基于异构平台的代数密码分析并行加速

摘要

作为网络信息安全的重要支撑技术，密码分析在信息时代的作用日益凸显，它的发展受到广泛关注。代数密码分析是当前发展最快、应用前景最好的主流密码分析技术之一，已经取得了许多突破性的成果。然而随着研究的深入，代数密码分析技术的发展面临密码代数系统求解的高计算复杂性的挑战。
　　针对这一问题，本文结合并行计算技术对代数密码分析的加速技术进行研究，主要取得了以下研究成果：
　　1.为了有效实现密码代数系统求解在异构平台上的并行加速，本文在深入研究一般并行计算模型和密码代数系统求解的特点的基础上，提出了密码代数系统求解加速的异构并行计算模型，为密码代数系统求解相关算法在异构平台上的并行化实现建立了基本框架。
　　2.为了有效利用协处理器实现对密码代数系统求解运算的加速，本文针对现有求解算法，设计实现了基于二元域矩阵运算的协处理器加速技术。
　　3.为了提高基协处理器对密码代数系统求解的加速效果，实现对协处理器的计算资源利用率最大化，本文基于Roofline性能评价模型提出了针对协处理器的性能评估和优化方法。
　　4.本文基于CPU/GPU异构平台，完成了对吴特征列算法完成了并行化实现，并将它应用到具体的代数密码分析中进行了相关测试。通过测试分析，验证了本文研究的技术对密码代数系统求解加速的有效性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 本文主要研究内容与论文结构

第二章 密码代数系统并行求解相关技术综述

2.1 引言

2.2 密码代数系统求解加速方法

2.3 代数系统并行化求解

2.4 异构并行计算技术

2.5 本章小结

第三章 密码代数系统求解加速的异构并行计算模型

3.1 引言

3.2 密码代数系统求解问题并行性分析

3.3 密码代数系统求解异构并行计算模型的建立

3.4 本章小结

第四章 基于协处理器的密码代数系统求解加速技术

4.1 引言

4.2 基于协处理器的加速方法分析

4.3 基于协处理器的二元域矩阵运算优化

4.4 协处理器性能评估与优化方法

4.5 本章小结

第五章 代数密码分析异构并行加速技术的实现与测试

5.1 引言

5.2 基于GPU的协同加速技术的实现

5.3 基于GPU协同加速技术的测试

5.4 特征列算法异构加速求解实现

5.5 特征列算法的并行化测试

5.6 本章小结

第六章 结束语

6.1 工作总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果