安装 GMP、NTL、CTMalloc ,编译 OpenFHE

2023-10-29 15:36

本文主要是介绍安装 GMP、NTL、CTMalloc ,编译 OpenFHE,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

参考文献:

  1. [ABB+22] Al Badawi A, Bates J, Bergamaschi F, et al. Openfhe: Open-source fully homomorphic encryption library[C]//Proceedings of the 10th Workshop on Encrypted Computing & Applied Homomorphic Cryptography. 2022: 53-63.
  2. openfheorg/openfhe-development
  3. Welcome to OpenFHE’s documentation!
  4. 在Ubuntu上安装NTL库以及编译测试
  5. Ubuntu上安装NTL库
  6. 内存优化-如何使用tcmalloc来提升内存性能?
  7. 在Ubuntu上安装Bazel
  8. Google Performance Tools安装以及使用
  9. Git安装教程以及连接Github
  10. GMP:代码,文档
  11. gf2x:代码,文档
  12. NTL:代码,文档
  13. ctmalloc:代码,文档
  14. bazel:代码,文档

文章目录

  • 安装 GMP
  • 安装 gf2x
  • 安装 NTL
  • 安装 Bazel
  • 安装 ctmalloc
  • 编译 OpenFHE
  • FHE 样例

我使用的是 WSL 子系统,

  • 操作系统版本:Ubuntu 22.04.2 LTS,位数 x86_64
  • GMP 版本:6.2.1
  • NTL 版本:11.5.1

安装 GMP

下载 GMP 6.2.1 版本(必须和 NTL 11.5.1 匹配,如果冲突报错了,在你安装的源码目录 gmp-6.3.0 下执行 sudo make uninstall 卸载),解压并进入 gmp-6.2.1 文件夹,

./configure --prefix=$HOME/gmpmakemake checksudo make install

如果 prefix 不指定安装的目录,库文件 lib 会产生在 /usr/local/lib,头文件在 /usr/local/include。我没有指定,让它默认安装到 /usr/local 内。

安装结果:

----------------------------------------------------------------------
Libraries have been installed in:/usr/local/libIf you ever happen to want to link against installed libraries
in a given directory, LIBDIR, you must either use libtool, and
specify the full pathname of the library, or use the '-LLIBDIR'
flag during linking and do at least one of the following:- add LIBDIR to the 'LD_LIBRARY_PATH' environment variableduring execution- add LIBDIR to the 'LD_RUN_PATH' environment variableduring linking- use the '-Wl,-rpath -Wl,LIBDIR' linker flag- have your system administrator add LIBDIR to '/etc/ld.so.conf'See any operating system documentation about shared libraries for
more information, such as the ld(1) and ld.so(8) manual pages.
----------------------------------------------------------------------/usr/bin/mkdir -p '/usr/local/include'/usr/bin/install -c -m 644 gmp.h '/usr/local/include'/usr/bin/mkdir -p '/usr/local/lib/pkgconfig'/usr/bin/install -c -m 644 gmp.pc '/usr/local/lib/pkgconfig'
make  install-data-hook
make[4]: Entering directory '/mnt/e/ThirdPartyLibrary/GMP/gmp-6.2.1'

安装 gf2x

如果源码文件夹下没有 ./configure,但有 configure.amconfigure.in,我们用 autoconf 命令来生成。

  1. 我们先安装 autoconf 工具,

    sudo apt-get install autoconf
    
  2. 下载 gf2x,我们下载 .tar.gz 版本的压缩文件,并在 Linux 下解压(在 Windows 下解压 .zip 做编译时会报错,因为 Linux 下的软链接被翻译成了形如 ../../crypto/opensslconf.h 的一行代码形式),

    gunzip gf2x-master.tar.gztar xf gf2x-master.tarcd gf2x-master
    
  3. 我们先执行如下指令(直接执行 autoreconf --install./configure 会有找不到 Makefile.in 文件的报错),

    aclocallibtoolize --forceautomake --add-missingautoconf
    
  4. 然后生成 ./configure 文件,

    autoreconf --install
    
  5. 现在可以安装 gf2x 了,

    ./configuremakemake checksudo make install
    

安装结果:

