1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

Về một phương pháp nhân đa thức dựa trên định lý phần dư Trung Hoa và phép biến đổi Fourier nhanh

9 64 0

Đang tải... (xem toàn văn)

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 9
Dung lượng 787,91 KB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Bài viết trình bày một phương pháp hiệu quả nhân nhanh các đa thức và chuỗi lũy thừa có các hệ số nguyên ứng dụng trong việc tạo các tham số cho các hệ thống mật mã khóa công khai, mà hiệu quả của chúng làm tăng tốc độ thực hiện các thuật toán trong các ứng dụng thực tế.

Trang 1

Nghiên cứu khoa học công nghệ

Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 59, 02 - 2019 187

VỀ MỘT PHƯƠNG PHÁP NHÂN ĐA THỨC DỰA TRÊN ĐỊNH LÝ PHẦN DƯ TRUNG HOA VÀ PHÉP BIẾN ĐỔI FOURIER NHANH

Nguyễn Thị Thu Nga*

Tóm tắt: Bài báo trình bày một phương pháp hiệu quả nhân nhanh các đa thức

và chuỗi lũy thừa có các hệ số nguyên ứng dụng trong việc tạo các tham số cho các

hệ thống mật mã khóa công khai, mà hiệu quả của chúng làm tăng tốc độ thực hiện các thuật toán trong các ứng dụng thực tế Phương pháp này là thích ứng chúng với tính toán song song cho phép khai thác tối đa khả năng tính toán của các bộ vi xử lý hiện đại Nhờ kết hợp định lý phần dư Trung Hoa và phép biến đổi Fourier nhanh cho phép phát triển một phương pháp nhân nhanh hiệu quả

Từ khóa: Phép nhân song song đa thức; FFT - Biến đổi Fourier nhanh; CRT - (Định lý phần dư Trung Hoa)

Chinese Remainder Theorem

1 MỞ ĐẦU

Năm 1971, Schönhage và Strassen đã đưa ra một thuật toán mới cho phép nhân các số nguyên lớn Kể từ đó các thuật toán nhân nhanh dựa trên biến đổi Fourier nhanh FFT (Fast Fourier Transform) đã được cải tiến liên tục Ngày nay, chúng ta có nhiều thuật toán nhân nhanh các số nguyên lớn [1] và nhân nhanh đa thức [7] Một số thuật toán không phụ thuộc vào kiến trúc bộ xử lý và một số khác được thiết kế giành cho một hệ thống tính toán cụ thể Mặc dù FFT có một lợi thế so với các thuật toán nhân cổ điển, nhưng phiên bản giành cho các máy tính đa nhân không dễ thực hiện Ngoài ra, khi nhân các số nguyên lớn bằng phương pháp FFT chỉ hiệu quả khi các số có trên 100.000 bit [4] Để khắc phục điều này cần tạo một thuật toán cùng một lúc sử dụng FFT và định lý phần dư Trung Hoa CRT (Chinese Remainder Theorem) Định lý phần dư Trung Hoa thường được sử dụng để tăng tốc độ tính toán trong thuật toán mật mã RSA Việc sử dụng CRT cho phép tách và thực hiện song song các phép toán ký hoặc giải mã Bài báo trình bày một thuật toán hiệu quả nhân nhanh các đa thức có các hệ số nguyên

2 BIỂU DIỄN CÁC PHẦN TỬ TRƯỜNG VÀ PHÉP NHÂN NHANH

TRONG VÀNH ĐA THỨC

Trong phần này sẽ trình bày ngắn gọn về phương pháp tối giản Montgomery Bổ đề sau đây là cơ sở cho phương pháp tối giản Montgomery [7]:

Bổ đề 1 Cho a, b, M, R là các số nguyên sao cho (M, R) = 1, a, b <M <R, q = -M-1

mod R, và

t 1 = a • b

t 2 = t 1 mod R

t 3 = t 2 • q

t 4 = t 3 mod R

t 5 = t 4 •M

t = (t 1 + t 5 )/R

Khi đó, một trong những phương trình sau đây là đúng:

abR -1 mod M = t hoặc abR -1 mod M = t - M

Trong thực tế, số M thường là số lẻ, và R là lũy thừa của số 2 Điều này có nghĩa là việc giảm và phân chia theo modulo R dẫn đến giảm thích hợp một số lượng bit cao và bit

thấp Thực tế rút gọn Montgomery cho phép thực hiện tính toán hiệu quả trên vành ℤ/M

Định lý 1 Cho M và R là các số nguyên dương Nếu (M, R) = 1,M < R và vành

R 1 = <{0,1 , M - 1}, 0, 1, + , − , • >,

R 2 = <{0,1, , M-1}, 0, R mod M, + , - , >

Trang 2

và được định nghĩa như sau:

a ± b = a ± b mod M

a • b = ab mod M

a ⊙ b = abR -1

mod M, thì R 1 và R 2 đẳng cấu cùng nhau

Chứng minh: Chúng ta định nghĩa biến đổi h: R 1 → R 2 như sau:

h (x) = xR mod M

Vì M và R nguyên tố cùng nhau, thì R là một modulo M có thể đảo ngược Điều này

có nghĩa là h trong thực tế là một song ánh Để hoàn thành chứng minh chúng ta phải chỉ

ra rằng biến đổi h là một đồng cấu:

1 h(0) = 0, h(1) = R mod M,

2 h(a ± b) = (a ± b)R mod M = (aR ± bR) mod M = h(a) + h(b),

3 h(a • b) = abR mod M = (aRbR)R -1 mod M = h(a) h(b)

Điều này đã được chứng minh

Giả thiết rằng: n là một số lũy thừa của 2 và lớn hơn bậc tối đa của đa thức đa thức muốn nhân Giả định rằng giá trị tuyệt đối các hệ số của đa thức nhỏ hơn B

Định nghĩa 1: cho f(X) = f n-1 X n-1 + • • • + f 1 X + f 0 [X] và M ∈ℤ

Chúng ta định nghĩa f(X) mod M như sau:

f(X) mod M = (f n-1 mod M)X n−1 + • • • + (f 0 mod M),

i

f M                  

với i từ 0 đến n-1 Nếu lựa chọn được một số hợp lý M thì nhân hai đa thức trong vành (/M)[X] cho

cùng kết quả như nhân chính các đa thức đó cùng trong vành ℤ[X] Bổ đề sau chỉ ra cách chọn số M để đạt được kết quả này

Bổ đề 2 Cho f(X) = f n-1 X n-1 + … + f 1 X + f 0 , g(X) = g n-1 X n-1 + • • •+ g 1 X+g 0 là các

đa thức có hệ số nguyên, sao cho |f i | <B và |g i | <B với i = 0, 1 , , n - 1 Nếu số nguyên

M thỏa mãn điều kiện:

2nB 2 <M Thì f (X)g(X) mod M = f(X)g(X)

Chứng minh: Nếu f(X)g(X) = h(X) = h 2n-2 X 2n-2 + • • • + h 1 X + h 0 thì

 

h X f X g X

1 1

 

    

1

1

 

      Bởi vì | f i | < B và | g i | < B nên chúng ta có

       với i từ 0 đến n-1

        với i từ

0 đến n-1

Điều đó có nghĩa là |h i |<nB2 với mọi i từ 0 đến 2n - 2 Nếu M>2nB 2 thì tất cả các hệ số

(được mô tả trong định nghĩa 1) của các đa thức f(X), g(X) và h(X) được biểu diễn trong

Trang 3

Nghiên cứu khoa học công nghệ

Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 59, 02 - 2019 189

vành là phần dư theo modulo M mà không cần rút gọn Điều đó suy ra phương trình f(X) g(X) mod M = f(X) g(X)

Định lý 2 Cho f(X) = f n-1 X n-1 + … + f 1 X + f 0 , g(X) = g n-1 X n-1 +• • •+ g 1 X+g 0 là các

đa thức có hệ số nguyên, sao cho |f i | <B và |g i | <B| Nếu số nguyên tố p thỏa mãn các điều

kiện sau:

(1) 2nB 2 <p,

(2) p = 2 m+1 r + 1 với 2 m+1 ≥ 2n và r ∈ℤ, thì

f(X)g(X) = f(X)g(X) mod p = (f(X) mod p)(g(X) mod p) mod p

và trường p có thể sử dụng để nhân đa thức f và g bằng cách sử dụng thuật toán FFT

Chứng minh: Bởi vì toán tử mod p đồng cấu tự nhiên của vành ℤ, nên

(f(X) mod p)(g(X) mod p) mod p = f(X)g(X) mod p

Trên cơ sở của Bổ đề 2 chúng ta có được đẳng thức:

f(X)g(X) mod p = f(X)g(X)

Như vậy, việc nhân các đa thức f (X), g (X) ∈ ℤ[X] cho cùng kết quả như phép nhân

đa thức f(X) mod p, g(X) mod p p [X] với điều kiện các phần tử của trường p [X] được

biểu diễn bằng các số 1 1

, , 1, 0,1, ,

Số nguyên tố có dạng p = 2 m+1r + 1 được chọn khi sử dụng thuật toán FFT, do thực tế

là với một số p xác định, trường p có nghiệm nguyên thủy với phần tử đơn vị bậc 2 m+1

