南京邮电大学董建阔获国家专利权
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龙图腾网获悉南京邮电大学申请的专利基于RISC-V平台的矩阵向量乘法优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120406897B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510929822.6,技术领域涉及:G06F7/53;该发明授权基于RISC-V平台的矩阵向量乘法优化方法是由董建阔;袁智健设计研发完成,并于2025-07-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于RISC-V平台的矩阵向量乘法优化方法在说明书摘要公布了:本发明公开了基于RISC‑V平台的矩阵向量乘法优化方法,通过从传统逐行处理流程中抽象出sk的重用规律,并采用列优先计算路径,本发明方法能够在一次加载sk系数后完成其所有相关的乘法与累加操作,彻底消除重复访存与中间值缓存。在此结构中,sk的每个系数仅需加载一次,所有与其相关的乘法立即执行并释放寄存器资源,从而最大化数据局部性、提高寄存器利用率并降低整体访存次数。该方法不仅适用于Kyber算法,也可无缝地应用于不同格基密码算法,同时在多个平台上均表现出良好的加速效果与资源控制能力。
本发明授权基于RISC-V平台的矩阵向量乘法优化方法在权利要求书中公布了:1.基于RISC-V平台的矩阵向量乘法优化方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤一:在主机端执行数据布局重排; 在初始化阶段,即密钥生成或加密前的预处理阶段,主机对所有将参与运算的矩阵数据进行重排操作,假设原始输入矩阵为A[i][j][t],其在内存中以行优先顺序排布,即连续地址空间存储同一行的数据,构建列优先的数据存储方式,将三维数组重排为列优先顺序,即每列的数据在物理地址空间中连续分布,采用如下转置操作实现: ; 其中为矩阵的行索引,为矩阵的列索引,表示原始数据的行数,表示原始矩阵列数; 所述步骤一构建列优先的数据存储方式,对矩阵向量乘法的执行过程进行了重构,将计算顺序重排为:对每一个,先加载所有,再将其依次乘以对应的,并累加至对应的; 构建列优先的数据存储方式的计算流程形式化为: 1初始化输出向量: ; 2对每sk[j][t],仅加载一次; 3对加载后的sk[j][t],执行如下操作: 对所有i∈[0,k,执行; 其中为输入矩阵中第i行第j列在第t个系数处的值,是秘密向量中的第j个元素的第t项; 步骤二:数据传入RISC-V平台,并以列为处理单元执行计算映射; 在嵌入式平台加载数据阶段,进行点乘与累加操作,将列作为基本的数据处理块,即处理逻辑依次加载列j上所有的A[i][j][t],然后统一完成其与对应sk[j][t]的乘法,并逐项累加到各个输出向量pk[i][t]; 步骤三:在执行阶段结合寄存器生命周期调度机制优化运算资源使用; 列优先数据布局下,每次只需加载一组sk[j][t],系统即完成所有与其相关的矩阵向量乘法,而不再中途缓存中间乘积结果。
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