一种基于CPU-GPU混合系统的并行同态加密算法

作者：郑志蓉

来源：舰船电子工程, 2019, 39(08): 121-131.

• 同态加密
• 云计算
• CPU
• GPU
• 数据私密性
• 并行计算

随着云计算服务模式的推广,用户数据的私密性逐渐成为云安全体系需要重点关注的焦点。在信息安全领域,数据加密是避免信息遭受非法访问的有效途径。同态加密是一种可直接对密文进行运算的加密算法,在给云服务提供商省去解密的复杂操作同时,也很好地保护了数据的私密性。但是,由于同态加密算法的计算复杂度特别高,导致给计算资源增加了繁重的负担。该研究针对上述问题设计了一种快速的并行计算框架,提出一种基于CPU-GPU混合系统的并行同态加密算法。文章提出的同态加密并行计算框架,主要致力于利用GPU来加速同态加密算法的运行,从而缩短同态加密算法的运行时间,保证云计算环境用户数据的安全。另外,论文设计了一种数据处理的流水线模式,从而进一步提高并行同态加密算法的并行度。实验也表明,论文提出的并行同态加密算法相比串行同态加密算法,在执行同态乘法和同态加法操作时,在运算时间上分别提高了70%和91%。