Libraries have been installed in:/home/wqf/sw/libIf you ever happen to want to link against installed libraries
in a given directory, LIBDIR, you must either use libtool, and
specify the full pathname of the library, or use the '-LLIBDIR'
flag during linking and do at least one of the following:- add LIBDIR to the 'LD_LIBRARY_PATH' environment variableduring execution- add LIBDIR to the 'LD_RUN_PATH' environment variableduring linking- use the '-Wl,-rpath -Wl,LIBDIR' linker flag- have your system administrator add LIBDIR to '/etc/ld.so.conf'See any operating system documentation about shared libraries for
more information, such as the ld(1) and ld.so(8) manual pages.

安装 NTL

安装好 GMP 之后再编译 NTL,计算效率快得多,

For this to work, GMP must already be installed (most Unix distributions already come with GMP installed, but see this page for more details). If you really do not want to use GMP, you can pass the option NTL_GMP_LIP=off to configure; however, NTL will run significantly faster with GMP, so this is strongly discouraged.

安装好 gf2x 之后再编译 NTL,使得 GF(2) 的效率快得多,

If you want very high-performance for polynomial arithmetic over GF(2), you may want to consider using the gf2x library. To do this, gf2x must already be installed. In addition, you should invoke configure with the option NTL_GF2X_LIB=on.

  1. 下载最新版本的 NTL,我们下载 ntl-11.5.1.tar.gz 压缩文件,在 Linux 下解压

    gunzip ntl-11.5.1.tar.gztar xf ntl-11.5.1.tarcd ntl-11.5.1/src/
    
  2. 默认配置了 GMP,我们额外配置 gf2x

    ./configure PREFIX=/usr/local NTL_GF2X_LIB=on GF2X_PREFIX=/usr/local
    
  3. 编译

    makemake checksudo make install
    
  4. 如果执行 make check 时找不到 .so 的软连接,删除后使用绝对路径重新配置下,

    sudo rm libgf2x.so.4sudo rm libgf2x.sosudo ln -s /usr/local/lib/libgf2x.so.4.0.0 /usr/local/lib/libgf2x.so.4sudo ln -s /usr/local/lib/libgf2x.so.4.0.0 /usr/local/lib/libgf2x.sosudo ldconfig
    

安装结果:

mkdir -p -m 755 /usr/local/include
rm -rf /usr/local/include/NTL
mkdir -m 755 /usr/local/include/NTL
cp -p ../include/NTL/*.h /usr/local/include/NTL
chmod -R a+r /usr/local/include/NTL
mkdir -p -m 755 /usr/local/share/doc
rm -rf /usr/local/share/doc/NTL
mkdir -m 755 /usr/local/share/doc/NTL
cp -p ../doc/*.txt /usr/local/share/doc/NTL
cp -p ../doc/*.html /usr/local/share/doc/NTL
cp -p ../doc/*.gif /usr/local/share/doc/NTL
chmod -R a+r /usr/local/share/doc/NTL
mkdir -p -m 755 /usr/local/lib
cp -p ntl.a /usr/local/lib/libntl.a #LSTAT
chmod a+r /usr/local/lib/libntl.a #LSTAT

安装 Bazel

Bazel 是 Google 开源的编译构建工具,以 Monolithic Repository 为理念。与 makefile & CMake 不同,Bazel 另起炉灶,采用 client/server 运行模式,为云编译而生。Bazel 工具将编译过程分三个阶段:Load Phase/Analysis Phase/Execution phase。研发人员实现 workspace/build/.bzl 三种文件,Bazel 执行这些文件生成 action graph,执行 action 来构建项目。

下载 bazel,我们下载 installer-linux-x86_64.sh 二进制安装程序,

chmod +x bazel-6.4.0-installer-linux-x86_64.shsudo cp ./bazel-6.4.0-installer-linux-x86_64.sh /usr/local/bin/cd /usr/local/bin/./bazel-6.4.0-installer-linux-x86_64.sh

安装结果:

Bazel is now installed!Make sure you have "/usr/local/bin" in your path.For bash completion, add the following line to your ~/.bashrc:source /usr/local/lib/bazel/bin/bazel-complete.bashFor fish shell completion, link this file into your
/root/.config/fish/completions/ directory:ln -s /usr/local/lib/bazel/bin/bazel.fish /root/.config/fish/completions/bazel.fishSee http://bazel.build/docs/getting-started.html to start a new project!

