基于软硬协同的Paillier同态加密算法加速方案设计

来源：电子测量技术杂志2026年第7期北京时间：

作者：阮笃钧，周骅

单位：贵州大学大数据与信息工程学院 贵阳 550025

摘要：本文针对Paillier同态加密算法在加密及同态运算中存在的计算效率低及灵活性不足的问题，设计并实现了一种Paillier同态加密算法加速方案。该方案通过软硬协同设计技术，高效处理算法预计算、数据交互以及算法操作解析要求，有效提升了方案灵活性并降低了资源占用量。并且，方案通过定制化设计并使用了双高基数蒙哥马利模乘核心，显著提升了方案计算吞吐量及实时性。测试结果表明：方案对算法关键计算步骤的加速效果显著。在1 024位计算宽度下，模乘与模幂的计算的平均时延约为0.523、667.42 μs。相较于Intel I9.13900HX处理器，其时延分别降低约68.74%与42.76%（对应加速3.20倍与1.75倍）。所提出的方案能够为安全多方计算、联邦学习提供高效隐私计算支持。

关键词：软硬协同;Paillier算法;蒙哥马利算法;模运算

基金资助：国家自然科学基金（62272123）项目资助