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龍圖騰網(wǎng)恭喜南京大學(xué)申請(qǐng)的專利軟硬協(xié)同的分段掃描式蒙哥馬利模冪計(jì)算系統(tǒng)及可讀存儲(chǔ)介質(zhì)獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN114138235B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-06發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202111480141.4，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F7/72；該發(fā)明授權(quán)軟硬協(xié)同的分段掃描式蒙哥馬利模冪計(jì)算系統(tǒng)及可讀存儲(chǔ)介質(zhì)是由傅玉祥;孫玉祥;龍威;王峰;李偉;何書(shū)專設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2021-12-06向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本軟硬協(xié)同的分段掃描式蒙哥馬利模冪計(jì)算系統(tǒng)及可讀存儲(chǔ)介質(zhì)在說(shuō)明書(shū)摘要公布了：本發(fā)明提供了一種軟硬協(xié)同的分段掃描式蒙哥馬利模冪計(jì)算系統(tǒng)。SoC平臺(tái)內(nèi)置ARM處理器和FPGA資源。ARM端主要做整體任務(wù)調(diào)度，以及進(jìn)制分段掃描算法所必備的數(shù)據(jù)預(yù)處理。將處理好的數(shù)據(jù)存入SRAM的特定地址中，之后啟動(dòng)FPGA進(jìn)行運(yùn)算。FPGA端實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，包括地址生成模塊，模逆模塊，CIOS蒙哥馬利模乘模塊，分段掃描式蒙哥馬利模冪控制模塊等。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)256bit模冪，采用6bit的分段掃描方式，需要進(jìn)行的數(shù)據(jù)預(yù)處理，存入SRAM。具體的蒙哥馬利模乘模塊采用CIOS算法實(shí)現(xiàn)，將大位寬256bit乘法進(jìn)行64bit拆分，減少大位寬乘法所帶來(lái)的面積消耗，同時(shí)對(duì)CIOS算法進(jìn)行流水化方面的優(yōu)化，將原來(lái)的兩個(gè)內(nèi)循環(huán)進(jìn)行流水處理，僅增加少量周期完成兩個(gè)內(nèi)循環(huán)，提高執(zhí)行效率。

本發(fā)明授權(quán)軟硬協(xié)同的分段掃描式蒙哥馬利模冪計(jì)算系統(tǒng)及可讀存儲(chǔ)介質(zhì)在權(quán)利要求書(shū)中公布了：1.軟硬協(xié)同的分段掃描式蒙哥馬利模冪計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：ARM端，用于完成整體的任務(wù)調(diào)度，以及預(yù)計(jì)算；所述ARM端包括：預(yù)計(jì)算模塊，用于產(chǎn)生2k進(jìn)制分段掃描模冪算法所需要的預(yù)算值，以及修正系數(shù)factor；驅(qū)動(dòng)模塊，用于與數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊建立雙向通信，驅(qū)動(dòng)FPGA端，與FPGA端建立數(shù)據(jù)的雙向通信；FPGA端，與所述ARM端電性連接，用于完成計(jì)算密集的任務(wù)，執(zhí)行模冪的具體運(yùn)算；所述FPGA端包括：蒙哥馬利模冪模塊，用于實(shí)現(xiàn)256bit模冪的具體運(yùn)算；模逆模塊，采用歐幾里得擴(kuò)展算法計(jì)算64bit模逆的值，提供給蒙哥馬利模塊，作為預(yù)處理值；數(shù)據(jù)分配模塊，作為ARM端與FPGA端的數(shù)據(jù)交接模塊，用于ARM的存取數(shù)；SRAM模塊，用于對(duì)所述ARM端的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸以及蒙哥馬利模塊、模逆模塊的取數(shù)操作；所述模逆模塊的結(jié)果作為模冪算法的輸入值使用，求a關(guān)于m的模逆x，即a*x≡1modm，將其轉(zhuǎn)化為求x和y使得ax+my＝1成立；模逆采用直接的擴(kuò)展歐幾里得算法，利用歐幾里得算法的性質(zhì):ax+my＝a1x1+m1y1＝…＝1，其中遞歸運(yùn)算來(lái)得到最終的結(jié)果；核心遞歸代碼如下所示： 式中，mod表示取模運(yùn)算，表示整除，xn,ynxn-1yn-1為相鄰兩次遞歸的求解，an,mnan-1,mn-1相鄰兩次遞歸的源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化；所述蒙哥馬利模冪模塊包括：256bit蒙哥馬利模乘模塊；狀態(tài)機(jī)控制模塊，依次調(diào)用所述256bit蒙哥馬利模乘模塊，完成整個(gè)模冪算法的控制流程；地址生成模塊，用于生成源數(shù)據(jù)以及預(yù)算值的地址，從所述SRAM模塊中取出對(duì)應(yīng)的數(shù)；所述256bit蒙哥馬利模乘模塊基于CIOS優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟：步驟1、模逆模塊先啟動(dòng)，得到N′0表示模乘運(yùn)算所需要的模逆值，這里用作生成修正系數(shù)，表示對(duì)N的低64bit的模逆操作，R表示64bit模逆的取模值,這里R＝264；步驟2、將源數(shù)據(jù)A，B，N按照64bit為單位劃分為4段；步驟3、遍歷源數(shù)據(jù)A[63:0]和B的四段64bit數(shù)據(jù)，依次進(jìn)行乘法，分別存儲(chǔ)為t[0]～[3]；步驟4、在有限域下，得到修正系數(shù)m：m＝t[0]×N′0式中，t[0]表示步驟3結(jié)果的低64bit，即修正前的結(jié)果數(shù)據(jù)；步驟5、將修正系數(shù)依次乘以N的四段并加上對(duì)應(yīng)的t[0]～[3]，對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正，使得修正后的值可以被R整除，從而可以用移位操作代替除法操作；步驟6、判斷是否遍歷了A的四段數(shù)據(jù)，若沒(méi)有，則將A右移64bit，返回步驟3；步驟7、由低到高拼接t[0]～[3]，記為T(mén)，若TN，則返回T-N，否則返回T。

如需購(gòu)買(mǎi)、轉(zhuǎn)讓、實(shí)施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請(qǐng)人或?qū)＠麢?quán)人南京大學(xué)，其通訊地址為：210023 江蘇省南京市棲霞區(qū)仙林大道163號(hào)；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。