使用 Bazel 编译 ctmalloc 源码时,它总是去链接 https://github.com/protocolbuffers/protobuf/archive/13d559beb6967033a467a7517c35d8ad970f8afb.zip 下载 com_google_protobuf,但是报错 Connection refused。明明用浏览器可以打开这个网址啊!无语。。。

安装 ctmalloc

ctmalloc 是一个高效管理内存的工具包,需要使用 bazel 来编译源码,但它连不上 github,编译不了!!!我们通过安装 gperftools 来实现 ctmalloc 的安装。

TCMalloc (Thread-Caching Malloc) 与标准 glibc 库的 malloc 实现一样的功能,但是 TCMalloc 在效率和速度效率都比标准 malloc 高很多。TCMalloc 是 google-perftools 工具中的一个(四个工具分别是:TCMalloc、heap-checker、heap-profiler 和 cpu-profiler)。

  1. 下载 libunwind(追踪函数调用栈),源码安装

    autoreconf --force -v --install./configuremakesudo make install
    
  2. 下载 gperftools(CPU 性能分析器),源码安装

    autoreconf --force -v --install./configuremakesudo make install
    
  3. 最后把 ctmalloc 加载到 Linux 系统中,

    suecho '/usr/local/lib' > /etc/ld.so.conf.d/local.conf/sbin/ldconfigexit
    

编译 OpenFHE

  1. 在 https://github.com/openfheorg/openfhe-development 下载 OpenFHE 的源代码,解压得到 openfhe-development-main

  2. 递归下载依赖的第三方代码(本来是空文件夹),

    cd ./third-partygit initgit submodule update --init --recursive
    
  3. 我们配置 ./CMakeLists 文件,打开 WITH_NTL, WITH_TCM 等优化选项(如果你没有安装它们,就不要打开),构造出 Makefile 文件,

    mkdir buildcd buildcmake .. BUILD_EXTRAS=ON WITH_NTL=ON WITH_TCM=ON
    
  4. OpenFHE 的源码文件很大,我们启用多线程 ,

    make -j 16
    
  5. 根据需求可以安装到系统中(在 ./build 下执行 sudo make uninstall 即可卸载),

    make install
    

现在我们根据 ./unitest 中的三个测试代码,做正确性测试,

make testall

运行了好长时间后(主要是 pke1489 cases 很慢),得到的测试结果,

-- demoData folder already exists
[  0%] Built target third-party
[ 21%] Built target coreobj
[ 21%] Built target OPENFHEcore
[ 26%] Built target binfheobj
[ 28%] Built target OPENFHEbinfhe
[ 34%] Built target binfhe_tests
[ 48%] Built target core_tests
[ 80%] Built target pkeobj
[ 80%] Built target OPENFHEpke
[100%] Built target pke_tests
core:
Testing Backends: 4 Native
****** OpenFHE Version 1.1.1
****** Date 2023-10-29T13:55:17
****** End 159 cases 159 passed 0 failed
pke:
Testing Backends: 4 Native
****** OpenFHE Version 1.1.1
****** Date 2023-10-29T13:55:38
****** End 1489 cases 1489 passed 0 failed
binfhe:
Testing Backends: 4 Native
****** OpenFHE Version 1.1.1
****** Date 2023-10-29T14:24:47
****** End 84 cases 84 passed 0 failed
[100%] Built target testall

