JP2011075611A - 演算プログラム、演算方法、および演算装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】演算装置100は、検出部209にてCPUの空き時間を検出する。そして算出部210にて、空き時間とべき乗剰余演算処理を構成する乗算剰余演算処理に要する処理時間と所定の部分演算処理における乗算剰余演算処理の利用回数とに基づいて、空き時間内に処理可能なビット数を算出する。抽出部211にて、算出された処理可能なビット数に基づいて、対象データからビット列を抽出し、実行部212にて、抽出されたビット列を与えて、所定の部分演算処理を実行する。
【選択図】図2
Description
(演算装置100のハードウェア構成)
図1は、実施の形態1にかかる演算装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図1において、演算装置100は、CPU101と、ROM(Read‐Only Memory)102と、RAM(Random Access Memory)103と、磁気ディスクドライブ104と、磁気ディスク105と、光ディスクドライブ106と、光ディスク107と、ディスプレイ108と、I/F(Interface)109と、キーボード110と、マウス111と、スキャナ112と、プリンタ113と、を備えている。また、各構成部はバス114によってそれぞれ接続されている。
次に、演算装置100の機能的構成について説明する。図2は、演算装置100の機能的構成を示すブロック図である。演算装置100は、制御部201と、処理コントロール部202と、受信部203と、演算部204と、タイマー205と、空き時間計算部206と、リファレンス所要時間格納テーブル207と、処理時間取得部208と、を含む構成である。この制御部となる機能(制御部201〜処理時間取得部208)は、具体的には、たとえば、図1に示したROM102、RAM103、磁気ディスク105、光ディスク107などの記憶装置に記憶されたプログラムをCPU101が実行することにより、その機能を実現する。または、I/F109を経由して他のCPUが実行することにより、その機能を実現してもよい。
図3は、従来例と実施の形態1による実行状態を示す図である。前提条件として、10[msec]ごとにOSに対して応答を返す。従来例での実行状態301では、別タスクを実行した後に、分割されたRSA暗号処理が行われている状態を示している。RSA暗号処理を均等に分割する場合、一番空き時間が短い10〜20[msec]の区間にあわせるため、他の区間、たとえば、0〜10[msec]の区間で空き時間303、20〜30[msec]の区間で空き時間304が発生してしまう。
図6は、ウィンドウ法の概要説明を示す図である。実施の形態2のハードウェアの構成は実施の形態1に示したものと等しく、機能的構成も同様であるが、部分演算処理はウィンドウ法が実装されている。また、算出部210も部分演算処理にあわせた機能となる。Y=X^d(modZ)にて、dを2進数表記することで、ビット列601を得る。次に、所定のウィンドウ幅、図6ではkビットごとにビット列を分割し、分割して得たkビットのビット列に対してべき乗剰余演算処理を行う。ウィンドウbm-1、ウィンドウbm-2、・・・、ウィンドウb1、ウィンドウb0と分割し、分割して得た結果が式602である。
図10は、RSA暗号非均等分割処理を示すフローチャートである。図10は実施の形態1〜4すべての形態で使用され、後述するステップS1004と、ステップS1008にてそれぞれの形態にて対応する処理が行われる。
図11は、実施の形態1にかかる最適実装法取得および処理可能ビット数算出処理を示すフローチャートである。処理可能ビット数算出法1のフローチャートが図11となる。演算装置100は、引数として渡されたaを用いて、Kb=Floor((a−1)/2)を算出する(ステップS1101)。ステップS1101で求めたKbが処理可能ビット数となり、最適実装法として、バイナリ法を出力し、処理可能ビット数として、Kbを出力し(ステップS1102)、処理を終了する。
図12は、実施の形態2にかかる最適実装法取得および処理可能ビット数算出処理を示すフローチャートである。処理可能ビット数算出法2のフローチャートが図12となる。演算装置100は、iを1に初期化する(ステップS1201)。後続するステップではiをウィンドウ幅として使用する。
図13は、実施の形態3にかかる最適実装法取得および処理可能ビット数算出処理を示すフローチャートである。処理可能ビット数算出法3のフローチャートが図13となる。実施の形態3のハードウェアの構成は実施の形態1に示したものと等しく、機能的構成も同様であるが、算出部210にて、空き時間内に乗算剰余演算処理の利用可能な回数を算出する方法として処理可能ビット数算出法3を使用する。
