Spectre攻击通过在投机执行过程中泄漏秘密来保证恒定时间的cryg-fographic代码。最近的研究表明,可以保护此类代码免受头顶上最小的spectre-v1攻击,但叶子打开了保护其他幽灵变量的问题。在这项工作中,我们设计,验证,实施和验证一种新方法,以保护加密代码免受所有已知类别的Specter攻击,特别是Spectre-RSB。我们的方法结合了一个新的依赖价值的信息流类型系统,该系统即使在投机执行和编译器转换下也不会泄漏,并在生成的低级代码上启用它。我们首先使用COQ证明助手证明了类型系统的健全性和编译器转换的正确性。然后,我们在jasmin框架中实施了我们的方法,用于高保险密码学和DE-MONSTRATE,即大多数密码原始人的所有幽灵构图所产生的间接费用低于2%,对于更复杂的Quampuan-tum键后钥匙封装机制Kyber kyber kyber的较为复杂的范围仅为5-7%。
配置…………………………………………………………... 44 5.1 MATLAB 环境中使用的软件工具描述………….………………................................................. 44 5.2 软件配置、Simulink 项目概述和仿真模型描述………….……................................................ 45 5.3 编译器配置………….…………................................................ 51 5.4 无人机电机的初步测试………………................................................ 52 5.5 来自 Aerospace Blockset 的四轴飞行器模型的物理特性………….…………................................................. 55
将量子程序编译为低级门集时,必须考虑近似错误。我们提出了一种自动跟踪此类错误的方法,然后优化准确性参数以确保指定的总体精度,同时旨在最大程度地减少量子门的实现成本。我们方法的核心思想是提取直接从量子程序的高级描述中指定优化问题的功能。然后,自定义编译器通过优化这些功能,将它们变成(1)总误差和(2)实现成本(例如,总量子门计数)的(1)符号表达式。量子程序的所有未指定参数将显示为这些表达式中的变量,包括精度参数。解决相应的优化问题后,可以从发现的解决方案实例化电路。我们开发了两个原型实现,一个基于Clang/LLVM中的C ++,另一种是使用Q#编译器基础架构。我们将原型基准在典型的量子计算程序上,包括量子傅立叶变换,量子相估计和Shor算法。
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摘要 — 量子计算的当前阶段处于噪声中型量子 (NISQ) 时代。在 NISQ 设备上,双量子比特门(例如 CNOT)比单量子比特门噪声大得多,因此必须尽量减少它们的数量。量子电路合成是将任意幺正分解为一系列量子门的过程,可以用作优化工具来生成更短的电路以提高整体电路保真度。然而,合成的解决时间随着量子比特数量的增加而呈指数增长。因此,对于大规模量子比特电路来说,合成是难以实现的。在本文中,我们提出了一个分层的逐块优化框架 QGo,用于量子电路优化。我们的方法允许指数成本优化扩展到大型电路。QGo 结合使用分区和合成:1) 将电路划分为一系列独立的电路块; 2) 使用量子合成重新生成和优化每个块;3) 通过将所有块拼接在一起重新组成最终电路。我们进行分析并展示三种不同情况下的保真度改进:真实设备上的小尺寸电路、噪声模拟中的中尺寸电路和分析模型上的大尺寸电路。我们的技术可以在现有优化之后应用,以实现更高的电路保真度。使用一组 NISQ 基准,我们表明,与 t | ket ⟩ 等工业编译器优化相比,QGo 可以将 CNOT 门的数量平均减少 29.9%,最多可减少 50%。在 IBM Athens 系统上执行时,较短的深度可带来更高的电路保真度。我们还展示了 QGo 技术的可扩展性,以优化 60 多个量子比特的电路。我们的技术首次成功展示在大型电路的编译工具链中采用和扩展合成。总体而言,我们的方法非常稳健,可以直接纳入生产编译器工具链,以进一步提高电路保真度。索引术语——量子计算、优化、综合、量子编译器
• 模块化、多级、可互操作、可扩展、基于开源编译器的框架 • 基于编译器的前端,利用多级中间表示 (MLIR) • 基于编译器的中端,利用优化的架构模板来匹配计算模式 + 传统 HLS • 基于编译器的后端,利用电路级中间表示,实现模块化和可组合性 • 为从 FPGA 到应用 ASIC 的各种目标生成可综合的 Verilog • 在编译器优化过程中执行所有级别的优化 7
简介 ƒ 粗粒度可重构阵列 (CGRA) 可提供高能效,同时保持可编程性优势。 ƒ CGRA 是高效处理循环内核的理想选择,它允许它从 CPU 卸载重复循环函数,例如向量乘法或散列算法。 ƒ 它依靠编译器将给定的工作负载转换为数据流图 (DFG),然后以实现最高能效的方式将其映射到硬件上。
摘要 - 开发安全的分布式系统很困难,并且必须使用高级加密时更难实现安全目标。事先工作后,我们主张使用安全程序分区来综合加密应用程序:程序员没有实现通信过程的系统,而是实现了集中的,顺序的程序,该程序将自动编译为使用密码学的安全分布式版本。虽然这种方法是有希望的,但此类编译器的安全性的正式结果在范围上受到限制。特别是,尚无安全性证据同时解决对健壮,有效应用必不可少的微妙之处:多个加密机制,恶意腐败和异步通信。在这项工作中,我们开发了处理这些微妙之处的编译器安全证明。我们的证明依赖于基于模拟的安全性,信息流控制,编排编程和并发程序的顺序化技术的新颖统一。尽管我们的证明目标是混合协议,该方案将其作为理想化功能的抽象加密机制抽象,但我们的方法为利用通用合成性提供了清晰的途径,以通过完全实例化的加密机制获得端到端的模块化安全结果。最后,在先前观察到基于仿真的安全性的事先观察之后,我们证明我们的结果保证了强大的HyperProperty保存,这是编译器正确性的重要标准,它保留了目标程序中所有源级安全属性。
摘要 - 开发安全的分布式系统很困难,甚至必须使用高级加密来实现安全目标时,甚至更难。事先工作后,我们主张使用安全程序分区来综合加密应用程序:与其实施通信过程的系统,不如实现集中的,顺序的程序,该程序将自动编译为使用加密图的安全分离版本。尽管这种方法是有希望的,但此类编译器的安全性的正式结果受到范围的限制。特别是,尚无安全性证据同时解决对鲁棒,有效的应用程序必不可少的微妙之处:多个加密机制,恶意腐败和异步通信。在这项工作中,我们开发了处理这些微妙之处的编译器安全证明。我们的证明依赖于基于模拟的安全性,信息流控制,杂货编程和对并发程序的顺序化技术的新颖统一。尽管我们的证明目标是混合协议,该协议将其作为理想化功能的抽象加密机制,但我们的方法为利用通用合成性提供了清晰的路径,以获得具有完全实例化的密码机制的端到端,模块化安全结果。最后,在先前观察到基于仿真的安全性的事先观察之后,我们证明我们的结果保证了强大的HyperProperty保存,这是编译器正确性的重要标准,它保留了目标程序中所有源级安全属性。