Áp dụng biến đổi Fourier nhanh trên trường hữu hạn thay vì trên trường số phức cho phép loại bỏ các phép toán dài, phức tạp trên số dấu phẩy động và thay bằng các phép tính nhanh trên số nguyên Điều này cho phép xây dựng một thuật toán nhanh hơn, bởi vì trên

bộ vi xử lý Intel Core 2 thì thực hiện phép nhân các số nguyên khoảng 30 lần nhanh hơn

so với thực hiện phép nhân trên số dấu phẩy động Trường hữu hạn được đề xuất sử dụng

vì hai lý do:

1 Tối đa hóa tốc độ của thuật toán,

2 Loại bỏ lỗi làm tròn, được đặc trưng bởi các phép toán trên các số dấu phẩy động Tất nhiên, ở dây phát sinh câu hỏi về các điều kiện cần phải thỏa mãn sao cho việc thực hiện các thuật toán nhân đa thức nhanh nhất Để trả lời câu hỏi này, cần lưu ý rằng phép toán chính được thực hiện khi nhân đa thức là phép nhân trong trường hữu hạn p Gồm phép nhân các số nguyên và quy về theo modulo Tối ưu hóa việc quy về theo modulo cho kết quả tốt nhất về tốc độ thuật toán nhân đa thức Thông thường, bài toán quy

về theo modulo được giải quyết bằng một trong ba cách:

(a) Tìm một số nguyên tố p, sao cho phép toán rút gọn theo modulo dẫn đến thực hiện một số phép cộng và phép trừ Thực tế là có rất nhiều số nguyên tố như vậy Ví dụ: 2224 –

296 + 1 = 296 (2128 - 1) + 1 hoặc 2512 – 232 + 1 = 232 (2480 - 1) + 1

(b) Một phương pháp tối ưu hóa khác phép rút gọn theo modulo là sử dụng thuật toán rút gọn Montgomery [7] Phương pháp này tổng quát hơn và có thể áp dụng cho bất kỳ số nguyên tố nào khác 2

(c) Cuối cùng, có thể sử dụng thuật toán cổ điển để tính toán tỉ số và phần dư của phép chia, nhược điểm của phương pháp này là rất khó thực hiện một cách hiệu quả [7] Phương pháp đề xuất trong (a) cho phép tính tích các phần tử phần tử trường hữu hạn chỉ sử dụng một phép nhân số nguyên và chắc chắn là nhanh nhất trong số các phép tính được đề xuất Các số nguyên tố dạng đặc biệt này có vai trò quan trọng trong mật mã và thường được sử dụng trong các thuật toán dựa trên đường cong elliptic (FIPS 186-3 và ANSI X509.62)

Trang 4

các vectơ thu đư

toán này t

của thuật toán dựa tr

hệ số nhỏ h

đa th

trong trư

trư

n(

vành các chu

ch

cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

chu

cộng v

lặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

thì giao th

Thu

Trung Hoa Cách ti

bằ

kh

trư

Vi

các vectơ thu đư

toán này t

ủa thuật toán dựa tr

Đ

ệ số nhỏ h

đa thức tr

trong trư

Ch

1 Bi

trường

2 Nhân các t

3 Bi

Đi

(2+3

Các thu

vành các chu

chỉ khi hệ số của nó có số mũ thấp nhất bằng 1 hoặc

cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

chuỗi Ph

ộng v

ặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

thì giao th

Thu

Đ

Trung Hoa Cách ti

ằng nhi

khả năng phân chia tính toán trong trư

trước hết phải t

Việc nhân các

các vectơ thu đư

toán này t

ủa thuật toán dựa tr

Định lý 2

ệ số nhỏ h

ức tr

trong trư

Chứng minh:

1 Bi

ng

2 Nhân các t

3 Bi

Điề

2+3 log (

Các thu

vành các chu

ỉ khi hệ số của nó có số mũ thấp nhất bằng 1 hoặc

cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

ỗi Ph

ộng và tr

ặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

thì giao th

Thuật toán 1.

Để gi

Trung Hoa Cách ti

ng nhi

năng phân chia tính toán trong trư

ớc hết phải t

ệc nhân các

các vectơ thu đư

toán này tốn kém nh

ủa thuật toán dựa tr

ịnh lý 2

ệ số nhỏ h

ức trên b

trong trường h

ứng minh:

1 Biến đổi Fourier của hai đa thức có bậc bé h

p (chúng ta bi

2 Nhân các t

3 Biến đổi Fourier ng

ều này có ngh

log (

Các thu

vành các chu

ỉ khi hệ số của nó có số mũ thấp nhất bằng 1 hoặc

cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

ỗi Phương pháp

à trừ chuỗi Để biến đổi ng

ặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

thì giao thức sau cho

ật toán 1.

giảm đ

Trung Hoa Cách ti

ng nhiều phép nhân nh

năng phân chia tính toán trong trư

ớc hết phải t

ệc nhân các

các vectơ thu đư

n kém nh

ủa thuật toán dựa tr

ịnh lý 2

ệ số nhỏ hơn B N

ên bằng cách sử dụng thuật toán FFT cần thực hiện

ng h

ứng minh:

ến đổi Fourier của hai đa thức có bậc bé h

(chúng ta bi

2 Nhân các t

ến đổi Fourier ng

u này có ngh

log (n)) phép nhân trong trư

Các thuật toán nhân đ

vành các chuỗi lũy

ỉ khi hệ số của nó có số mũ thấp nhất bằng 1 hoặc

cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

ương pháp

ừ chuỗi Để biến đổi ng

ặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

ức sau cho

ật toán 1.

m đ

Trung Hoa Cách ti

u phép nhân nh

năng phân chia tính toán trong trư

ớc hết phải t

ệc nhân các

các vectơ thu đượ

n kém nh

ủa thuật toán dựa tr

ịnh lý 2 Cho trư

ơn B N

ằng cách sử dụng thuật toán FFT cần thực hiện

ng hữu h

ứng minh:

ến đổi Fourier của hai đa thức có bậc bé h

(chúng ta bi

2 Nhân các t

ến đổi Fourier ng

u này có ngh

)) phép nhân trong trư

ật toán nhân đ

ỗi lũy

ỉ khi hệ số của nó có số mũ thấp nhất bằng 1 hoặc

cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

ương pháp

ừ chuỗi Để biến đổi ng

ặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

ức sau cho

ật toán 1 Đ

3 S PHÂN CHIA TÍNH TOÁN GI

m độ ph

Trung Hoa Cách ti

u phép nhân nh

năng phân chia tính toán trong trư

ớc hết phải tìm ra các s

ệc nhân các đa th

ợc và th

n kém nh

ủa thuật toán dựa tr

Cho trư

ơn B Nếu số nguy

ằng cách sử dụng thuật toán FFT cần thực hiện

u hạn

ứng minh: M

ến đổi Fourier của hai đa thức có bậc bé h

(chúng ta bi

2 Nhân các tọa đ

ến đổi Fourier ng

u này có ngh

)) phép nhân trong trư

ật toán nhân đ

ỗi lũy th

ỉ khi hệ số của nó có số mũ thấp nhất bằng 1 hoặc

cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

ương pháp

ừ chuỗi Để biến đổi ng

ặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

ức sau cho

Đảo ng

3 S PHÂN CHIA TÍNH TOÁN GI

phứ Trung Hoa Cách tiếp c

u phép nhân nh

năng phân chia tính toán trong trư

ìm ra các s

đa th

c và th

n kém nhất là phép nhân trong trư

ủa thuật toán dựa trên s

Cho trư

ếu số nguy ằng cách sử dụng thuật toán FFT cần thực hiện

n p

Một phép nhân FFT (đ

ến đổi Fourier của hai đa thức có bậc bé h

(chúng ta biến đổi mỗi một đa thức th

a độ

ến đổi Fourier ng

u này có nghĩa l

)) phép nhân trong trư

ật toán nhân đ

thừa với các hệ số nguy

ỉ khi hệ số của nó có số mũ thấp nhất bằng 1 hoặc

cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

ương pháp Newton tính toán ngh

ừ chuỗi Để biến đổi ng

ặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

ức sau cho phép tìm ngh

ảo ng

3 SỬ DỤNG ĐỊNH LÝ PHẦN D PHÂN CHIA TÍNH TOÁN GI

ức tạ

p cậ

u phép nhân nh

năng phân chia tính toán trong trư

ìm ra các s

đa thức bao g

c và thự

t là phép nhân trong trư

ên số phép nhân cần thiết theo modulo Cho trước hai đa thức có bậc nhỏ h

ếu số nguy ằng cách sử dụng thuật toán FFT cần thực hiện

p

ột phép nhân FFT (đ

ến đổi Fourier của hai đa thức có bậc bé h

ến đổi mỗi một đa thức th

ộ củ

ến đổi Fourier ngư

ĩa là m )) phép nhân trong trư

ật toán nhân đ

ừa với các hệ số nguy

ỉ khi hệ số của nó có số mũ thấp nhất bằng 1 hoặc

cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

Newton tính toán ngh

ừ chuỗi Để biến đổi ng

ặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

phép tìm ngh

ảo ngược chuỗi lũy thừa bằng cách sử dụng ph

Ử DỤNG ĐỊNH LÝ PHẦN D PHÂN CHIA TÍNH TOÁN GI

ạp tính toán c

ận này s

u phép nhân nhỏ

năng phân chia tính toán trong trư

ìm ra các số nguy

c bao g

ực hi

t là phép nhân trong trư

ố phép nhân cần thiết theo modulo

ớc hai đa thức có bậc nhỏ h

ếu số nguy ằng cách sử dụng thuật toán FFT cần thực hiện

ột phép nhân FFT (đ

ến đổi Fourier của hai đa thức có bậc bé h

ến đổi mỗi một đa thức th

ủa hai vectơ v

ến đổi Fourier ngược của vector với

à mộ )) phép nhân trong trư

ật toán nhân được đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ừa với các hệ số nguy