図14は、実施の形態4にかかる最適実装法取得および処理可能ビット数算出処理を示すフローチャートである。処理可能ビット数算出法4のフローチャートが図14となる。実施の形態4のハードウェアの構成は実施の形態2に示したものと等しく、機能的構成も同様であるが、算出部210にて、空き時間内に乗算剰余演算処理の利用可能な回数を算出する方法として処理可能ビット数算出法4を使用する。演算装置100は、iを1に初期化する(ステップS1201)。後続するステップではiをウィンドウ幅として使用する。
前記コンピュータが一定時間ごとに返す応答までの空き時間を検出する検出手段、
前記検出手段によって検出された空き時間とべき乗剰余演算処理を構成する乗算剰余演算処理に要する処理時間と所定の部分演算処理における前記乗算剰余演算処理の利用回数とに基づいて、前記空き時間内で処理可能なビット数を算出する算出手段、
前記べき乗剰余演算処理の指数部分にあたる対象データから前記算出手段によって算出されたビット数分のビット列を抽出する抽出手段、
前記抽出手段によって抽出されたビット列を与えて前記所定の部分演算処理を実行する実行手段、
として機能させることを特徴とする演算プログラム。
前記対象データの先頭ビットから前記ビット数分のビット列を順次抽出することを特徴とする付記1に記載の演算プログラム。
前記所定の部分演算処理がバイナリ法に関する部分演算処理である場合、前記空き時間と前記乗算剰余演算処理に要する処理時間と前記バイナリ法に関する部分演算処理における前記乗算剰余演算処理の利用回数とに基づいて、前記空き時間内で処理可能な前記バイナリ法でのビット数を算出し、
前記抽出手段は、
前記対象データから前記算出手段によって算出された前記バイナリ法でのビット数分のビット列を抽出し、
前記実行手段は、
前記抽出手段によって抽出されたビット列を与えて前記バイナリ法に関する部分演算処理を実行することを特徴とする付記1または2に記載の演算プログラム。
下記式(1)により前記処理可能なビット数を算出することを特徴とする付記3に記載の演算プログラム。
Kb=Floor((T/t−1)/2)…(1)
ただし、Kbは処理可能なビット数を、Floor()は床関数を、Tは空き時間を、tは乗算剰余演算処理に要する処理時間を示す。
下記式(2)により前記空き時間内に前記乗算剰余演算処理の利用可能な回数である演算利用可能回数を求め、前記対象ビットの値に応じて演算を行った回数である演算実行回数を加算することにより、前記演算実行回数が前記演算利用可能回数になるまで対象ビットを順次読み出し、読み出した対象ビットの数を前記処理可能なビット数として算出することを特徴とする付記3に記載の演算プログラム。
a=Floor(T/t−1)…(2)
ただし、aは演算利用可能回数を、Floor()は床関数を、Tは空き時間を、tは乗算剰余演算処理に要する処理時間を示す。
前記所定の部分演算処理がウィンドウ法に関する部分演算処理である場合、前記べき乗剰余演算処理が行われる被対象データをウィンドウ幅のビット列が取り得るビットパターンごとにべき乗剰余した値を格納するテーブルを生成する生成手段、
前記生成手段によって生成されたテーブルから、前記ビットパターンに基づいて、前記被対象データをべき乗剰余した値を取得する取得手段として機能させ、
前記算出手段は、
前記空き時間と前記乗算剰余演算処理に要する処理時間と前記ウィンドウ法に関する部分演算処理における前記乗算剰余演算処理の利用回数と前記生成手段によって生成されたテーブルの生成時間と前記ウィンドウ幅とに基づいて、前記空き時間内で処理可能な前記ウィンドウ法でのビット数を算出し、
前記抽出手段は、
前記対象データから前記算出手段によって算出された前記ウィンドウ法でのビット数分のビット列を抽出し、
前記実行手段は、
前記抽出手段によって抽出されたビット列と前記取得手段によって取得された前記被対象データをべき乗剰余した値とを与えて前記ウィンドウ法に関する部分演算処理を実行することを特徴とする付記1または2に記載の演算プログラム。
下記式(3)により前記処理可能なビット数を算出することを特徴とする付記6に記載の演算プログラム。
Kb=Floor((T/t−2^n)/(n+1))*n…(3)
ただし、Kbは処理可能なビット数を、Floor()は床関数を、Tは空き時間を、tは乗算剰余演算処理に要する処理時間を、nはウィンドウ幅を示す。
下記式(4)により前記空き時間内に前記乗算剰余演算処理の利用可能な回数である演算利用可能回数を求め、前記ウィンドウ幅分のビット列が取り得るビットパターンに応じて演算を行った回数である演算実行回数をウィンドウ幅に基づいて加算することにより、前記演算実行回数が前記演算利用可能回数になるまで前記ビット列を順次読み出し、読み出したビット列を構成するビットの数を前記処理可能なビット数として算出することを特徴とする付記6に記載の演算プログラム。
a=Floor(T/t−2^n)…(4)
ただし、aは演算利用可能回数を、Floor()は床関数を、Tは空き時間を、tは乗算剰余演算処理に要する処理時間を、nはウィンドウ幅を示す。
