zk-SNARK中数论变换的硬件加速方法研究

简洁非交互式零知识证明能够生成长度固定的证明并快速进行验证,极大地推动了零知识证明在数字签名、区块链及分布式存储等领域的应用。但其证明的生成过程极其耗时且需要被频繁调用,其中数论变换是证明生成过程的主要运算之一。然而现有的通用数论变换硬件加速方法难以满足其在简洁非交互式零知识证明中大规模、高位宽的要求。针对该问题,提出一种数论变换多级流水硬件计算架构。针对高位宽计算需求对高位模运算进行优化,设计了低时延蒙哥马利模乘单元;为了加速大规模计算,通过二维子任务划分将大规模数论变换任务划分为小规模独立子任务,并通过消除数据依赖实现了子任务间计算流水;在子任务多轮蝶形运算之间采用数据重排机制,有效缓解了访存需求并实现了不同步长蝶形运算间的计算流水。所提出的数论变换计算架构可以根据现场可编程门阵列(FPGA)片上资源灵活扩展,方便部署在不同规模的FPGA上以获得最大加速效果。所提出的硬件架构使用高层次综合(HLS)开发并基于OpenCL框架在AMD Xilinx Alveo U50实现了整套异构加速系统。实验结果表明,相比于PipeZK中的数论变换加速模块,该方法获得了1.95倍的加速比;在运行当前主流的简洁非交互式零知识证明开源项目bellman时,相比于AMD Ryzen 95900X单核及12核分别获得了27.98倍和1.74倍的加速比,并分别获得了6.9倍、6倍的能效提升。

PreNTT:面向zk-SNARK的数论变换计算并行加速方法

简洁非交互式零知识证明(zk-SNARK)由于具备证明验证过程简捷快速的优点,已在加密货币等众多领域得到广泛应用。但其证明生成过程所需计算仍复杂耗时,影响了进一步的应用拓展。针对zk-SNARK证明生成过程中的主要计算瓶颈——数论变换(NTT),提出了一种基于GPU的NTT计算加速方法PreNTT。首先,提出了基于预计算的NTT并行计算方法,利用预计算与旋转因子次幂算法优化,减少NTT并行计算开销,并结合动态预计算,进一步提高NTT计算效率。其次,通过“动态自适应计算核调度”,可以根据NTT输入规模自适应地分配GPU片上资源,提升了大规模NTT任务的计算能效。然后,通过核外整体数据混洗和核内局部数据混洗相结合的方式,避免了访存冲突。最后,使用CUDA多流技术执行数据传输和计算过程,对预计算时间进行了有效隐藏。实验结果表明:基于PreNTT实现的zk-SNARK系统,与目前业界最先进的系统Bellperson相比,NTT模块运行时间获得了全规模最低1.7倍的加速比,最高加速比为9倍。PreNTT能够有效提高NTT算法并行度,降低zk-SNARK运算时间开销。

基于形而上学奠基概念的心理因果性问题重思

金在权认为非还原的物理主义会在心理因果问题上犯难。心理因果问题的症结之一在于非过度决定论题,即过度决定情形不可接受。然而,并不是所有的过度决定情形都不可接受,而只是系统性的过度决定情形不可接受,因为这些情形违背了节省原则;那些非系统性的、偶然发生的、自然界中极其罕见的过度决定情形可以被接受。金在权的排除论证之所以有力量,是因为其使用的随附性概念以及在随附性概念的基础上建立的随附性物理主义对心物关系的刻画,会同时违背非系统性原则和节省原则。随附性概念只是刻画了心物之间的依赖关系,而没有说明这种依赖关系何以存在。相比之下,因分体论原则可以弥合物理与化学、化学与生物等不同层次的属性之间的关系,承袭分体论原则的形而上学奠基概念能够说明心物之间的形而上学依赖关系。而且,基于奠基概念理解心物关系,也可以填补心物之间的说明空缺,使人们不仅能够知道心理属性和物理属性之间存在共变关系,而且这种共变关系是可以解释并被理解的。本研究为理解心理因果性问题提供一种新的视角。

超越存在与非存在

当胡塞尔谈到所谓的“超越论还原”或“现象学悬置”时,许多人认为他避开了真理或存在的问题,理由有二:第一,胡塞尔明确指出,当我们进行还原时,不应再简单地“假定它既对我呈现又作为事实存在者而呈现”,并且应该悬置我们关于“现实存在方面”的判断;第二,胡塞尔在提到观念的“对象”时似乎没问题,即使当我们指的是非存在的、幻觉的或实际上不可能的对象时。这貌似表明,他对是否存在相应的“普遍的”对象问题不感兴趣。本文试图对此提出质疑,并将表明,他的研究不但从未忽略真理和存在的问题,而且将它们凸显出来。

