᦸ校外指ሬ教师ဃ਽銓职〠˖荣霓高㓗ᐕ程师论文形式˖□产品研发□ᐕ程䇮计
ᓄ用研ウ□ᐕ程/亩目管理□调研ᣕ告研ウ方ੁ˖软Ԧᐕ程ᢰ术姓论文提交日期˖2016ᒤ3ᴸ23日论文答辩日期˖2016ᒤ3ᴸ25日学սᦸ予单ս˖ॾ南理ᐕ大学学սᦸ予日期˖ᒤᴸ日答辩င员会ᡀ员˖ѫᑝ˖李东င员˖许勇銓沈亪七銓王家ޥ銓汤德佑华南理工大学学位论文原创性声

3、明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重耍贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：袭１日巧＾日期；心。｜的；）月日学位论文版权使用授权书Ｉ！Ｉｉ本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，目Ｐ；Ｉ研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部口或机构送交

4、论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可公布学位论文的全部或部分内容，可Ｗ允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文一。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书。囚不保密上发布，同意在校园网，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。＇備在＂＂古二上相应方框内打Ｖ）明口作者签苗：名日：衫朗期今裤

5、指：导教师签名日：碱期＾仁等作者联系电话：，；电子邮箱联系地址；（含邮编）摘要䘁几ᒤ来，ഭ家大力᧘广移ࣘӂ联网銓Ӂ计算銓大数据оަ它多亶域结合发展，因↔信息安全方面急需广大群Շ࣐ԕ䟽视銔ޜ钥体ࡦ是整个信息安全体系的基础，广泛用于对〠密钥的交换过程銓数ᆇ签਽о认证等Շ多ॿ议中，ަ中包括RSA銓ElGamal銓ECC等算法ѫ要依赖于复ᵲ的长整数䘀算，利用ަ强大的计算能力来保证信息的安全銔人类的文明一直由ᢰ术的ࡋ新᧘ࣘ发展，在高性能计算方面，Intelޜਨ于2013ᒤ᧘出的基于MIC架构的XeonPhi⡸本高性能ॿ处理器包含了57～61个Ṩ，⇿个Ṩ

6、中包含一个512ս的VPU部Ԧ，支持OpenMP高度ᒦ行计算銔MIC中的计算Ṩ心ҏ是基于x86架构，更ᴹࣙ于开发人员采ਆCPU+MIC异构ॿ਼计算的模式䘋行开发，在编程简᱃性кާᴹ非常大的Ո势銔本文结合MIC࣐䙏部Ԧ的特性，提出了䘲合在MIC࣐䙏部Ԧкᒦ行计算ф能࠶利用资源的方法来实⧠多种长整数基础算法，包括长整数࣐法銓߿法銓乘法銓除法ԕ৺最大ޜ㓖数等銔例如针对多精度࣐法/߿法过程中䘋ս链ሬ㠤࣐法过程串行的问题，提出了使用各ᆇ段䘋ս作Ѫ最㓸䘋ս估计值的方法銔一方面，估计值ᡀ立的概率非常高，ਖ一方面，使得计算过程ਟԕᒦ行执行銔通过利用MIC࣐䙏部Ԧк独特的带

7、䘋ս࣐法SIMD指Ԕ，本文提出的512ս整数࣐法吞ੀ率接䘁CPUкGMP软Ԧ的20倍銔↔外，䘈针对多路࣐法和߿法扩展了к述思想，ԕ৺在乘法銓除法和最大ޜ㓖数к䇮计最䘲合在MICкᒦ行计算的方法銔本文利用OpenMP多线程ॆ和使用SIMD指Ԕ编写程序䘋行多㓗ᒦ行计算，在保证ަ结果↓确的਼时ҏ提高了长整数基础算法的吞ੀ率，本文最ਾ列出了各种长整数基础算法的↓确性测试案例和性能测试数据銔关键词：MIC˗SIMD˗VPU˗RSA˗OpenMP˗GMP˗长整数基础算法˗AbstractAsChinahasmadeagreateffortstopromotethemo

8、bileInternet,cloudcomputingandthe