ỉ khi hệ số của nó có số mũ thấp nhất bằng 1 hoặc

cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

Newton tính toán ngh

ừ chuỗi Để biến đổi ng

ặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

phép tìm ngh

ợc chuỗi lũy thừa bằng cách sử dụng ph

Ử DỤNG ĐỊNH LÝ PHẦN D PHÂN CHIA TÍNH TOÁN GI

p tính toán c

n này s hơn trong trư năng phân chia tính toán trong trư

ố nguy

c bao g

c hiện phép bi

t là phép nhân trong trư

ố phép nhân cần thiết theo modulo

ớc hai đa thức có bậc nhỏ h

ếu số nguyên t ằng cách sử dụng thuật toán FFT cần thực hiện

ột phép nhân FFT (đ

ến đổi Fourier của hai đa thức có bậc bé h

ến đổi mỗi một đa thức th

a hai vectơ v

ợc của vector với

ột phép nhân đơn hai đa th )) phép nhân trong trư

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ừa với các hệ số nguy

ỉ khi hệ số của nó có số mũ thấp nhất bằng 1 hoặc

cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

Newton tính toán ngh

ừ chuỗi Để biến đổi ng

ặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

phép tìm ngh

ợc chuỗi lũy thừa bằng cách sử dụng ph

Ử DỤNG ĐỊNH LÝ PHẦN D PHÂN CHIA TÍNH TOÁN GI

p tính toán c

n này sẽ hơn trong trư năng phân chia tính toán trong trư

ố nguyên t

c bao gồm các phép toán sau: Th

n phép bi

t là phép nhân trong trư

ố phép nhân cần thiết theo modulo

ớc hai đa thức có bậc nhỏ h

ên tố ằng cách sử dụng thuật toán FFT cần thực hiện

ột phép nhân FFT (đ

ến đổi Fourier của hai đa thức có bậc bé h

ến đổi mỗi một đa thức th

a hai vectơ v

ợc của vector với

t phép nhân đơn hai đa th )) phép nhân trong trườ

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ừa với các hệ số nguy

ỉ khi hệ số của nó có số mũ thấp nhất bằng 1 hoặc

cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

Newton tính toán ngh

ừ chuỗi Để biến đổi ngược chuỗi có

ặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

phép tìm nghịch đảo của nó với n hệ số:

ợc chuỗi lũy thừa bằng cách sử dụng ph

Ử DỤNG ĐỊNH LÝ PHẦN D PHÂN CHIA TÍNH TOÁN GI

p tính toán c

cho phép chúng ta thay th hơn trong trư

năng phân chia tính toán trong trư

ên t

m các phép toán sau: Th

n phép bi

t là phép nhân trong trư

ố phép nhân cần thiết theo modulo

ớc hai đa thức có bậc nhỏ h

ố p th

ằng cách sử dụng thuật toán FFT cần thực hiện

ột phép nhân FFT (đ

ến đổi Fourier của hai đa thức có bậc bé h

ến đổi mỗi một đa thức th

a hai vectơ v

ợc của vector với

t phép nhân đơn hai đa th ờng

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ừa với các hệ số nguy

ỉ khi hệ số của nó có số mũ thấp nhất bằng 1 hoặc

cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

Newton tính toán ngh

ợc chuỗi có

ặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

ịch đảo của nó với n hệ số:

ợc chuỗi lũy thừa bằng cách sử dụng ph

Ử DỤNG ĐỊNH LÝ PHẦN D PHÂN CHIA TÍNH TOÁN GI

p tính toán của thu

cho phép chúng ta thay th hơn trong trư

năng phân chia tính toán trong trườ

ên tố p

m các phép toán sau: Th

n phép biế

t là phép nhân trong trư

ố phép nhân cần thiết theo modulo

ớc hai đa thức có bậc nhỏ h

thỏa m ằng cách sử dụng thuật toán FFT cần thực hiện

ột phép nhân FFT (đ

ến đổi Fourier của hai đa thức có bậc bé h

ến đổi mỗi một đa thức th

a hai vectơ với 2

ợc của vector với

t phép nhân đơn hai đa th

ng p, Đi

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ừa với các hệ số nguy

ỉ khi hệ số của nó có số mũ thấp nhất bằng 1 hoặc

cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

Newton tính toán ngh

ợc chuỗi có

ặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

ịch đảo của nó với n hệ số:

ợc chuỗi lũy thừa bằng cách sử dụng ph

Ử DỤNG ĐỊNH LÝ PHẦN D PHÂN CHIA TÍNH TOÁN GI

a thu cho phép chúng ta thay th hơn trong trường

năng phân chia tính toán trong trường

p i cho phép th

m các phép toán sau: Th

ến đ

t là phép nhân trong trư

ố phép nhân cần thiết theo modulo

ớc hai đa thức có bậc nhỏ h

ỏa m ằng cách sử dụng thuật toán FFT cần thực hiện

ột phép nhân FFT (đơn) riêng bi

ến đổi Fourier của hai đa thức có bậc bé h

ến đổi mỗi một đa thức th

i 2n

ợc của vector với

t phép nhân đơn hai đa th

, Đi

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ừa với các hệ số nguyên M

ỉ khi hệ số của nó có số mũ thấp nhất bằng 1 hoặc

cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

Newton tính toán nghịch đảo nhanh v

ợc chuỗi có

ặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

ịch đảo của nó với n hệ số:

ợc chuỗi lũy thừa bằng cách sử dụng ph

Ử DỤNG ĐỊNH LÝ PHẦN D PHÂN CHIA TÍNH TOÁN GI

a thuật toán trên, chúng ta s cho phép chúng ta thay th

ng

ng p cho phép th

m các phép toán sau: Th

n đổi Fourier ngh

t là phép nhân trong trường

ố phép nhân cần thiết theo modulo

ớc hai đa thức có bậc nhỏ h

ỏa mãn các ằng cách sử dụng thuật toán FFT cần thực hiện

ơn) riêng bi

ến đổi Fourier của hai đa thức có bậc bé h

ến đổi mỗi một đa thức th

hệ

ợc của vector với 2n

t phép nhân đơn hai đa th

, Điều cần CM

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ên M

ỉ khi hệ số của nó có số mũ thấp nhất bằng 1 hoặc

cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

ịch đảo nhanh v

ợc chuỗi có

ặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

n

j

ịch đảo của nó với n hệ số:

ợc chuỗi lũy thừa bằng cách sử dụng ph

Ử DỤNG ĐỊNH LÝ PHẦN D PHÂN CHIA TÍNH TOÁN GI

t toán trên, chúng ta s cho phép chúng ta thay th

p M

p gi

cho phép th

m các phép toán sau: Th

i Fourier ngh

ng

ố phép nhân cần thiết theo modulo

ớc hai đa thức có bậc nhỏ h

ãn các ằng cách sử dụng thuật toán FFT cần thực hiện

ơn) riêng bi

ến đổi Fourier của hai đa thức có bậc bé h

ến đổi mỗi một đa thức thành m

số yêu c

2n hệ số đ

t phép nhân đơn hai đa th

ều cần CM

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ên Một chuỗi nh

ỉ khi hệ số của nó có số mũ thấp nhất bằng 1 hoặc

cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

ịch đảo nhanh v

ợc chuỗi có n h

ặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

1

0

n

j

ịch đảo của nó với n hệ số:

ợc chuỗi lũy thừa bằng cách sử dụng ph

Ử DỤNG ĐỊNH LÝ PHẦN D PHÂN CHIA TÍNH TOÁN GIỮA CÁC BỘ VI XỬ LÝ

t toán trên, chúng ta s cho phép chúng ta thay th

Một giữa các bộ vi xử lý Để đạt đ cho phép th

m các phép toán sau: Th

i Fourier ngh

p Do đó, chúng ta đánh giá đ

ố phép nhân cần thiết theo modulo

ớc hai đa thức có bậc nhỏ hơn n, trong đó giá tr

ãn các đi ằng cách sử dụng thuật toán FFT cần thực hiện

ơn) riêng bi

ến đổi Fourier của hai đa thức có bậc bé hơn

ành m yêu c

ệ số đ

t phép nhân đơn hai đa th

ều cần CM

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ột chuỗi nh

ỉ khi hệ số của nó có số mũ thấp nhất bằng 1 hoặc

-cho các vành (padded ring) -cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