前記ウィンドウ幅ごとに前記ビット数を算出し、
前記抽出手段は、
前記算出手段によって算出されたウィンドウ幅ごとのビット数のうち、最長となるビット数を抽出し、
前記実行手段は、
前記抽出手段によって抽出された最長となるビット数に基づいて、前記ウィンドウ法に関する部分演算処理を実行することを特徴とする付記6〜8のいずれか1つに記載の演算プログラム。
前記ウィンドウ幅ごとに、前記テーブルの生成時間を前記乗算剰余演算処理に要する処理時間に基づいて設定する設定手段として機能させ、
前記算出手段は、
前記ウィンドウ幅ごとに、前記設定手段によって設定された生成時間に基づいて前記ビット数を算出し、
前記抽出手段は、
前記ウィンドウ幅ごとに算出されたビット数のうち最長となるビット数分のビット列を抽出し、
前記生成手段は、
前記ビット数が最長となるウィンドウ幅に基づいて、前記被対象データを前記ウィンドウ幅のビット列が取り得るビットパターンごとにべき乗剰余した値を格納するテーブルを生成し、
前記取得手段は、
前記生成手段によって前記ビット数が最長となるウィンドウ幅に基づいて生成されたテーブルから、前記ウィンドウ幅のビット列のビットパターンに基づいて、前記被対象データをべき乗剰余した値を取得し、
前記実行手段は、
前記抽出手段によって抽出されたビット列と前記取得手段によって取得された前記被対象データをべき乗剰余した値とを与えて前記ウィンドウ法に関する部分演算処理を実行することを特徴とする付記9に記載の演算プログラム。
前記検出手段により、前記コンピュータが一定時間ごとに返す応答までの空き時間を検出する検出工程と、
前記算出手段により、前記検出工程によって検出された空き時間とべき乗剰余演算処理を構成する乗算剰余演算処理に要する処理時間と所定の部分演算処理における前記乗算剰余演算処理の利用回数とに基づいて、前記空き時間内で処理可能なビット数を算出する算出工程と、
前記抽出手段により、前記べき乗剰余演算処理の指数部分にあたる対象データから前記算出工程によって算出されたビット数分のビット列を抽出する抽出工程と、
前記実行手段により、前記抽出工程によって抽出されたビット列を与えて前記所定の部分演算処理を実行する実行工程と、
を実行することを特徴とする演算方法。
前記検出手段によって検出された空き時間とべき乗剰余演算処理を構成する乗算剰余演算処理に要する処理時間と所定の部分演算処理における前記乗算剰余演算処理の利用回数とに基づいて、前記空き時間内で処理可能なビット数を算出する算出手段と、
前記べき乗剰余演算処理の指数部分にあたる対象データから前記算出手段によって算出されたビット数分のビット列を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出されたビット列を与えて前記所定の部分演算処理を実行する実行手段と、
を備えることを特徴とする演算装置。
201 制御部
202 処理コントロール部
203 受信部
204 演算部
205 タイマー
206 空き時間計算部
207 リファレンス所要時間格納テーブル
208 処理時間取得部
209 検出部
210 算出部
211 抽出部
212 実行部
213 設定部
214 テーブル生成部
215 テーブル取得部
Claims (8)
- コンピュータを、
前記コンピュータが一定時間ごとに返す応答までの空き時間を検出する検出手段、
前記検出手段によって検出された空き時間とべき乗剰余演算処理を構成する乗算剰余演算処理に要する処理時間と所定の部分演算処理における前記乗算剰余演算処理の利用回数とに基づいて、前記空き時間内で処理可能なビット数を算出する算出手段、
前記べき乗剰余演算処理の指数部分にあたる対象データから前記算出手段によって算出されたビット数分のビット列を抽出する抽出手段、
前記抽出手段によって抽出されたビット列を与えて前記所定の部分演算処理を実行する実行手段、
として機能させることを特徴とする演算プログラム。 - 前記抽出手段は、
前記対象データの先頭ビットから前記ビット数分のビット列を順次抽出することを特徴とする請求項1に記載の演算プログラム。 - 前記算出手段は、
前記所定の部分演算処理がバイナリ法に関する部分演算処理である場合、前記空き時間と前記乗算剰余演算処理に要する処理時間と前記バイナリ法に関する部分演算処理における前記乗算剰余演算処理の利用回数とに基づいて、前記空き時間内で処理可能な前記バイナリ法でのビット数を算出し、
前記抽出手段は、
前記対象データから前記算出手段によって算出された前記バイナリ法でのビット数分のビット列を抽出し、
前記実行手段は、
前記抽出手段によって抽出されたビット列を与えて前記バイナリ法に関する部分演算処理を実行することを特徴とする請求項1または2に記載の演算プログラム。 - 前記コンピュータを、
前記所定の部分演算処理がウィンドウ法に関する部分演算処理である場合、前記べき乗剰余演算処理が行われる被対象データをウィンドウ幅のビット列が取り得るビットパターンごとにべき乗剰余した値を格納するテーブルを生成する生成手段、
前記生成手段によって生成されたテーブルから、前記ビットパターンに基づいて、前記被対象データをべき乗剰余した値を取得する取得手段として機能させ、
前記算出手段は、
前記空き時間と前記乗算剰余演算処理に要する処理時間と前記ウィンドウ法に関する部分演算処理における前記乗算剰余演算処理の利用回数と前記生成手段によって生成されたテーブルの生成時間と前記ウィンドウ幅とに基づいて、前記空き時間内で処理可能な前記ウィンドウ法でのビット数を算出し、
前記抽出手段は、
前記対象データから前記算出手段によって算出された前記ウィンドウ法でのビット数分のビット列を抽出し、
前記実行手段は、
前記抽出手段によって抽出されたビット列と前記取得手段によって取得された前記被対象データをべき乗剰余した値とを与えて前記ウィンドウ法に関する部分演算処理を実行することを特徴とする請求項1または2に記載の演算プログラム。 - 前記算出手段は、
前記ウィンドウ幅ごとに前記ビット数を算出し、
前記抽出手段は、
前記算出手段によって算出されたウィンドウ幅ごとのビット数のうち、最長となるビット数を抽出し、
前記実行手段は、
前記抽出手段によって抽出された最長となるビット数に基づいて、前記ウィンドウ法に関する部分演算処理を実行することを特徴とする請求項4に記載の演算プログラム。 - 前記コンピュータを、
前記ウィンドウ幅ごとに、前記テーブルの生成時間を前記乗算剰余演算処理に要する処理時間に基づいて設定する設定手段として機能させ、
前記算出手段は、
前記ウィンドウ幅ごとに、前記設定手段によって設定された生成時間に基づいて前記ビット数を算出し、
前記抽出手段は、
前記ウィンドウ幅ごとに算出されたビット数のうち最長となるビット数分のビット列を抽出し、
前記生成手段は、
前記ビット数が最長となるウィンドウ幅に基づいて、前記被対象データを前記ウィンドウ幅のビット列が取り得るビットパターンごとにべき乗剰余した値を格納するテーブルを生成し、
前記取得手段は、
前記生成手段によって前記ビット数が最長となるウィンドウ幅に基づいて生成されたテーブルから、前記ウィンドウ幅のビット列のビットパターンに基づいて、前記被対象データをべき乗剰余した値を取得し、
前記実行手段は、
前記抽出手段によって抽出されたビット列と前記取得手段によって取得された前記被対象データをべき乗剰余した値とを与えて前記ウィンドウ法に関する部分演算処理を実行することを特徴とする請求項5に記載の演算プログラム。 - 検出手段と算出手段と抽出手段と実行手段とを備えるコンピュータが、
前記検出手段により、前記コンピュータが一定時間ごとに返す応答までの空き時間を検出する検出工程と、
前記算出手段により、前記検出工程によって検出された空き時間とべき乗剰余演算処理を構成する乗算剰余演算処理に要する処理時間と所定の部分演算処理における前記乗算剰余演算処理の利用回数とに基づいて、前記空き時間内で処理可能なビット数を算出する算出工程と、
前記抽出手段により、前記べき乗剰余演算処理の指数部分にあたる対象データから前記算出工程によって算出されたビット数分のビット列を抽出する抽出工程と、
前記実行手段により、前記抽出工程によって抽出されたビット列を与えて前記所定の部分演算処理を実行する実行工程と、
を実行することを特徴とする演算方法。 - 一定時間ごとに返す応答までの空き時間を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された空き時間とべき乗剰余演算処理を構成する乗算剰余演算処理に要する処理時間と所定の部分演算処理における前記乗算剰余演算処理の利用回数とに基づいて、前記空き時間内で処理可能なビット数を算出する算出手段と、
前記べき乗剰余演算処理の指数部分にあたる対象データから前記算出手段によって算出されたビット数分のビット列を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出されたビット列を与えて前記所定の部分演算処理を実行する実行手段と、
を備えることを特徴とする演算装置。
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JP2009223883A JP5387291B2 (ja) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | 演算プログラム、演算方法、および演算装置 |
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2009
- 2009-09-29 JP JP2009223883A patent/JP5387291B2/ja active Active
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