36、基于 Cell CPU 实现 ECC2K - 130 离散对数求解的研究

基于 Cell CPU 实现 ECC2K - 130 离散对数求解的研究

1. 引言

在密码分析和密码方案加速领域，非位片版本的许多优化技术无需独立并行计算（批处理），不仅适用于密码分析应用，还能在实践中加速密码方案。本文聚焦于在 Cell 宽带引擎架构（CBEA）上实现高速二进制域算术，旨在解决 Certicom 挑战 ECC2K - 130 中的特定离散对数问题。

2. Cell 处理器简介

Cell 宽带引擎架构由索尼、东芝和 IBM 联合开发，目前有 Cell 宽带引擎（Cell/B.E.）和 PowerXCell 8i 两种实现。这两种实现都包含一个基于 Power 5 架构的中央 Power 处理器单元（PPE）和 8 个协同处理器单元（SPE），各单元通过高带宽（204 GB/s）环形总线连接。
- Cell/B.E. ：可在 IBM QS20 和 QS21 系列刀片服务器、索尼 PlayStation 3 以及一些加速卡中找到。其中，PlayStation 3 仅为程序员提供 6 个 SPE。
- PowerXCell 8i ：可在 IBM QS22 服务器中找到，它是 Cell/B.E. 的衍生产品，具备增强的双精度浮点运算能力和不同的内存接口。

本文代码直接在 SPE 上运行，核心计算过程中不与 PPE 或其他 SPE 交互，也未利用 PowerXCell 8i 的扩展功能。接下来将重点介绍 SPE 中与本文实现相关且在 Cell/B.E. 和 PowerXCell 8i 中通用的特性，后续将二者统称为 Cell 处理器或 Cell CPU。