某排水泵站全地下式初雨调蓄池设计

随着我国经济社会的不断发展,城市面源污染负荷正在逐年提高,对区域河道、湖泊等水环境质量造成了严重威胁。在排水系统末端设置初雨调蓄池,是控制径流污染、改善区域水环境的重要工程性措施之一。文章结合上海市位于商务区的某已建排水泵站处新建全地下初雨调蓄池的设计实例,针对全地下式初雨调蓄池的建设形式、运行模式、主要工艺类型选择等方面的主要问题,在占地面积、经济投资、管养维护等方面进行了研究和论证分析,并介绍了该初雨调蓄池主要工艺参数的优化设计方案,可为同类型全地下式排水泵站初雨调蓄池的设计提供一定思路参考。

对汉语两类非核心论元的APPL结构分析--兼论英汉APPL结构之差异

汉语句法中有两类非核心论元可进入APPL结构,一是单及物动词后增加的非核心论元,一是不及物动词后增加的非核心论元。这两类非核心论元都通过轻动词APPLINVOLVE与VP原本表达的事件发生关系,构成H-APPL结构。英语句法中只有单及物动词后增加的非核心论元可能进入APPL结构,这类非核心论元通过轻动词APPLTRANSFER与动词原有的THEME论元发生关系,构成L-APPL结构。所谓的双宾结构就是一个单及物动词投射的VP和一个APPL成分投射的APPLP的结合;所谓的双及物动词可以被认为是一个单及物动词进入句法时与APPL成分所允准的非核心论元发生关系的结果。

“动词+非核心论元宾语”构式的构式压制和惯性压制

动宾结构本质上是以凸显焦点信息为功能的信息结构。动宾结构是一个原型范畴,范畴内"动词+核心论元宾语"是原型构式,当动作的其他侧面成为显著度最高、信息价值最大的信息内容时,在焦点凸显和语言经济性原则的共同驱使下,"动词+核心论元宾语"作为原型构式会对词项产生构式压制。"及物动词+非核心论元宾语"是角色侧重误配的结果,"不及物动词+非核心论元宾语"是角色数量误配的结果。"动词+非核心论元宾语"构式也存在惯性压制的现象,惯性压制使并列的动名结构中前项对后项有顺势压制的作用,使后项就势获得前项的句法、语义特征,形成一种类似于轭式搭配的表达式。

谈汉语中旁格成分作宾语现象

本文以类型学的视角,把汉语的旁格宾语结构归入施用范畴,分析了其句法特征、生成机制及语用动因,发现旁格成分虽然占据了宾语的句法位置,但与典型的客体宾语有较大差别,两者应该加以区分。施用操作的引入可以为汉语非核心论元的允准提供一种可能的机制。

非形式逻辑的对象及其发展趋势

随着非单调逻辑的产生和发展,人们提出了“究竟什么是逻辑”的问题。对这个问题的两种不同回答,形成了逻辑学的两个学派??抽象逻辑学派和具体逻辑学派。抽象派主张逻辑学是研究有效论证的科学,具体派则认为逻辑学是研究好论证的标准的科学。前者把论证的有效性看做是完全从其背景中抽象出来的,是研究基于零主体的人工语言论证的分析与评价,实际上把论证评价标准局限于演绎逻辑或单调逻辑范围之内,并把归纳推理、回溯推理和各种实践推理排斥在逻辑学之外;后者则认为论证评价需要考虑其运用背景或论辩目的,研究的是基于多主体的自然语言论证的分析和评价,涵盖了各种形式实践推理的研究,并把论证评价的标准扩充至了修辞学范围。如何划清逻辑与修辞在论证评价中的作用范围呢?非形式逻辑学家们似乎正在做这项工作。该文在把论证分为作为静态成品的论证和作为动态过程的论证两大类的基础上,把非形式逻辑区分为形式论辩学派和语用论辩学派两大学派,分析了非形式逻辑的理论来源、基本特征和研究对象,探讨了非形式逻辑的发展趋势。

变参数PID控制器

在分析ＰＩＤ控制基本原理的基础上，提出了一种改进的ＰＩＤ控制器——变参数ＰＩＤ控制器．该控制器根据控制偏差的大小通过非线性函数在线改变ＰＩＤ三个控制参数的大小，以获得满意的控制性能．本文给出了该控制器的三种结构，将这三种结构与常规ＰＩＤ控制器进行了对比仿真实验，结果表明这三种结构的性能均优于后者．本文还就该控制器的抗干扰性能、鲁棒性能、对非最小相位系统的适用性进行了仿真．仿真结果表明，该控制器性能良好．

论元控制谓词与非论元控制谓词的逻辑语义分析与计算

本文从逻辑语义研究的视角出发，把汉语中由动词充当的谓词情况归纳为论元控制谓词和非论元控制谓词，其中，论元控制谓词又分为主语论元控制谓词和宾语论元控制谓词。本文对这几类谓词的语义性质进行了形式化的定义，并对宾语论元控制谓词做出了进一步的次类区分和归纳。此外，本文在最后部分对所划分出的谓词类别在Prolog语言环境下做了典型个案的实现。

