FHE制造技术

本说明书实施例中提供了一种

【技术实现步骤摘要】
FHE芯片和计算设备


[0001]本说明书一个或多个实施例涉及芯片
，尤其涉及一种全同态加密
(Fully Homomorphic Encryption
，
FHE)
芯片和计算设备
。

技术介绍

[0002]全同态加密技术可以支持对加密数据直接执行计算
(
即密文运算
)
，无需将加密数据解密成明文后再执行计算
。
对加密数据直接执行密文运算的过程中，计算复杂度相对较高，通常需要提供专用的
FHE
芯片来负责实现更加快速的完成密文运算
。

技术实现思路

[0003]本说明书一个或多个实施例中提供了一种
FHE
芯片和计算设备
。
[0004]第一方面，提供了一种
FHE
芯片，所述
FHE
芯片包括多级互联网络
(Multistage Interconnection Network
，
MIN)
和
n
个处理单元
(Processor Element
，
PE)
，
n
为大于1的整数；其中所述
n
个
PE
用于在所述
FHE
芯片对目标密文执行密文运算的过程中，并行执行属于所述密文运算的
n
个运算任务，所述目标密文是基于
FHE
算法处理原始数据而得到的；所述
MIN
用于支持第一
PE
将交换数据传输至第二
PE
，所述交换数据属于所述第一
PE
因执行运算任务而产生的运算结果，所述第一
PE
和所述第二
PE
属于所述
N
个
PE。
[0005]在一种可能的实施方式中，所述
MIN
包括被划分为
m
个级别的
m*n
个交换单元，所述
n
个
PE
与所述
MIN
中属于第一级别的
n
个交换单元连接，并与所述
MIN
中属于第二级别的
n
个交换单元一一对应连接，所述第一级别和所述第二级别互为所述
m
个级别中的最高级别和最低级别，
m
为大于1的整数
。
[0006]在一种可能的实施方式中，所述
MIN
包括
Benes Network。
[0007]在一种可能的实施方式中，所述
MIN
网络包括以下各种网络中的至少一种：
Omega Network、Baseline Network、Butterfly Network。
[0008]在一种可能的实施方式中，所述
PE
包括至少两个输出端口和至少两个输入端口；其中，所述
MIN
，用于从所述第一
PE
的第一输出端口接收第一数据包，所述第一数据包中包括所述交换数据
、
所述第二
PE
中将用于接收所述第一数据包的第一输入端口的第一输入地址；根据所述第一输入地址将所述第一数据包传输至所述第一输入端口
。
[0009]在一种可能的实施方式中，所述第一数据包中还包括所述第一输出端口的第一输出地址；其中，所述
MIN
，具体用于根据所述第一输出地址和所述第一输入地址，将所述第一数据包传输至所述第一输入端口
。
[0010]在一种可能的实施方式中，所述
PE
中包括用于执行数据数论变换
(Number
‑
Theoretic Transform
，
NTT)
运算任务的蝶形单元
(Butterfly Unit
，
BFU)。
[0011]在一种可能的实施方式中，所述
PE
中包括用于执行自同构运算任务的自同构地址计算单元
(Automorphism Address Generate Unit
，
Auto AGU)。
[0012]在一种可能的实施方式中，所述
PE
中包括用于执行算术运算任务和
/
或逻辑运算
任务的算术逻辑单元
(Arithmetic and Logic Unit
，
ALU)。
[0013]第二方面，提供了一种计算设备，包括第一方面中任一项所述的
FHE
芯片
。
[0014]通过本说明书一个或多个实施例中提供的技术方案，
FHE
芯片对目标密文执行密文运算的过程中，其包括的
N
个
PE
可以并行执行属于该密文运算的多个运算任务；单个
PE
因执行运算任务而产生的运算结果中，可能包含需要按照预定逻辑传输至某个特定
PE
的交换数据，其中交换数据的传输模式是在
PE
之间进行点对点的数据传输，因此在
FHE
中使用
MIN
来负责实现对交换数据进行传输，
MIN
自身在
FHE
中的实现面积相对较小，而且能够很好的支持对交换数据在
PE
之间进行点对点的传输，可以实现在无需额外增加带宽和访问延迟的情况下，提高
FHE
芯片的整体性能
。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图
。
[0016]图1为本说明书实施例中提供的一种
FHE
芯片的结构示意图；
[0017]图2为本说明书实施例中提供的一种
FHE
芯片中的
PE
的结构示意图；
[0018]图3为示例性提供的
Omega Network
与8个
PE
间的拓扑关系示意图；
[0019]图4为
MIN
所包括交换单元中输入端口和输出端口的导通关系示意图；
[0020]图5为本说明书实施例中提供的一种计算设备的结构示意图
。
具体实施方式
[0021]下面结合附图，对本说明书所提供的各个非限制性实施例进行详细描述
。
[0022]随着数据安全的普及以及隐私计算服务的发展，
FHE
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种全同态加密
FHE
芯片，所述
FHE
芯片包括多级互联网络
MIN
和
n
个处理单元
PE
，
n
为大于1的整数；其中，所述
n
个
PE
，用于在所述
FHE
芯片对目标密文执行密文运算的过程中，并行执行属于所述密文运算的
n
个运算任务，所述目标密文是基于
FHE
算法处理原始数据而得到的；所述
MIN
，用于支持第一
PE
将交换数据传输至第二
PE
，所述交换数据属于所述第一
PE
因执行运算任务而产生的运算结果，所述第一
PE
和所述第二
PE
属于所述
n
个
PE。2.
根据权利要求1所述的
FHE
芯片，所述
MIN
包括被划分为
m
个级别的
m*n
个交换单元，所述
n
个
PE
与所述
MIN
中属于第一级别的
n
个交换单元连接，并与所述
MIN
中属于第二级别的
n
个交换单元一一对应连接，所述第一级别和所述第二级别互为所述
m
个级别中的最高级别和最低级别，
m
为大于1的整数
。3.
根据权利要求1所述的
FHE
芯片，所述
MIN
包括
Benes Network。4.
根据权利要求1所述的

【专利技术属性】
技术研发人员：唐欣，李晓东，
申请(专利权)人：支付宝杭州信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：