ịch đảo nhanh v

hệ số chúng ta phải thực hiện

ặp Nếu chuỗi lũy thừa có tính nghịch đảo có dạng:

1

0

j

ịch đảo của nó với n hệ số:

ợc chuỗi lũy thừa bằng cách sử dụng ph

Ử DỤNG ĐỊNH LÝ PHẦN DƯ TRUNG HOA Đ

ỮA CÁC BỘ VI XỬ LÝ

t toán trên, chúng ta s cho phép chúng ta thay th

ột ưu đi

ữa các bộ vi xử lý Để đạt đ cho phép thực hiện ý t

m các phép toán sau: Th

i Fourier ngh

Do đó, chúng ta đánh giá đ

ố phép nhân cần thiết theo modulo

ơn n, trong đó giá tr điều kiện của Định l ằng cách sử dụng thuật toán FFT cần thực hiện

ơn) riêng biệt gồm ba b

ơn n

ành một vector có 2 yêu cầ

ệ số đòi h

t phép nhân đơn hai đa thứ

ều cần CM

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ột chuỗi nh -1 S cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

ịch đảo nhanh v

ệ số chúng ta phải thực hiện

,

j

ịch đảo của nó với n hệ số:

ợc chuỗi lũy thừa bằng cách sử dụng ph

Ư TRUNG HOA Đ

ỮA CÁC BỘ VI XỬ LÝ

t toán trên, chúng ta s cho phép chúng ta thay th

ưu đi

ữa các bộ vi xử lý Để đạt đ

ực hiện ý t

m các phép toán sau: Th

i Fourier ngh

Do đó, chúng ta đánh giá đ

ố phép nhân cần thiết theo modulo p

ơn n, trong đó giá tr

ều kiện của Định l ằng cách sử dụng thuật toán FFT cần thực hiện

ệt gồm ba b đòi h

ột vector có 2

ầu 2

òi hỏi

ức s

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ột chuỗi nh

1 Sử dụng ph cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

ịch đảo nhanh vì ch

ệ số chúng ta phải thực hiện

,

ịch đảo của nó với n hệ số:

ợc chuỗi lũy thừa bằng cách sử dụng ph

Ư TRUNG HOA Đ

ỮA CÁC BỘ VI XỬ LÝ

t toán trên, chúng ta s cho phép chúng ta thay thế

ưu điểm khác của cách tiếp cận

ữa các bộ vi xử lý Để đạt đ

ực hiện ý t

m các phép toán sau: Thực hi

i Fourier nghịch đ

Do đó, chúng ta đánh giá đ

p

ơn n, trong đó giá tr

ều kiện của Định l ằng cách sử dụng thuật toán FFT cần thực hiện

ệt gồm ba b

òi hỏ

ột vector có 2

u 2n phép nhân trong

ỏi n log (n)

c sử d

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ột chuỗi như v

ử dụng ph cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

ì ch

ệ số chúng ta phải thực hiện

,

ịch đảo của nó với n hệ số:

ợc chuỗi lũy thừa bằng cách sử dụng ph

Ư TRUNG HOA Đ

ỮA CÁC BỘ VI XỬ LÝ

t toán trên, chúng ta s

phép nhân đơn trong trư

ểm khác của cách tiếp cận

ữa các bộ vi xử lý Để đạt đ

ực hiện ý tưởng đề xuất trong thực tế

c hiệ

ch đả

Do đó, chúng ta đánh giá đ

ơn n, trong đó giá tr

ều kiện của Định l

n(2 + 3

ệt gồm ba bư

ỏi 2n

ột vector có 2

phép nhân trong

n log (n)

dụng thu

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ư vậy có thể đảo ng

ử dụng ph cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

ì chỉ sử dụng phép nhân, phép

ệ số chúng ta phải thực hiện

ợc chuỗi lũy thừa bằng cách sử dụng phương pháp l

Ư TRUNG HOA Đ

ỮA CÁC BỘ VI XỬ LÝ

t toán trên, chúng ta s

phép nhân đơn trong trư

ểm khác của cách tiếp cận

ữa các bộ vi xử lý Để đạt đ

ởng đề xuất trong thực tế

ện bi

ảo Trong t

Do đó, chúng ta đánh giá đ

ơn n, trong đó giá tr

ều kiện của Định l

2 + 3

ước sau:

2nlog(

ột vector có 2n

phép nhân trong

n log (n)

ng thu

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ậy có thể đảo ng

ử dụng phương pháp l cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác đ

ỉ sử dụng phép nhân, phép

ệ số chúng ta phải thực hiện

ương pháp l

Ư TRUNG HOA Đ

ỮA CÁC BỘ VI XỬ LÝ

t toán trên, chúng ta sử d

phép nhân đơn trong trư

ểm khác của cách tiếp cận

ữa các bộ vi xử lý Để đạt đ

ởng đề xuất trong thực tế

n biến đ

o Trong t

Do đó, chúng ta đánh giá đ

ơn n, trong đó giá trị tuyệt đối của từng

ều kiện của Định l

2 + 3 log(

ớc sau:

log(n

hệ số)

phép nhân trong

n log (n) phép nhân trong

ng thuậ

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ậy có thể đảo ng ương pháp l cho các vành (padded ring) cho phép chúng ta nhanh chóng xác định nghịch đảo của

ỉ sử dụng phép nhân, phép

ệ số chúng ta phải thực hiện

ương pháp l

Ư TRUNG HOA Đ

ỮA CÁC BỘ VI XỬ LÝ

dụng đ phép nhân đơn trong trư

ểm khác của cách tiếp cận

ữa các bộ vi xử lý Để đạt đ

ởng đề xuất trong thực tế

n đổ

o Trong t

Do đó, chúng ta đánh giá đ

ị tuyệt đối của từng

ều kiện của Định lý 1, vi

log(

ớc sau:

n) phép nhân trong

ệ số)

phép nhân trong

hép nhân trong

ật toán FFT c

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ậy có thể đảo ng ương pháp l ịnh nghịch đảo của

ỉ sử dụng phép nhân, phép

ệ số chúng ta phải thực hiện

ương pháp l

Ư TRUNG HOA ĐỂ

ỮA CÁC BỘ VI XỬ LÝ

ng đ phép nhân đơn trong trư

ểm khác của cách tiếp cận

ữa các bộ vi xử lý Để đạt đ

ởng đề xuất trong thực tế

ổi Fourier, nhân

o Trong tất c

Do đó, chúng ta đánh giá đ

ị tuyệt đối của từng

ý 1, vi

log(n)) phép nhân

) phép nhân trong

ệ số)

phép nhân trong

hép nhân trong

t toán FFT c

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ậy có thể đảo ng ương pháp l ịnh nghịch đảo của

ỉ sử dụng phép nhân, phép

ệ số chúng ta phải thực hiện

ương pháp lặp Newton

ng định lý ph phép nhân đơn trong trư

ểm khác của cách tiếp cận

ữa các bộ vi xử lý Để đạt được mục đích,

ởng đề xuất trong thực tế

i Fourier, nhân

t cả

Do đó, chúng ta đánh giá độ phức tạp

ị tuyệt đối của từng

ý 1, việc nhân các )) phép nhân

) phép nhân trong

phép nhân trong p

hép nhân trong

t toán FFT c

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ng

ậy có thể đảo ngư ương pháp lặp Newton ịnh nghịch đảo của

ỉ sử dụng phép nhân, phép

ệ số chúng ta phải thực hiện log n

ặp Newton

nh lý ph phép nhân đơn trong trư

ểm khác của cách tiếp cận

ợc mục đích, ởng đề xuất trong thực tế

i Fourier, nhân các phép

ộ phức tạp

ị tuyệt đối của từng

ệc nhân các )) phép nhân

) phép nhân trong

p hép nhân trong

t toán FFT c

ợc đề xuất có thể sử dụng để tính toán biến đổi ngược tr

ược khi v

ặp Newton ịnh nghịch đảo của

ỉ sử dụng phép nhân, phép

log n

ặp Newton

nh lý ph phép nhân đơn trong trườ

ểm khác của cách tiếp cận

ợc mục đích, ởng đề xuất trong thực tế

i Fourier, nhân các phép

ộ phức tạp

ị tuyệt đối của từng

ệc nhân các )) phép nhân

) phép nhân trong

hép nhân trong

t toán FFT cần có

ợc tr

ợc khi v

ặp Newton ịnh nghịch đảo của

ỉ sử dụng phép nhân, phép

log n phép

ặp Newton

nh lý phần dư ờng

ểm khác của cách tiếp cận này là

ợc mục đích, ởng đề xuất trong thực tế

i Fourier, nhân các phép

ộ phức tạp

ị tuyệt đối của từng

ệc nhân các )) phép nhân

) phép nhân trong

p

n có

ợc trên

ợc khi và

ặp Newton ịnh nghịch đảo của

ỉ sử dụng phép nhân, phép

phép

ặp Newton

n dư

ng p này là

ợc mục đích, ởng đề xuất trong thực tế

i Fourier, nhân các phép

ộ phức tạp

ị tuyệt đối của từng

ệc nhân các )) phép nhân

) phép nhân trong

n có

ên

à

ặp Newton ịnh nghịch đảo của

ỉ sử dụng phép nhân, phép

phép

n dư

p

này là

ợc mục đích,

Trang 5

Nghiên cứu khoa học công nghệ

Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 59, 02 - 2019 191

Định lý 3 Cho f(X) = f n-1 X n-1 + … + f 1 X + f 0 , g(X) = g n-1 X n-1 +• • •+ g 1 X+g 0 là các

