RSA算法的CUDA高效实现技术

doi:10.3778/j.issn.1002-8331.2011.02.027

计算机工程与应用 ›› 2011, Vol. 47 ›› Issue (2): 84-87.DOI: 10.3778/j.issn.1002-8331.2011.02.027

RSA算法的CUDA高效实现技术

孙迎红¹，童元满²，王志英²

1.湖南涉外经济学院计算机科学与技术系，长沙 410205
2.国防科学技术大学计算机学院，长沙 410073

收稿日期:2009-09-14 修回日期:2009-11-03 出版日期:2011-01-11 发布日期:2011-01-11
通讯作者: 孙迎红

CUDA based high performance implementation of RSA algorithm

SUN Yinghong¹，TONG Yuanman²，WANG Zhiying²

1.Department of Computer Science and Technology，Hunan International Economics University，Changsha 410205，China
2.School of Computer Science，National University of Defense Technology，Changsha 410073，China

Received:2009-09-14 Revised:2009-11-03 Online:2011-01-11 Published:2011-01-11
Contact: SUN Yinghong

摘要/Abstract

摘要： CUDA（Compute Unified Device Architecture）作为一种支持GPU通用计算的新型计算架构，在大规模数据并行计算方面得到了广泛的应用。RSA算法是一种计算密集型的公钥密码算法，给出了基于CUDA的RSA算法并行化高效实现技术，其关键为引入大量独立并发的Montgomery模乘线程，并给出了具体的线程组织、数据存储结构以及基于共享内存的性能优化实现技术。根据RSA算法CUDA实现方法，在某款GPU上测试了RSA算法的运算性能和吞吐率。实验结果表明，与RSA算法的通用CPU实现方式相比，CUDA实现能够实现超过40倍的性能加速。

关键词: 统一计算设备架构, RSA算法, Montgomery模乘

Abstract: As a new architecture supporting general purpose computing on GPU，Compute Unified Device Architecture（CUDA） plays an important role in massive data parallel computing.RSA is a kind of computing concentrated public key cryptographic algorithm.To improve the performance of RSA algorithm，CUDA based high performance implementation is presented in this paper.The key of CUDA implementation of RSA is large amount of independent parallel Montgomery modular multiplication thread in the kernel side.The threads organization scheme and data structure of this implementation are also presented.Besides，shared memory based performance improvement method is also presented.According to the implementation method of this paper，the performance and throughput of RSA algorithm are obtained for a CUDA GPU.The experiment results show that the CUDA implementation can achieve more than 40 times speedup in comparison with general CPU implementation of RSA.

Key words: Compute Unified Device Architecture（CUDA）, RSA algorithm, Montgomery module multiplication

中图分类号:

TP302
TP918

孙迎红¹，童元满²，王志英²

. RSA算法的CUDA高效实现技术[J]. 计算机工程与应用, 2011, 47(2): 84-87.

SUN Yinghong¹，TONG Yuanman²，WANG Zhiying². CUDA based high performance implementation of RSA algorithm[J]. Computer Engineering and Applications, 2011, 47(2): 84-87.

[1]	贾冀芳，张立新，廖明耀. 基于OpenSSL的SM2与RSA自动切换算法的设计[J]. 计算机工程与应用, 2018, 54(3): 74-81.
[2]	毛保磊，慕德俊，胡伟，张慧翔，秦茂源. RSA密码核时间侧信道检测与量化分析[J]. 计算机工程与应用, 2017, 53(10): 8-12.
[3]	顾鸿儒，孙连坤. 基于层次颜色Petri网的交通紧急调度算法与建模[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(16): 261-270.
[4]	李正夫1，2，王希诚3，李克秋1，姚翔3，董悦丽2. CUDA平台下信息熵多种群遗传算法设计[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(1): 12-16.
[5]	仲济源，梅魁志，温哲西. GIST特征提取的异构并发流计算实现[J]. 计算机工程与应用, 2015, 51(6): 139-144.
[6]	董丽丽，董玮，张翔. 利用CUDA提高内存数据聚类效能的研究[J]. 计算机工程与应用, 2015, 51(22): 243-251.
[7]	褚晶辉，王亚琦，吕卫. 基于ParaViewWeb架构的GPU高性能运算实现[J]. 计算机工程与应用, 2015, 51(11): 150-153.
[8]	赵家威，房九龄，苏明. Legendre序列快速生成的CUDA实现[J]. 计算机工程与应用, 2014, 50(8): 66-71.
[9]	陈华，史悦戎. 基于GPU的重启PGMRES并行算法研究[J]. 计算机工程与应用, 2014, 50(7): 35-40.
[10]	肖振久1，2，胡驰1，陈虹1. 改进的RSA算法在数字签名中的应用[J]. 计算机工程与应用, 2014, 50(17): 106-109.
[11]	刘进锋. 几种CUDA加速高斯滤波算法的比较[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(23): 14-18.
[12]	许亮1，王震2. 基于CUDA的快速大整数乘法[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(16): 221-224.
[13]	刘勇1，2，王志亮2，黄玉龙2. GPU平台上大规模文本分类的研究[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(8): 141-143.
[14]	王宝文，吴晓亮，李瑞亭，刘伟龙. 一个新的可验证多秘密分享方案[J]. 计算机工程与应用, 2011, 47(4): 90-92.
[15]	朱瑶，严承华，李强. NTRU加解密算法的GPU实现研究[J]. 计算机工程与应用, 2011, 47(34): 81-85.

RSA算法的CUDA高效实现技术

CUDA based high performance implementation of RSA algorithm

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