一种基于GPU的高吞吐量SM2数字签名计算系统及方法

摘要

本发明属于信息安全技术领域，公开了一种基于GPU的高吞吐量SM2数字签名计算系统及方法，所述基于GPU的高吞吐量SM2数字签名计算系统，包括系统初始化与预计算模块、签名生成模块、签名验证模块、椭圆曲线群运算模块和有限域运算模块。本发明将SM2数字签名系统拆分为椭圆曲线和有限域计算模块，并使用5种优化方法分别优化各个计算模块。通过GPU底层指令优化基础运算的计算过程；利用预计算表加速模乘和固定点乘的计算；缩短SM2推荐素数的加法链，大幅提升基于费马小定理的模逆处理速度；利用预计算窗口减少未知点乘运算的计算量；结合GPU平台特性，对SM2算法进行分层、模块化优化，大幅提升了SM2签名、验签运算在GPU平台上的吞吐量。