đa thức với hệ số nguyên, sao cho |f i |<B và |g i |<B Nếu các số nguyên tố p i thỏa mãn các điều kiện sau:

 

 

 

1 2

,

k i i

i

1

4 pi  2mri khi 2m1  2 nr  i

Thì:

        mod    mod     mod  mod

và trường pi có thể sử dụng để nhân song song các đa thức f và g bằng sử dụng biến

đổi nhanh Fourier (Fast Fourier Transform - FFT)

Chứng minh: Chứng minh định lý này sẽ rất giống với chứng minh Định lý 1 vì toán

tử mod M đồng cấu tự nhiên trên vành ℤ thì:

(f(X) mod M) (g(X) mod M) mod M = f(X)g(X) mod M

Sử dụng Bổ đề 1 chúng ta có được đẳng thức sau:

f(X) g(X) mod M = f(X) g(X)

Điều này có nghĩa là phép nhân các đa thức g(X), f(X) Z [X] cho cùng kết quả như nhân các đa thức g(X) mod M, f(X) mod M (/M) [X] miễn là các phần tử của vành

/Mℤ được biễu diễn bằng các số từ tập hợp:

, , 1, 0,1, ,

Giả định rằng M là tích của các số nguyên tố khác nhau p i, khi đó có thể áp dụng định

lý phần dư Trung Hoa và ta có được đẳng cấu sau:

/M p1 × • • • × pk

Các đẳng cấu trên có thể mở rộng thành đồng cấu vành đa thức:

(/M )[X] p1 [X] × • • • × pk [X]

Điều này có nghĩa là phép nhân trong vành (/M )[X] có thể được thay thế bởi k

phép nhân trong các vành pi [X], và mỗi phép nhân trong chúng có thể được thực hiện một cách độc lập Điều này cho phép chia tách các phép tính giữa k bộ xử lý (procesor) và thực hiện chúng một cách song song Ngoài ra, tất cả các số nguyên tố p i = 2 m + 1 r i + 1 được

chọn, sao cho phép nhân có thể được thực hiện bằng thuật toán FFT Thực tế là mỗi trường

pi chứa nghiệm nguyên thủy với phần tử đơn vị bậc 2 m + 1

Cách giải quyết được đề xuất trong định lý trên hiệu quả hơn rất nhiều so với phương pháp tiêu chuẩn được trình bày trong phần trước Để đảm bảo hiệu suất tối đa tính toán cần

chọn các số nguyên tố p i có thể chứa trong một thanh ghi của bộ xử lý Điều này dễ dàng thực hiện với các bộ xử lý 32 và 64 bit

Giả sử bây giờ chúng ta đã tìm được k số nguyên tố p i có cùng số bit và thỏa mãn giả thuyết của Định lý 3 Đối với các số như vậy thì định lý sau là đúng:

Định lý 4 Cho trước hai đa thức hệ số nguyên bậc nhỏ hơn n, với giá trị tuyệt đối

từng hệ số nhỏ hơn B Nếu các số nguyên tố p i thõa mãn điều kiện định lý 3 và ⌊log2 (p i)⌋ =

⌊log2 (p j)⌋, khi đó khi nhân các đa thức như vậy sử dụng thuật toán FFT đòi hỏi thực hiện

 

c k n kn   nc k n phép nhân trong trường pi Trong đó, c 1 , c 2 là các hằng số xác định

Trang 6

Chứng minh: Vì ⌊log2 (p i)⌋ = ⌊log2 (p j)⌋ cho tất cả i,j; nên chúng ta có thể giả định

rằng chi phí để thực hiện phép nhân trong mỗi phần tử trường F pi là như nhau Phép nhân các đa thức sử dụng biến đổi Fourier nhanh FFT gồm ba bước sau:

1 Sự giảm các hệ số modulo đòi hỏi phải thực hiện c 1 k 2 n phép nhân trong trường pi

Mỗi hệ số đa thức có độ chính xác k liên quan đến số đo của số p i Do đó, một hệ số duy

nhất có thể được giảm bằng cách sử dụng (1∕2)c 1 k phép nhân trong trường pi (Thuật toán 2) Bởi vì chúng ta có hai đa thức như vậy, mỗi một trong số chúng đều có n hệ số, và số các số nguyên tố là k, thì tổng số phép nhân cần thiết bằng (1/2) c 1 k.2.n.k = c 1 k 2 n

2 Chúng ta sử dụng thuật toán nhân nhanh FFT trong các trường pi với i {1 , , k}: (a) Biến đổi Fourier của hai đa thức bậc nhỏ hơn n đòi hỏi phải thực hiện 2nlog(n)

phép nhân trong trường pi (các đa thức được biến đổi thành các vectơ với 2n hệ số), (b) Việc nhân hai vectơ mà mỗi vectơ có 2n hệ số đòi hỏi thực hiện 2n phép nhân

trong trường pi,

(c) Biến đổi Fourier ngược đối với vector có 2n hệ số cần nlog (n) phép nhân trong

trường pi

3 Sử dụng định lý phần dư Trung Hoa cho phép tạo ra các hệ số của tích nhờ c 2 k 2 n

phép nhân trong trường pi Kết quả trên là do mỗi một lời giải của hệ phương trình x ≡ a i

mod p i có thể được tạo nên nhờ sử dụng (1/2)c 2 k 2 phép nhân trong trường pi Bởi vậy,

chúng ta phải tạo ra 2n hệ số, thì tổng số phép nhân cần thiết bằng (1/ 2)c 2 k 2 • 2n = c 2 k 2 n

Do đó, thuật toán mô tả trong Định lý 3 đòi hỏi thực hiện:

c 1 k 2 n + kn (2+3 log (n)) + c 2 k 2 n

phép nhân trong trường pi

Bây giờ chúng ta so sánh độ phức tạp tính toán của các thuật toán được mô tả trong các định lý 2 và 3 Để làm điều này, trước tiên chúng ta phải đưa vào một thước đo thống nhất về độ phức tạp tính toán của cả hai thuật toán Trong trường hợp này là số phép nhân trong trường p Chúng ta có thể đưa ra kết luận sau:

- So sánh thuật toán mới với phương pháp áp dụng phép biến đổi Fourier nhanh cả để

nhân các đa thức và nhân các số Nếu chúng ta giả định rằng số p i chứa trong một thanh ghi bộ xử lý, thì độ phức tạp tính toán của thuật toán nhân đa thức và các hệ số của nó nhờ

sử dụng phép biến đổi Fourier nhanh FFT khoảng:

O((n log n)(k log k))

Còn thuật toán của chúng ta có độ sự phức tạp tính toán:

O(kn log n + k 2 n)

Giả sử rằng k = O(n), thì chúng ta thấy rằng thuật toán dựa hoàn toàn trên phép biến đổi Fourier FFT nhanh hơn nhiều Độ phức tạp tính toán của nó là O(n 2 log 2 n) trong khi thuật toán đề xuất hoạt động trong khoảng thời gian O(n 3 ) Giả sử rằng các hệ số đa thức nhỏ hơn và k= O(log n) Khi đó, thuật toán dựa hoàn toàn trên phép biến đổi Fourier FFT nhanh có sự phức tạp tính toán O(n log 2 n log log n) trong khi phương pháp đề xuất có phức tạp tiệm cận O(n log 2 n) Vì vậy, thuật toán hiệu quả nhân nhanh đa thức đã được

phát triển

Hệ quả 1 Nếu k = O(log n), thì độ phức tạp tính toán của thuật toán đề xuất nhỏ hơn

độ phức tạp tính toán của thuật toán nhân chỉ dựa trên việc sử dụng phép biến đổi Fourier

FFT và bằng: O(n log 2 n),

Trong khi độ phức tạp tính toán của thuật toán dựa trên phép biến đổi FFT khoảng:

O(n log 2 n log log n)