FHE 样例

测试 BFV 方案,执行 bin/examples/pke/simple-integers

Plaintext #1: ( 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ... )
Plaintext #2: ( 3 2 1 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ... )
Plaintext #3: ( 1 2 5 2 5 6 7 8 9 10 11 12 ... )Results of homomorphic computations
#1 + #2 + #3: ( 5 6 9 10 15 18 21 24 27 30 33 36 ... )
#1 * #2 * #3: ( 3 8 15 32 125 216 343 512 729 1000 1331 1728 ... )
Left rotation of #1 by 1: ( 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ... )
Left rotation of #1 by 2: ( 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ... )
Right rotation of #1 by 1: ( 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ... )
Right rotation of #1 by 2: ( 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... )

测试 CKKS 方案,执行 bin/examples/pke/simple-real-numbers

CKKS scheme is using ring dimension 16384Input x1: (0.25, 0.5, 0.75, 1, 2, 3, 4, 5,  ... ); Estimated precision: 50 bitsInput x2: (5, 4, 3, 2, 1, 0.75, 0.5, 0.25,  ... ); Estimated precision: 50 bitsResults of homomorphic computations:
x1 = (0.25, 0.5, 0.75, 1, 2, 3, 4, 5,  ... ); Estimated precision: 43 bits
Estimated precision in bits: 43
x1 + x2 = (5.25, 4.5, 3.75, 3, 3, 3.75, 4.5, 5.25,  ... ); Estimated precision: 43 bits
Estimated precision in bits: 43
x1 - x2 = (-4.75, -3.5, -2.25, -1, 1, 2.25, 3.5, 4.75,  ... ); Estimated precision: 43 bits4 * x1 = (1, 2, 3, 4, 8, 12, 16, 20,  ... ); Estimated precision: 41 bitsx1 * x2 = (1.25, 2, 2.25, 2, 2, 2.25, 2, 1.25,  ... ); Estimated precision: 42 bitsIn rotations, very small outputs (~10^-10 here) correspond to 0's:
x1 rotate by 1 = (0.5, 0.75, 1, 2, 3, 4, 5, 0.25,  ... ); Estimated precision: 43 bitsx1 rotate by -2 = (4, 5, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 2, 3,  ... ); Estimated precision: 43 bits

测试 TFHE 方案,执行 bin/examples/binfhe/boolean-truth-tables

Generate cryptocontext
Finished generating cryptocontext
Generating the bootstrapping keys...
Completed the key generation.1 NAND 1 = 0
1 NAND 0 = 1
0 NAND 0 = 1
0 NAND 1 = 11 AND 1 = 1
1 AND 0 = 0
0 AND 0 = 0
0 AND 1 = 01 OR 1 = 1
1 OR 0 = 1
0 OR 0 = 0
0 OR 1 = 11 NOR 1 = 0
1 NOR 0 = 0
0 NOR 0 = 1
0 NOR 1 = 01 XOR 1 = 0
1 XOR 0 = 1
0 XOR 0 = 0
0 XOR 1 = 11 XNOR 1 = 1
1 XNOR 0 = 0
0 XNOR 0 = 1
0 XNOR 1 = 01 XOR_FAST 1 = 0
1 XOR_FAST 0 = 1
0 XOR_FAST 0 = 0
0 XOR_FAST 1 = 11 XNOR_FAST 1 = 1
1 XNOR_FAST 0 = 0
0 XNOR_FAST 0 = 1
0 XNOR_FAST 1 = 0

这篇关于安装 GMP、NTL、CTMalloc ,编译 OpenFHE的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/301616

相关文章

Zookeeper安装和配置说明

一、Zookeeper的搭建方式 Zookeeper安装方式有三种,单机模式和集群模式以及伪集群模式。 ■ 单机模式:Zookeeper只运行在一台服务器上,适合测试环境; ■ 伪集群模式:就是在一台物理机上运行多个Zookeeper 实例; ■ 集群模式:Zookeeper运行于一个集群上,适合生产环境,这个计算机集群被称为一个“集合体”(ensemble) Zookeeper通过复制来实现

CentOS7安装配置mysql5.7 tar免安装版

一、CentOS7.4系统自带mariadb # 查看系统自带的Mariadb[root@localhost~]# rpm -qa|grep mariadbmariadb-libs-5.5.44-2.el7.centos.x86_64# 卸载系统自带的Mariadb[root@localhost ~]# rpm -e --nodeps mariadb-libs-5.5.44-2.el7

