在互联网的交互活动中，数字签名一直是鉴别网络身份和行为的重要手段，已被政务、金融、医疗等行业广泛应用。而随着用户和设备数量的快速增长，高频次、高并发的签名验证需求不断提升。围绕这一难题，武汉大学国家网颗粒机络安全学院3名学生设计了《基于并发架构的SM9算法高效实现》，并凭借这一成果荣获第七届全国密码技术竞赛特等奖。
获得特等奖的武汉大学“讨论一下队”团队成员。
全国密码技术竞赛是目前国内级别最高、影响力最大颗粒机的密码技术赛事，已成功举办七届。大赛致力于促进密码学研究和交流，强化高校学生创新意识和实践能力，助力密码学人才的成长和进步，推动产学研用深度融合。本届大赛有全国各大高校、企业、职业院校和科研单位等共计颗粒机111个单位、503支队伍、1500余名队员参赛。
武汉大学获奖项目清单。
获得特等奖的武汉大学3名学子蒙陈铸、程文静、靳惠瑄均是研一学生，他们颗粒机诙谐地给自己的团队取名“讨论一下队”。说起团队名称的由来，指导教师彭聪笑着告诉长江日报记者：“因为我老拉他们讨论问题，讨论多了，他们就取了这个名字。”
团队成员、电子信息专业2022级研究生程文静解释，颗粒机数字签名通常在互联网的交互活动中使用。“比如网上购物，付款时就有一个数字签名传输到了支付机构的服务器上，验证签名可以理解成服务端的操作，服务器收到用户发送来的签名，它要验证这个签名是不是本人的，这就是颗粒机一个交互的过程。这个过程越快，网上银行支付、电子合同签署等网络行为的验证效率越高。”
彭聪介绍，SM9数字签名算法是我国的商用密码标准，并已成为ISO/IEC国际标准，主要用于身份鉴别、数据验证等场景。颗粒机随着智能物联时代的来临，海量设备接入会导致云平台的负载压力急剧上升。通常，一朵“云”要验证非常多的业务访问请求，而为了确保身份或行为可信，每个请求都会自带一个签名，这可能会导致云服务器短时间内验证大量颗粒机的数字签名。团队所要解决的问题就是如何实现SM9数字签名算法高并发、低延时的响应请求。如果采用一个签名验证一次的模式，业务响应速度就会非常慢。如今有了高并发的验证技术，意味着云端验证技术能够支撑短时间颗粒机内大量业务请求响应。
“高并发响应过程中，密码运算环节非常耗费计算时间和计算资源，团队成员们就是从算法数学逻辑和底层实现技巧入手，着力解决高并发的响应问题，加速这个环节的工作。以前10毫秒才能验证1次，颗粒机理论上1秒钟只能做100次的数字签名验证，但现在我们可以在并发架构下达到每秒几万次的验证速度。”彭聪说。
团队3名学生自去年7月进入实验室以来就开始这项研究，利用CUDA编程模型优化SM9数字签名算法的颗粒机计算效率。该技术方案具有高吞吐量、低延时、高可扩展性的特点，能在单CPU模式下达到2毫秒计算延时，并利用GPU特性将吞吐量提升了1000多倍。
【来源：长江日报-长江网】
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