Trang 7

Nghiên c

Tạp chí Nghi

trong trư

hiệu quả đối với các giá trị bé của

64

hợp biến đổi Fourier nhanh với định lý phần d

tốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

toán nhân đa th

thu

đổi Fourier v

2 trình bày gi

trên hoành đ

Nghiên c

ạp chí Nghi

Như đ

trong trư

ệu quả đối với các giá trị bé của

Chúng tôi đ

64-bit s

ợp biến đổi Fourier nhanh với định lý phần d

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

toán nhân đa th

thuật toán cổ điển với thời gian thực hiện tr

ổi Fourier v

2 trình bày gi

trên hoành đ

Hình 1

Nghiên c

ạp chí Nghi

Như đ

trong trư

ệu quả đối với các giá trị bé của

Chúng tôi đ

bit sử dụng th

ợp biến đổi Fourier nhanh với định lý phần d

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

toán nhân đa th

ật toán cổ điển với thời gian thực hiện tr

ổi Fourier v

2 trình bày gi

trên hoành đ

Hình 1

Nghiên cứu khoa học công nghệ

ạp chí Nghi

Như đã minh ch

trong trường hợp hệ số của các đa thức có giá trị cỡ v

ệu quả đối với các giá trị bé của

Chúng tôi đ

ử dụng th

ợp biến đổi Fourier nhanh với định lý phần d

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

toán nhân đa th

ật toán cổ điển với thời gian thực hiện tr

ổi Fourier v

2 trình bày gi

trên hoành đ

Hình 1

ứu khoa học công nghệ

ạp chí Nghiên c

ã minh ch

ờng hợp hệ số của các đa thức có giá trị cỡ v

ệu quả đối với các giá trị bé của

Chúng tôi đ

ử dụng th

ợp biến đổi Fourier nhanh với định lý phần d

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

toán nhân đa th

ật toán cổ điển với thời gian thực hiện tr

ổi Fourier và đ

2 trình bày giải thích bằng đồ họa của các kết quả thu đ

trên hoành độ v

Hình 1 So sánh t

ứu khoa học công nghệ

ên cứu KH&CN

ã minh ch

ờng hợp hệ số của các đa thức có giá trị cỡ v

ệu quả đối với các giá trị bé của

4 K

Chúng tôi đã th

ử dụng thư vi

ợp biến đổi Fourier nhanh với định lý phần d

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

toán nhân đa thức bằng ph

ật toán cổ điển với thời gian thực hiện tr

à định lý phần d

ải thích bằng đồ họa của các kết quả thu đ

ộ và tung đ

So sánh t

ứu khoa học công nghệ

ứu KH&CN

ã minh ch

ờng hợp hệ số của các đa thức có giá trị cỡ v

ệu quả đối với các giá trị bé của

4 KẾT QUẢ THỰC HIỆN TR

ã th

ư vi

ợp biến đổi Fourier nhanh với định lý phần d

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

ức bằng ph

ật toán cổ điển với thời gian thực hiện tr

ịnh lý phần d

ải thích bằng đồ họa của các kết quả thu đ

à tung đ

So sánh t

ứu khoa học công nghệ

ứu KH&CN

ã minh chứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có

ờng hợp hệ số của các đa thức có giá trị cỡ v

ệu quả đối với các giá trị bé của

ẾT QUẢ THỰC HIỆN TR

ã thực hiện thuật toán nhân nhanh đa thức tr

ư viện OpenMP Các kết quả thời gian thu đ

ợp biến đổi Fourier nhanh với định lý phần d

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

ức bằng ph

ật toán cổ điển với thời gian thực hiện tr

ịnh lý phần d

ải thích bằng đồ họa của các kết quả thu đ

à tung đ

So sánh tốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

ứu khoa học công nghệ

ứu KH&CN

ứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có ờng hợp hệ số của các đa thức có giá trị cỡ v

ệu quả đối với các giá trị bé của

ẾT QUẢ THỰC HIỆN TR

ực hiện thuật toán nhân nhanh đa thức tr

ện OpenMP Các kết quả thời gian thu đ

ợp biến đổi Fourier nhanh với định lý phần d

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

ức bằng ph

ật toán cổ điển với thời gian thực hiện tr

ịnh lý phần d

ải thích bằng đồ họa của các kết quả thu đ

à tung độ đ

Bảng 1.

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

ứu khoa học công nghệ

ứu KH&CN quân s

ứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có ờng hợp hệ số của các đa thức có giá trị cỡ v

ệu quả đối với các giá trị bé của

ẾT QUẢ THỰC HIỆN TR

ực hiện thuật toán nhân nhanh đa thức tr

ện OpenMP Các kết quả thời gian thu đ

ợp biến đổi Fourier nhanh với định lý phần d

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

ức bằng phương pháp c

ật toán cổ điển với thời gian thực hiện tr

ịnh lý phần dư Trung Hoa đư

ải thích bằng đồ họa của các kết quả thu đ

ộ được biểu diễn trong thang lôgarít

ảng 1.

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

ứu khoa học công nghệ

uân s

ứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có ờng hợp hệ số của các đa thức có giá trị cỡ v

ệu quả đối với các giá trị bé của

ẾT QUẢ THỰC HIỆN TR

ực hiện thuật toán nhân nhanh đa thức tr

ện OpenMP Các kết quả thời gian thu đ

ợp biến đổi Fourier nhanh với định lý phần d

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

ương pháp c

ật toán cổ điển với thời gian thực hiện tr

ư Trung Hoa đư

ải thích bằng đồ họa của các kết quả thu đ

ợc biểu diễn trong thang lôgarít

ảng 1.

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

uân sự, Số

ứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có ờng hợp hệ số của các đa thức có giá trị cỡ v

ệu quả đối với các giá trị bé của k

ẾT QUẢ THỰC HIỆN TR

ực hiện thuật toán nhân nhanh đa thức tr

ện OpenMP Các kết quả thời gian thu đ

ợp biến đổi Fourier nhanh với định lý phần d

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

ương pháp c

ật toán cổ điển với thời gian thực hiện tr

ư Trung Hoa đư

ải thích bằng đồ họa của các kết quả thu đ

ợc biểu diễn trong thang lôgarít

ảng 1 So sánh phương pháp nhân c

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

ự, Số

ứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có ờng hợp hệ số của các đa thức có giá trị cỡ v

ẾT QUẢ THỰC HIỆN TR

ực hiện thuật toán nhân nhanh đa thức tr

ện OpenMP Các kết quả thời gian thu đ

ợp biến đổi Fourier nhanh với định lý phần d

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

ương pháp c

ật toán cổ điển với thời gian thực hiện tr

ư Trung Hoa đư

ải thích bằng đồ họa của các kết quả thu đ

ợc biểu diễn trong thang lôgarít

So sánh phương pháp nhân c

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

ự, Số 59

ứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có ờng hợp hệ số của các đa thức có giá trị cỡ v

và n

ẾT QUẢ THỰC HIỆN TR

ực hiện thuật toán nhân nhanh đa thức tr

ện OpenMP Các kết quả thời gian thu đ

ợp biến đổi Fourier nhanh với định lý phần d

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

ương pháp cổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

ật toán cổ điển với thời gian thực hiện tr

ư Trung Hoa đư

ải thích bằng đồ họa của các kết quả thu đ

ợc biểu diễn trong thang lôgarít

So sánh phương pháp nhân c

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

9, 02

ứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có ờng hợp hệ số của các đa thức có giá trị cỡ v

ẾT QUẢ THỰC HIỆN TR

ực hiện thuật toán nhân nhanh đa thức tr

ện OpenMP Các kết quả thời gian thu đ

ợp biến đổi Fourier nhanh với định lý phần d

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

ổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

ật toán cổ điển với thời gian thực hiện trên các b

ư Trung Hoa đư

ải thích bằng đồ họa của các kết quả thu đ

ợc biểu diễn trong thang lôgarít

So sánh phương pháp nhân c

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

2 - 20

ứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có ờng hợp hệ số của các đa thức có giá trị cỡ v

ẾT QUẢ THỰC HIỆN TR

ực hiện thuật toán nhân nhanh đa thức tr

ện OpenMP Các kết quả thời gian thu đ

ợp biến đổi Fourier nhanh với định lý phần dư Trung Hoa đ

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

ổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

ên các b

ư Trung Hoa được tr

ải thích bằng đồ họa của các kết quả thu đ

ợc biểu diễn trong thang lôgarít

So sánh phương pháp nhân c

nhân hai đa th

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

2019

ứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có ờng hợp hệ số của các đa thức có giá trị cỡ v

ẾT QUẢ THỰC HIỆN TRÊN B

ực hiện thuật toán nhân nhanh đa thức tr

ện OpenMP Các kết quả thời gian thu đ

ư Trung Hoa đ

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

ổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

ên các b

ợc trình b

ải thích bằng đồ họa của các kết quả thu đ

ợc biểu diễn trong thang lôgarít

So sánh phương pháp nhân c

nhân hai đa th

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

9

ứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có ờng hợp hệ số của các đa thức có giá trị cỡ v

ÊN B

ực hiện thuật toán nhân nhanh đa thức tr

ện OpenMP Các kết quả thời gian thu đ

ư Trung Hoa đ

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

ổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

ên các bộ vi xử lý đa l ình b

ải thích bằng đồ họa của các kết quả thu đ

ợc biểu diễn trong thang lôgarít

So sánh phương pháp nhân c

nhân hai đa th

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

ứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có ờng hợp hệ số của các đa thức có giá trị cỡ vài trăm bit Có ngh

