Browsing by Author "Protsko, I. O."

Now showing 1 - 2 of 2

Аналіз похибки обчислення швидких перетворень класу Фур'є на підставі циклічних згорток
(Видавництво Львівської політехніки, 2020-09-23) Процько, І. О.; Островка, Д. В.; Protsko, I. O.; Ostrovka, D. V.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
Проаналізовано особливості обчислювальної моделі дискретних перетворень класу Фур'є на підставі циклічних згорток для визначення алгоритмічної похибки розрахунку. На підставі підходу ефективного обчислення дискретного перетворення класу Фур'є довільного обсягу N, що ґрунтується на використанні твірного масиву для переформування дискретної базисної матриці перетворення у набір блочно-циклічних під матриць, розглянуто складові обчислювальних затрат. Ці складові обчислювальних затрат залежать від виду перетворення, обсягу та від блочно-циклічної структури ядра перетворення. Подано приклади обчислювальної моделі та блочно-циклічної структури матриць спрощених аргументів базисів для взаємозворотних дискретних косинусних перетворень типів ІІ, ІІІ. Обчислювальна модель характеризує накопичення похибок округлення на етапах додавання вхідних даних, обчислення циклічних згорток, об'єднання результатів згорток. Дискретні циклічні згортки можуть бути реалізовані за допомогою швидких алгоритмів або виді систем, що відповідають цифровим фільтрам зі скінченними імпульсними характеристиками. Можливість паралельного обчислення зменшеної кількості циклічних згорток робить аналіз похибок нечутливим до переупорядкування їх обчислень. Операції множення, що здійснюється при обчисленні циклічної згортки, використовують меншу кількість коефіцієнтів базису перетворення, що дорівнює N/4 або N/2 залежно від обсягу перетворення. Розглянуто формати представлення дійсних чисел в обчислювальній систем, що також визначають величину похибки обчислення перетворень. Подано результати виконання прямого та швидкого обчислення дискретного косинусного перетворення типу ІІ на підставі циклічних згорток обсягом N=58 у форматі з рухомою крапкою подвійної точності та похибки обчислення між ними. Апріорний процес дослідження похибок перетворення відповідного виду та обсягу методом математичного моделювання та обчислювального експерименту носить наближений характер, який дає змогу передбачити статистичні середні значення точності обчислення дискретного перетворення класу Фур'є довільного обсягу на підставі циклічних згорток.
Порівняльний аналіз функцій обчислення модульної експоненти
(Видавництво Львівської політехніки, 2022-02-28) Процько, І. О.; Рикмас, Р. В.; Грищук, О. В.; Protsko, I. O.; Rykmas, R. V.; Gryshchuk, O. V.; Національний університет “Львівська політехніка”; ТОВ "ЮніСервіс"; ТОВ "СофтСерв"; Lviv Polytechnic National University; LtdS "Uniservice"; LtdS "Softserve"
Обчислення модульної експоненти для великих чисел широко використовується для знаходження дискретного логарифму, в теоретико-числових перетвореннях та в криптографічних алгоритмах. Для ефективного обчислення модульної експоненти проводяться дослідження нових методів, алгоритмів та засобів їх реалізації. Виділяють три напрями методів модульного піднесення до степеня: загальне модульне піднесення до степеня, та обчислення модульної експоненти з фіксованим показником або з фіксованою основою. Розроблено спеціальні функції для виконання піднесення до степені за модулем у математичних і криптографічних програмних бібліотеках. У роботі проведено порівняльний аналіз вільнодоступних функцій обчислення модульної експоненти з бібліотек Crypto++, OpenSSL, Pari/GP та MPIR та розроблених трьох функцій на основі алгоритму бінарного зсуву справа на ліво. Для роботи з великими числами у розроблених функціях використовується окремий тип числових даних з бібліотеки MPIR. Розроблені функції реалізують бінарний ітераційний алгоритм в одному основному потоці, у двох потоках та одному потоці з використанням передобчислення. За основу порівняння вибрано усереднений тривалість виконання обчислення модульної експоненти для псевдовипадкових даних розрядністю 1К і 2К біт, що відповідає розрядності біля 300 і 600 десяткових знаків. Результати часу виконання, що зведені у таблицю, показують, що найшвидше обчислюється модульна експонента функцією з бібліотеки OpenSSL в універсальних комп'ютерних системах. Реалізації математичними та криптографічними програмними бібліотеками функції обчислення модульної експоненти використовує більш оптимальний алгоритм множення за модулем, так зване множення Монтгомері. У розроблених трьох функціях використовуються операції множення за модулем для множників менших за значення модуля. Окремо проаналізовано функцію з використанням передобчислення залишків для фіксованої основи та модуля, що може ефективно використовуватись для обчислення дискретного логарифму.