从“管约论”的标句词看汉语话题句

本文运用“管约论”的“界限理论”解释汉语的“话题句”,提出“话题”的类型、特点及其与主语的区别。立足于汉语自身特点 ,验证“普遍语法”的普遍性 ,找出汉语“话题句”与“管约论”中带有标句词 ( COMP)的句子的联系与参数。

非形式逻辑的核心概念:“论证”

论证概念是包括非形式逻辑在内的论辩理论的核心。将论证理解为语义学概念还是语用学(辩证的)概念是非形式逻辑和经典逻辑的分水岭。对论证理解的逐步宽泛化,本质上就是对它不断增加功能性内涵,以使其适应更广阔的论域。所幸的是,与北美日常英语不同,汉语中的“论证”没有否定性的意味,这就使得日益丰富的论证概念可直接被应用于汉语日常论辩。

现代汉语非核心论元的句法推导

非核心论元的生成一直是生成语言学研究的焦点。本文在最简方案框架内统一解释现代汉语两类动词"死"与"吃"的非核心论元生成。研究发现,两类动词的句法结构中存在高位ApplP投射,可以引介事件的额外论元。该额外论元[Spec,ApplP]从[Spec,DP]移位而来,同时具有领有者和蒙事两种题元角色。研究从汉语角度证明最简方案理论解释跨语言差异的可行性。

法律中的可辩驳推理

法律中的可辩驳推理是法律方法研究中的一个新课题。可辩驳推理作为一种独立的推理模式而在各个领域发生影响主要有以下三种理论的支持:其一,哲学的“语用学转向”;其二,人工智能研究的深入;其三,单一性法律推理向非单一性法律推理的转向。法律中的可辩驳推理可以分为三个维度:推定的可辩驳性;过程的可辩驳性和理论的可辩驳性。可辩驳推理对法律方法、法律论证与民主法治等重大的法律理论问题都产生了深远的影响。

句子加工中的语义P600效应

句子加工领域的研究中,一般认为,N400效应与语义加工有关,句法违反通常引发P600效应。然而近年来一些研究发现,句子语义违反时也引发了P600效应,即语义P600效应。对语义P600效应的诱发原因及其功能意义,目前有三种代表性的解释:监控说认为,P600效应是由语言理解过程中的认知冲突引发的,反映了认知监控系统对可能出现的加工错误的检测与解决;而非句法中心动态模型认为语义P600效应反映的是句子理解过程中两条通路之间出现冲突时的持续分析;扩展的论元依赖模型则用新的句子加工模型来解释语义P600效应,认为语义P600效应与句法违反引发的P600效应产生于句子加工的不同过程。

日汉V-V复合动词的异同——从中心词角度考察

从动词对参项的支配角度考察日汉两种语言的V-V复合动词,并得出了以下结论:并列关系的复合动词属于双中心词类型;非并列关系的复合动词中,日语基本上符合其中心词居后的原则,而汉语则分为两种情况,一是动补式的复合动词基本上符合中心词居前的原则,二是偏正式的复合动词与这个原则相反,属于中心词居后的类型。

刑事法律论证的逻辑基础探析

法律三段论是刑事诉讼中控、辩、审三方所采用的最基本的法律论证模式,其背后的逻辑基础是什么,目前主要有三种观点:根据传统观点,法律三段论的逻辑基础是直言三段论;演绎逻辑基础论者主张演绎逻辑是法律三段论的逻辑基础;反演绎逻辑基础论者基本上否定了逻辑在法律审判中的作用。现实主义法学派的反演绎逻辑基础论观具有片面性,法律三段论应有其逻辑基础,应以非单调逻辑作为逻辑基础,用缺省规则表达无罪推定规则,重新修订传统法律论证理论,探讨刑事法律三段论的逻辑基础问题。

具连续变量非线性差分方程的振动性

文章通过时滞微分方程和离散型差分方程的振动性,研究了一类具有连续变量非线性差分方程Δ[y(t)-p(t)y(t-τ)]+sum from i=1 to m qi(t)fi(y(t-σi))=0的振动性,得出了方程依赖于时滞差分方程和离散型差分方程振动的几个充分条件。

NP-be-NP型英语系动词句格位问题探讨

格是人类语言中的一个语法范畴。NP-be-NP型英语系动词句中两个名词性成分的格位问题对生成语法构成了挑战。该文从生成语法的角度对英语系动词结构进行了分类,并对系动词前后的名词短语的特性进行了分析;在对Moro(1997)和Rosthtein(2001)相关问题进行分析的基础上提出新的解释。