ÊN BỘ VI XỬ LÝ 64 BIT

ực hiện thuật toán nhân nhanh đa thức tr

ện OpenMP Các kết quả thời gian thu đ

ư Trung Hoa đ

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

ổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

ộ vi xử lý đa l ình bày trong các

ải thích bằng đồ họa của các kết quả thu đư

ợc biểu diễn trong thang lôgarít

So sánh phương pháp nhân c

nhân hai đa th

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

ứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có

ài trăm bit Có ngh

Ộ VI XỬ LÝ 64 BIT

ực hiện thuật toán nhân nhanh đa thức tr

ện OpenMP Các kết quả thời gian thu đ

ư Trung Hoa đ

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

ổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

ộ vi xử lý đa l

ày trong các ược Cần l

ợc biểu diễn trong thang lôgarít

So sánh phương pháp nhân c

nhân hai đa thức bậc n/2

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

ứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có

ài trăm bit Có ngh

Ộ VI XỬ LÝ 64 BIT

ực hiện thuật toán nhân nhanh đa thức trên b

ện OpenMP Các kết quả thời gian thu được chứng minh rằng nhờ kết

ư Trung Hoa đã làm t

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

ổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

ộ vi xử lý đa l

ày trong các

ợc Cần l

ợc biểu diễn trong thang lôgarít

So sánh phương pháp nhân cổ điển với thuật toán đề xuất

ức bậc n/2

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

ứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có

ài trăm bit Có ngh

Ộ VI XỬ LÝ 64 BIT

ên b

ợc chứng minh rằng nhờ kết

ã làm t

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định t

ổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

ộ vi xử lý đa lõi (4 nhân) d

ày trong các

ợc Cần l

ổ điển với thuật toán đề xuất

ức bậc n/2

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

ứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có

ài trăm bit Có ngh

Ộ VI XỬ LÝ 64 BIT

ên bộ vi xử lý

ợc chứng minh rằng nhờ kết

ã làm tăng m

ốc độ tính toán Để so sánh kết quả các phép đo, ta cũng xác định thời gian thực hiện thuật

ổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

õi (4 nhân) d

ày trong các b

ợc Cần lưu

ổ điển với thuật toán đề xuất

ức bậc n/2

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

ứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có

ài trăm bit Có ngh

Ộ VI XỬ LÝ 64 BIT

ộ vi xử lý

ợc chứng minh rằng nhờ kết ăng m

ời gian thực hiện thuật

ổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

õi (4 nhân) d bảng 1 v

ưu ý r

ổ điển với thuật toán đề xuất

ức bậc n/2 - 1 v

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

ứng trong các thực nghiệm, thuật toán đề xuất có ưu đi

ài trăm bit Có nghĩa l

Ộ VI XỬ LÝ 64 BIT

ộ vi xử lý

ợc chứng minh rằng nhờ kết ăng một cách đáng kể

ời gian thực hiện thuật

ổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

õi (4 nhân) d ảng 1 v

ý rằng cả hai tọa độ

ổ điển với thuật toán đề xuất

1 với hệ số 256 bit

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

ưu đi

ĩa là

Ộ VI XỬ LÝ 64 BIT

ộ vi xử lý v

ợc chứng minh rằng nhờ kết

ột cách đáng kể

ời gian thực hiện thuật

ổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

õi (4 nhân) d ảng 1 và 2 Hình 1 và ằng cả hai tọa độ

ổ điển với thuật toán đề xuất

ới hệ số 256 bit

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

ưu điểm r

à ứng dụng có

với kiến trúc

ợc chứng minh rằng nhờ kết

ột cách đáng kể

ời gian thực hiện thuật

ổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

õi (4 nhân) dựa tr

à 2 Hình 1 và ằng cả hai tọa độ

ổ điển với thuật toán đề xuất

ới hệ số 256 bit

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

ểm r ứng dụng có

ới kiến trúc

ợc chứng minh rằng nhờ kết

ột cách đáng kể

ời gian thực hiện thuật

ổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

ựa trên bi

à 2 Hình 1 và ằng cả hai tọa độ

ổ điển với thuật toán đề xuất

ới hệ số 256 bit

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

193

ểm rõ ràng ứng dụng có

ới kiến trúc

ợc chứng minh rằng nhờ kết

ột cách đáng kể

ời gian thực hiện thuật

ổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

ên bi

à 2 Hình 1 và ằng cả hai tọa độ

ổ điển với thuật toán đề xuất

ới hệ số 256 bit

ốc độ thực hiện các thuật toán nhân các đa thức với hệ số 256 bit

193

ràng ứng dụng có

ới kiến trúc

ợc chứng minh rằng nhờ kết

ột cách đáng kể

ời gian thực hiện thuật

ổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

ên biến

à 2 Hình 1 và ằng cả hai tọa độ

ổ điển với thuật toán đề xuất

ới hệ số 256 bit.

193

ràng ứng dụng có

ới kiến trúc

ợc chứng minh rằng nhờ kết

ột cách đáng kể

ời gian thực hiện thuật

ổ điển Các kết quả so sánh thời gian tính bằng

ến

à 2 Hình 1 và ằng cả hai tọa độ

ổ điển với thuật toán đề xuất

Trang 8

Hình 2.

xu

và s

chu

(FFT) nên s

độ chính xác của chúng, khi đó tính toán đ

thừa với sự rút gọn modulo các hệ số đa thức

thự

nhân các h

trên đ

Hình 2.

Bài báo đ

xuất dựa tr

và sử dụng định lý phần d

chuẩn lập tr

Thu

(FFT) nên s

ộ chính xác của chúng, khi đó tính toán đ

ừa với sự rút gọn modulo các hệ số đa thức

Các k

ực ti

nhân các h

trên đ

Hình 2.

Bài báo đ

ất dựa tr

ử dụng định lý phần d

ẩn lập tr

Thu

(FFT) nên s

ộ chính xác của chúng, khi đó tính toán đ

ừa với sự rút gọn modulo các hệ số đa thức

Các k

c tiễn cao Thu

nhân các h

trên định lý phần d

Hình 2 So sánh t

Bài báo đ

ất dựa trên ý t

ử dụng định lý phần d

ẩn lập tr

Thuật toán dựa tr

(FFT) nên s

ộ chính xác của chúng, khi đó tính toán đ

ừa với sự rút gọn modulo các hệ số đa thức

Các kết quả kiểm định,

n cao Thu

nhân các hệ

ịnh lý phần d

So sánh t

Bài báo đ

ên ý t

ử dụng định lý phần d

ẩn lập trình song song m

ật toán dựa tr

(FFT) nên sử dụng trong tr

ộ chính xác của chúng, khi đó tính toán đ

ừa với sự rút gọn modulo các hệ số đa thức

ết quả kiểm định,

n cao Thu

ệ số

ịnh lý phần d

So sánh t

Bài báo đã phân tích chi ti

ên ý tư

ử dụng định lý phần d

ình song song m

ật toán dựa tr

ử dụng trong tr

ộ chính xác của chúng, khi đó tính toán đ

ừa với sự rút gọn modulo các hệ số đa thức

ết quả kiểm định,

n cao Thu

ố trong các trư

ịnh lý phần d

So sánh tốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ã phân tích chi ti

ưởng t

ử dụng định lý phần d

ình song song m

ật toán dựa tr

ử dụng trong tr

ộ chính xác của chúng, khi đó tính toán đ

ừa với sự rút gọn modulo các hệ số đa thức

ết quả kiểm định,

n cao Thuật toán đ

trong các trư

ịnh lý phần dư T

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ã phân tích chi ti

ng tận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ử dụng định lý phần d

ình song song m

ật toán dựa trên đ

ử dụng trong tr

ộ chính xác của chúng, khi đó tính toán đ

ừa với sự rút gọn modulo các hệ số đa thức

ết quả kiểm định,

t toán đ trong các trư

ư T

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ã phân tích chi ti

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ử dụng định lý phần d

ình song song m

ên đ

ử dụng trong tr

ộ chính xác của chúng, khi đó tính toán đ

ừa với sự rút gọn modulo các hệ số đa thức

ết quả kiểm định,

t toán đ trong các trư

ư Trung Hoa (CRT) và bi

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ã phân tích chi ti

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ử dụng định lý phần dư Trung Hoa Thu

ình song song mở OpenMP

ên định lý phần d

ử dụng trong trường hợp số l

ộ chính xác của chúng, khi đó tính toán đ

ừa với sự rút gọn modulo các hệ số đa thức

ết quả kiểm định, đánh giá thu đư

t toán đề trong các trườ

rung Hoa (CRT) và bi

Bảng 2.

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ã phân tích chi tiết về ph

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ư Trung Hoa Thu

ở OpenMP

ịnh lý phần d ờng hợp số l

ộ chính xác của chúng, khi đó tính toán đ

ừa với sự rút gọn modulo các hệ số đa thức

đánh giá thu đư xuấ

ờng

rung Hoa (CRT) và bi

ảng 2.