Centos7安装Mongodb4

1、下载源码包 curl -O https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.2.1.tgz 2、解压 放到 /usr/local/ 目录下 tar -zxvf mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.2.1.tgzmv mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.2.1/

Centos7安装JDK1.8保姆版

工欲善其事,必先利其器。这句话同样适用于学习Java编程。在开始Java的学习旅程之前,我们必须首先配置好适合的开发环境。 通过事先准备好这些工具和配置,我们可以避免在学习过程中遇到因环境问题导致的代码异常或错误。一个稳定、高效的开发环境能够让我们更加专注于代码的学习和编写,提升学习效率,减少不必要的困扰和挫折感。因此,在学习Java之初,投入一些时间和精力来配置好开发环境是非常值得的。这将为我

安装nodejs环境

本文介绍了如何通过nvm(NodeVersionManager)安装和管理Node.js及npm的不同版本,包括下载安装脚本、检查版本并安装特定版本的方法。 1、安装nvm curl -o- https://raw.githubusercontent.com/nvm-sh/nvm/v0.39.0/install.sh | bash 2、查看nvm版本 nvm --version 3、安装

计算机毕业设计 大学志愿填报系统 Java+SpringBoot+Vue 前后端分离 文档报告 代码讲解 安装调试

🍊作者:计算机编程-吉哥 🍊简介:专业从事JavaWeb程序开发,微信小程序开发,定制化项目、 源码、代码讲解、文档撰写、ppt制作。做自己喜欢的事,生活就是快乐的。 🍊心愿:点赞 👍 收藏 ⭐评论 📝 🍅 文末获取源码联系 👇🏻 精彩专栏推荐订阅 👇🏻 不然下次找不到哟~Java毕业设计项目~热门选题推荐《1000套》 目录 1.技术选型 2.开发工具 3.功能

SWAP作物生长模型安装教程、数据制备、敏感性分析、气候变化影响、R模型敏感性分析与贝叶斯优化、Fortran源代码分析、气候数据降尺度与变化影响分析

查看原文>>>全流程SWAP农业模型数据制备、敏感性分析及气候变化影响实践技术应用 SWAP模型是由荷兰瓦赫宁根大学开发的先进农作物模型,它综合考虑了土壤-水分-大气以及植被间的相互作用;是一种描述作物生长过程的一种机理性作物生长模型。它不但运用Richard方程,使其能够精确的模拟土壤中水分的运动,而且耦合了WOFOST作物模型使作物的生长描述更为科学。 本文让更多的科研人员和农业工作者

K8S(Kubernetes)开源的容器编排平台安装步骤详解

K8S(Kubernetes)是一个开源的容器编排平台,用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。以下是K8S容器编排平台的安装步骤、使用方式及特点的概述: 安装步骤: 安装Docker:K8S需要基于Docker来运行容器化应用程序。首先要在所有节点上安装Docker引擎。 安装Kubernetes Master:在集群中选择一台主机作为Master节点,安装K8S的控制平面组件,如AP

maven 编译构建可以执行的jar包

💝💝💝欢迎莅临我的博客,很高兴能够在这里和您见面!希望您在这里可以感受到一份轻松愉快的氛围,不仅可以获得有趣的内容和知识,也可以畅所欲言、分享您的想法和见解。 推荐:「stormsha的主页」👈,「stormsha的知识库」👈持续学习,不断总结,共同进步,为了踏实,做好当下事儿~ 专栏导航 Python系列: Python面试题合集,剑指大厂Git系列: Git操作技巧GO

衡石分析平台使用手册-单机安装及启动

单机安装及启动​ 本文讲述如何在单机环境下进行 HENGSHI SENSE 安装的操作过程。 在安装前请确认网络环境,如果是隔离环境,无法连接互联网时,请先按照 离线环境安装依赖的指导进行依赖包的安装,然后按照本文的指导继续操作。如果网络环境可以连接互联网,请直接按照本文的指导进行安装。 准备工作​ 请参考安装环境文档准备安装环境。 配置用户与安装目录。 在操作前请检查您是否有 sud