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ết về ph

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ư Trung Hoa Thu

ở OpenMP

ịnh lý phần d ờng hợp số l

ộ chính xác của chúng, khi đó tính toán đ

ừa với sự rút gọn modulo các hệ số đa thức

đánh giá thu đư

ất đ

ng p

rung Hoa (CRT) và bi

ảng 2

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

5 K

ết về ph

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ư Trung Hoa Thu

ở OpenMP

ịnh lý phần d ờng hợp số l

ộ chính xác của chúng, khi đó tính toán đ

ừa với sự rút gọn modulo các hệ số đa thức

đánh giá thu đư

t đã đư

p lớn Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng

rung Hoa (CRT) và bi

So sánh phương pháp c nhâ

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

5 K

ết về phương pháp nhân đa th

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ư Trung Hoa Thu

ở OpenMP

ịnh lý phần d ờng hợp số lư

ộ chính xác của chúng, khi đó tính toán đ

ừa với sự rút gọn modulo các hệ số đa thức

đánh giá thu đư

đượ

ớn Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng

rung Hoa (CRT) và bi

So sánh phương pháp c nhân hai đa th

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

5 KẾT LUẬN

ương pháp nhân đa th

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ư Trung Hoa Thu ịnh lý phần dư Trung Hoa (CRT) và bi

ượng các hệ số của đa thức lớn h

ộ chính xác của chúng, khi đó tính toán đư

ừa với sự rút gọn modulo các hệ số đa thức

đánh giá thu đư

ợc so sánh v

ớn Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng

rung Hoa (CRT) và bi

So sánh phương pháp c

n hai đa th

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ẾT LUẬN

ương pháp nhân đa th

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ư Trung Hoa Thuật toán tr

ư Trung Hoa (CRT) và bi ợng các hệ số của đa thức lớn h ược thực hiện tr

ừa với sự rút gọn modulo các hệ số đa thức

đánh giá thu được cho th

c so sánh v

ớn Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng

rung Hoa (CRT) và biến đổi Fourier nhanh (FFT)

So sánh phương pháp c

n hai đa th

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ẾT LUẬN

ương pháp nhân đa th

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ật toán tr

ư Trung Hoa (CRT) và bi ợng các hệ số của đa thức lớn h

ợc thực hiện tr

c cho th

c so sánh v

ớn Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng

ến đổi Fourier nhanh (FFT)

So sánh phương pháp c

n hai đa th

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ẾT LUẬN

ương pháp nhân đa th

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ật toán tr

ư Trung Hoa (CRT) và bi ợng các hệ số của đa thức lớn h

ợc thực hiện tr

c cho th

c so sánh v

ớn Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng

ến đổi Fourier nhanh (FFT)

So sánh phương pháp c

n hai đa thức bậc n/2

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ương pháp nhân đa th

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ật toán trên đư

ư Trung Hoa (CRT) và bi ợng các hệ số của đa thức lớn h

ợc thực hiện tr

c cho thấy phương pháp đ

c so sánh với vi

ớn Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng

ến đổi Fourier nhanh (FFT)

So sánh phương pháp c

ức bậc n/2

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ương pháp nhân đa th

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ên đư

ư Trung Hoa (CRT) và bi ợng các hệ số của đa thức lớn h

ợc thực hiện tr

y phương pháp đ

i việ

ớn Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng

ến đổi Fourier nhanh (FFT)

So sánh phương pháp cổ điển với thuật toán đề xuất

ức bậc n/2

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ương pháp nhân đa thức v

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ên được thực hiện bằng sử dụng

ư Trung Hoa (CRT) và bi ợng các hệ số của đa thức lớn h

ợc thực hiện trên các đa th

y phương pháp đ

c th

ớn Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng

ến đổi Fourier nhanh (FFT)

ổ điển với thuật toán đề xuất

ức bậc n/2

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ức và chu

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ợc thực hiện bằng sử dụng

ư Trung Hoa (CRT) và bi ợng các hệ số của đa thức lớn h

ên các đa th

y phương pháp đ

c thực hi

ớn Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng

ến đổi Fourier nhanh (FFT)

ổ điển với thuật toán đề xuất

ức bậc n/2 - 1 v

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

à chu

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ợc thực hiện bằng sử dụng

ư Trung Hoa (CRT) và biến đổi Fo ợng các hệ số của đa thức lớn h

ên các đa th

y phương pháp đ

c hi

ớn Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng

ến đổi Fourier nhanh (FFT)

ổ điển với thuật toán đề xuất

1 với các hệ số 512 bit

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

à chuỗi lũy thừa đ

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ợc thực hiện bằng sử dụng

ến đổi Fo ợng các hệ số của đa thức lớn h

ên các đa th

y phương pháp đ

c hiện thu

ớn Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng

ến đổi Fourier nhanh (FFT)

ổ điển với thuật toán đề xuất

ới các hệ số 512 bit

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ỗi lũy thừa đ

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ợc thực hiện bằng sử dụng

ến đổi Fo ợng các hệ số của đa thức lớn hơn nhi

ên các đa thức hoặc chuỗi lũy

y phương pháp đề xu

n thu

ớn Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng

ến đổi Fourier nhanh (FFT)

ổ điển với thuật toán đề xuất

ới các hệ số 512 bit

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ỗi lũy thừa đ

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ợc thực hiện bằng sử dụng

ến đổi Fo

ơn nhi

ức hoặc chuỗi lũy xuấ

n thuật toán c

ớn Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng thu

ến đổi Fourier nhanh (FFT) đề xuất nhanh

ổ điển với thuật toán đề xuất

ới các hệ số 512 bit

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ỗi lũy thừa đ

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ợc thực hiện bằng sử dụng

ến đổi Fourier nhanh

ơn nhi

ức hoặc chuỗi lũy

ất có ý ngh

t toán c

thuật toán dựa

ề xuất nhanh

ổ điển với thuật toán đề xuất

ới các hệ số 512 bit

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ỗi lũy thừa đư

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ợc thực hiện bằng sử dụng

urier nhanh

ơn nhiều so với

ức hoặc chuỗi lũy

t có ý ngh

t toán c

ật toán dựa

ề xuất nhanh

ổ điển với thuật toán đề xuất

ới các hệ số 512 bit

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ược đề

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ợc thực hiện bằng sử dụng

urier nhanh

ều so với

ức hoặc chuỗi lũy

t có ý ngh

t toán cổ đi

ật toán dựa

ề xuất nhanh

ổ điển với thuật toán đề xuất

ới các hệ số 512 bit.

ốc độ thực hiện của các thuật toán nhân đa thức với các hệ số 512 bit

ợc đề

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ợc thực hiện bằng sử dụng

urier nhanh

ều so với

ức hoặc chuỗi lũy

t có ý nghĩa

điển

ật toán dựa

ề xuất nhanh

ổ điển với thuật toán đề xuất

ợc đề

ận dụng tối đa khả năng tính toán của bộ vi xử lý đa nhân hiện đại

ợc thực hiện bằng sử dụng

urier nhanh

ều so với

ức hoặc chuỗi lũy

ĩa

n

ật toán dựa

ề xuất nhanh

Trang 9

Nghiên cứu khoa học công nghệ

Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 59, 02 - 2019 195

hơn nhiều lần, ngay cả khi không thực hiện nhân song song So sánh với thuật toán nhân

đa thức bằng phương pháp cổ điển với độ phức tạp O (n 2 ) (Bảng 1 và 2) cũng chỉ rõ ưu

điểm tuyệt đối của thuật toán đề xuất Có thể kết luận rằng các thuật toán đề xuất đã tạo ra một phương pháp mới hiệu quả nhân nhanh các đa thức ứng dụng trong thực tiễn; đặc biệt

là trong các ứng dụng mật mã

Bài báo này được hỗ trợ một phần bởi đề tài PTNTĐ17.01 từ Phòng thí nghiệm

Trọng điểm về Công nghệ Mạng và Đa phương tiện, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] K Lauter, “Computing modular polynomials”, Journal of Computational

Mathematics, pp 195–204, 2005

[2] A Chmielowiec, “Szybka transformata Fouriera w kryptografii klucza publicznego”

Centrum Modelowania Matematycznego Sigma, 3 września 2008

[3] A Enge, “Computing modular polynomials in quasi-linear time”, Math Comp., vol

78, pp 1809–1824, 2009

[4] L Garcia, “Can Schönhage multiplication speed up the RSA encryption or decryption?”, University of Technology, Darmstadt, 2005

[5] A Grama, A Gupta, G Karypis, V Kumar, “Introduction to Parallel Computing”,

Addison Wesley, 2003

[6] D Harvey, “A cache-friendly truncated FFT”, Theoretical Computer Science, vol

410, pp 2649–2658, 2014

[7] P Montgomery, “Modular Multiplication Without Trial Division”, Mathematics of

Computation, vol 44, str 519–521, 1985

[8] J van der Hoeven, “The truncated Fourier transform and applications”, in: ISSAC

2014, ACM, pp 290–296, 2014

ABSTRACT

A METHOD OF MULTIPLYING POLYNOMIALS BASED ON CHINESE REMAINDER THEOREM AND FAST FOURIER TRANSFORM

This paper presents an efficient method of multiplying the polynomials and power series with the integer coefficients in the generation of parameters for public key cryptographic systems, which effectively speed up the implementation of algorithms in real applications This approach adapts them to parallel computing to maximize the computing power of modern microprocessors The combination of the Chinese Remainder Theorem and the Fast Fourier Transform made it possible develop a high effective multiplication method

Keywords: Multiply polynomial in parallel; FFT- Fast Fourier Transform; CRT- Chinese Remainder Theorem

Nhận bài ngày 25 tháng 10 năm 2018 Hoàn thiện ngày 21 tháng 11 năm 2018 Chấp nhận đăng ngày 19 tháng 02 năm 2019

Địa chỉ: Viện Công nghệ thông tin, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

* Email: ngant1983@hotmail.com.

Ngày đăng: 10/02/2020, 00:32

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm