1.密码学开源库整理
2.Golang GMP 原理
3.GCC 源码编译安装
4.如何在windows下编译GMP软件包
5.OpenFAST | 搭建编译环境（RedHat/CentOS 7）
6.双线性映射在密码学中的码下使用

密码学开源库整理

       密码学开源库整理

       维护一个密码学开源列表，旨在促进大家的码下共同学习与交流。持续更新中，码下欢迎投稿，码下贡献宝贵的码下资源。

       基础密码库

       C/C++

       MIRACL Crypto SDK- 一个广泛认可的码下出源码pix多精度整数和有理数加密库，被视作椭圆曲线密码学的码下黄金标准。

       OpenSSL- 用于传输层安全协议的码下健壮、商业级、码下功能齐全的码下开源工具包。

       Tongsuo (原BabaSSL)- 提供现代密码学算法和安全通信协议的码下开源基础库，适用于各种业务场景。码下

       NTL- 高性能、码下可移植的码下C++库，提供整数、码下向量、矩阵、多项式和浮点运算的数据结构和算法。

       cryptoPP- 一个开源C++密码学库，包含了众多密码算法。

       PBC- 一个基于GMP库的免费C库，用于执行基于配对的密码系统的数学运算。

       NaCl- 一个易于使用的高效密码库，专为网络通信、加密、解密、签名等设计。

       Sodium- NaCl的一个分支，具有兼容和扩展API，提供构建更高级加密工具所需的核心操作。

       RELIC- 一个面向研究的现代密码原语工具箱，强调效率和灵活性。

       OpenABE- 集成了各种基于属性的加密算法、行业标准加密功能和工具，易于使用。

       cpabe toolkit- 实现基于密文策略的属性加密方案的程序，使用PBC库进行代数运算。

       Paillier- 公钥密码系统，提供加法同态性，适用于保护隐私的应用。

       代理重新加密- 公钥加密的一种形式，允许用户将其解密权委托给另一个用户。

       BGW广播加密- 允许广播者向一组接收者发送加密信息的校准网站时间源码方案。

       JAVA

       The Java Pairing-Based Cryptography Library (JPBC)- 一个开源密码工具箱，支持国密算法、数字证书和SSL/TLS安全通信协议。

       Python

       pyUmbral- Umbral阈值代理重新加密方案的参考实现，支持密文委托。

       Golang

       The Go Pairing-Based Cryptography Library- 提供不同SOTA函数式加密方案的实现。

       CONIKS- 一个密钥管理系统，提供终端用户加密密钥的透明度和隐私保护。

       隐私增强技术库

       mpc和FHE库- 包括ecc、paillier、elgamal等基础公钥密码算法。

       区块链与零知识证明

       Rust/C++库- 实现zkSNARK方案的零知识证明系统。

       量子安全密码

       liboqs- 一个开放源码C库，包含量子安全加密算法的开源实现。

       可搜索加密

       收集的可搜索加密列表。

       隐私保护机器学习

       收集的Secure Deep Learning代码库列表。

       贡献者：

Golang GMP 原理

       通常语义中的线程，指的是内核级线程，核心点包括：（1）它是操作系统最小调度单元；（2）创建、销毁、调度交由内核完成，cpu 需完成用户态与内核态间的切换；（3）可充分利用多核，实现并行。

       协程，又称为用户级线程，核心点如下：（1）与线程存在映射关系，为 M：1；（2）创建、销毁、调度在用户态完成，对内核透明，所以更轻；（3）从属同一个内核级线程，无法并行；一个协程阻塞会导致从属同一线程的所有协程无法执行。

       Goroutine，经 Golang 优化后的特殊“协程”，核心点包括：（1）与线程存在映射关系，为 M：N；（2）创建、销毁、调度在用户态完成，对内核透明，足够轻便；（3）可利用多个线程，实现并行；（4）通过调度器的斡旋，实现和线程间的免签约我源码动态绑定和灵活调度；（5）栈空间大小可动态扩缩，因地制宜。

       对比三个模型的各项能力：综上，goroutine 可说是博采众长之物。

       实际上，“灵活调度” 一词概括得实在过于简要，Golang 在调度 goroutine 时，针对“如何减少加锁行为”，“如何避免资源不均”等问题都给出了精彩的解决方案，这一切都得益于经典的 “gmp” 模型。

       GMP = goroutine + machine + processor（+ 一套有机组合的机制），下面先单独拆出每个组件进行介绍，最后再总览全局，对 GMP 进行总述。

       G = goroutine，是 Golang 中对协程的抽象；（2）g 有自己的运行栈、状态、以及执行的任务函数（用户通过 go func 指定）；（3）g 需要绑定到 p 才能执行，在 g 的视角中，p 就是它的 cpu。

       P = processor，是 Golang 中的调度器；（2）p 是 gmp 的中枢，借由 p 承上启下，实现 g 和 m 之间的动态有机结合；（3）对 g 而言，p 是其 cpu，g 只有被 p 调度，才得以执行；（4）对 m 而言，p 是其执行代理，为其提供必要信息的同时（可执行的 g、内存分配情况等），并隐藏了繁杂的调度细节；（5）p 的数量决定了 g 最大并行数量，可由用户通过 GOMAXPROCS 进行设定（超过 CPU 核数时无意义）。

       M = machine，是 Golang 中对线程的抽象；（1）m 不直接执行 g，而是先和 p 绑定，由其实现代理；（3）借由 p 的存在，m 无需和 g 绑死，也无需记录 g 的状态信息，因此 g 在全生命周期中可以实现跨 m 执行。

       全局有多个 M 和多个 P，但同时并行的 G 的最大数量等于 P 的数量。G 的存放队列有三类：P 的本地队列；全局队列；和 wait 队列（图中未展示，为 io 阻塞就绪态 goroutine 队列）。币圈源码出售

       M 调度 G 时，优先取 P 本地队列，其次取全局队列，最后取 wait 队列。这样的好处是，取本地队列时，可以接近于无锁化，减少全局锁竞争。为防止不同 P 的闲忙差异过大，设立 work-stealing 机制，本地队列为空的 P 可以尝试从其他 P 本地队列偷取一半的 G 补充到自身队列。

       核心数据结构定义于 runtime/runtime2.go 文件中，各个类的成员属性较多，这里只摘取核心字段进行介绍：g 的生命周期由以下几种状态组成：_Gidle（值为 0，为协程开始创建时的状态，此时尚未初始化完成）；_Grunnable（值为 1，协程在待执行队列中，等待被执行）；_Grunning（值为 2，协程正在执行，同一时刻一个 p 中只有一个 g 处于此状态）；_Gsyscall（值为 3，协程正在执行系统调用）；_Gwaiting（值为 4，协程处于挂起态，需要等待被唤醒. gc、channel 通信或者锁操作时经常会进入这种状态）；_Gdead（值为 6，协程刚初始化完成或者已经被销毁，会处于此状态）；_Gcopystack（值为 8，协程正在栈扩容流程中）；_Greempted（值为 9，协程被抢占后的状态）。

       文字性总结难免有些过于含糊和空洞，对一些细节的描述总是不够精确的。下面照旧开启源码走读流程，从代码中寻求理论证明和细节补充。

       gmp 数据结构定义为 runtime/runtime2.go 文件中，由于各个类的成员属性较多，那么只摘取核心字段进行介绍：（1）m：在 p 的代理，负责执行当前 g 的 m；（2）sched.sp：保存 CPU 的 rsp 寄存器的值，指向函数调用栈栈顶；（3）sched.pc：保存 CPU 的 rip 寄存器的值，指向程序下一条执行指令的地址；（4）sched.ret：保存系统调用的返回值；（5）sched.bp：保存 CPU 的 rbp 寄存器的值，存储函数栈帧的起始位置。其中 g 的生命周期由以下几种状态组成：（1）_Gidle（值为 0，为协程开始创建时的状态，此时尚未初始化完成）；（2）_Grunnable（值为 1，源码文件解压错误协程在待执行队列中，等待被执行）；（3）_Grunning（值为 2，协程正在执行，同一时刻一个 p 中只有一个 g 处于此状态）；（4）_Gsyscall（值为 3，协程正在执行系统调用）；（5）_Gwaiting（值为 4，协程处于挂起态，需要等待被唤醒. gc、channel 通信或者锁操作时经常会进入这种状态）；（6）_Gdead（值为 6，协程刚初始化完成或者已经被销毁，会处于此状态）；（7）_Gcopystack（值为 8，协程正在栈扩容流程中）；（8）_Greempted（值为 9，协程被抢占后的状态）。

       其中，goroutine 的类型可分为两类：（1）I 负责调度普通 g 的 g0，执行固定的调度流程，与 m 的关系为一对一；（2）II 负责执行用户函数的普通 g。m 通过 p 调度执行的 goroutine 永远在普通 g 和 g0 之间进行切换。

       主动调度是用户主动执行让渡的方式，主要方式是，用户在执行代码中调用了 runtime.Gosched 方法，此时当前 g 会当让出执行权，主动进行队列等待下次被调度执行。被动调度因当前不满足某种执行条件，g 可能会陷入阻塞态无法被调度，直到关注的条件达成后，g 才从阻塞中被唤醒，重新进入可执行队列等待被调度。

       正常调度指的是 g 中的执行任务已完成，g0 会将当前 g 置为死亡状态，发起新一轮调度。抢占调度指的是 g 执行系统调用超过指定的时长，且全局的 p 资源比较紧缺，此时将 p 和 g 解绑，抢占出来用于其他 g 的调度。

       调度流程的主干方法是位于 runtime/proc.go 中的 schedule 函数。在宏观调度流程中，我们可以尝试对 gmp 的宏观调度流程进行整体串联，包括：（1）以 g0 -> g -> g0 的一轮循环为例进行串联；（2）g0 执行 schedule() 函数，寻找到用于执行的 g；（3）g0 执行 execute() 方法，更新当前 g、p 的状态信息，并调用 gogo() 方法，将执行权交给 g；（4）g 因主动让渡（gosche_m()）、被动调度（park_m()）、正常结束（goexit0()）等原因，调用 m_call 函数，执行权重新回到 g0 手中；（5）g0 执行 schedule() 函数，开启新一轮循环。

       在 Golang 中，调度流程的主干方法是位于 runtime/proc.go 中的 schedule 函数，此时的执行权位于 g0 手中。在 findRunnable 方法中，调度流程中，一个非常核心的步骤就是为 m 寻找到下一个执行的 g。在 execute 方法中，当 g0 为 m 寻找到可执行的 g 之后，接下来就开始执行 g。

       在 g 执行主动让渡时，会调用 mcall 方法将执行权归还给 g0，并由 g0 调用 gosched_m 方法。在 g 需要被动调度时，会调用 mcall 方法切换至 g0，并调用 park_m 方法将 g 置为阻塞态。当 g 执行完成时，会先执行 mcall 方法切换至 g0，然后调用 goexit0 方法。与 g 的系统调用有关的，视角切换回发生系统调用前，与 g 绑定的原 m 当中，此时执行权同样位于 m 的 g0 手中。在 m 需要执行系统调用前，会先执行位于 runtime/proc.go 的 reentersyscall 的方法。当 m 完成了内核态的系统调用之后，此时会步入位于 runtime/proc.go 的 exitsyscall 函数中。

       与 g 的系统调用有关的，视角切换回发生系统调用前，与 g 绑定的原 m 当中，在 m 需要执行系统调用前，会先执行位于 runtime/proc.go 的 reentersyscall 的方法。当 m 完成了内核态的系统调用之后，此时会步入位于 runtime/proc.go 的 exitsyscall 函数中。

       当 g 执行完成时，会先执行 mcall 方法切换至 g0，然后调用 goexit0 方法。当 m 完成了内核态的系统调用之后，此时会步入位于 runtime/proc.go 的 exitsyscall 函数中。

       对于抢占调度的执行者，不是 g0，而是一个全局的 monitor g，代码位于 runtime/proc.go 的 retake 方法中。与 g 的系统调用有关的，视角切换回发生系统调用前，与 g 绑定的原 m 当中，在 m 需要执行系统调用前，会先执行位于 runtime/proc.go 的 reentersyscall 的方法。当 m 完成了内核态的系统调用之后，此时会步入位于 runtime/proc.go 的 exitsyscall 函数中。

       在 Golang 中，调度流程的主干方法是位于 runtime/proc.go 中的 schedule 函数，此时的执行权位于 g0 手中。在 findRunnable 方法中，调度流程中，一个非常核心的步骤就是为 m 寻找到下一个执行的 g。在 execute 方法中，当 g0 为 m 寻找到可执行的 g 之后，接下来就开始执行 g。

       在 g 执行主动让渡时，会调用 mcall 方法将执行权归还给 g0，并由 g0 调用 gosched_m 方法。在 g 需要被动调度时，会调用 mcall 方法切换至 g0，并调用 park_m 方法将 g 置为阻塞态。当 g 执行完成时，会先执行 mcall 方法切换至 g0，然后调用 goexit0 方法。当 m 完成了内核态的系统调用之后，此时会步入位于

GCC 源码编译安装

       前言

       本文主要介绍如何在特定条件下，通过源码编译安装GCC（GNU Compiler Collection）4.8.5版本。在Linux环境下，特别是遇到较老工程代码和低版本GCC适配问题时，网络仓库不可用，可通过下载源码进行本地编译安装。文章总结了该过程的步骤，以期帮助读者解决类似需求。

       Linux系统版本：SUSE Linux Enterprise Server SP5 (aarch) - Kernel \r (\l)

       GCC版本：gcc-4.8.5

       步骤如下：

       1，源码下载

       直接在Linux终端执行：wget ftp.gnu.org/gnu/gcc/gcc...

       或手动下载：ftp://gcc.gnu.org/pub/gcc/infrastructure

       选取对应的gcc版本下载。

       2，解压并进入目录

       解压下载的tar包：tar -jxvf gcc-4.8.5.tar.bz2

       进入解压后的目录：cd gcc-4.8.5

       3，配置依赖库

       联网情况下：cd gcc-4.8.5/

       ./contrib/download_prerequisites

       无法联网时，手动下载依赖库（如mpfr、gmp、mpc）并上传到指定目录，然后分别解压、重命名并链接。

       4，创建编译存放目录

       在gcc-4.8.5目录下执行：mkdir gcc-build-4.8.5

       5，生成Makefile文件

       cd gcc-build-4.8.5

       ../configure -enable-checking=release -enable-languages=c,c++ -disable-multilib

       推荐配置时，根据环境调整参数，如X_环境下的`--disable-libsanitizer`。

       6，执行编译

       make（可能耗时较长）

       解决可能出现的问题，如libc_name_p和struct ucontext uc，通过参考gcc.gnu.org/git或直接覆盖相关文件。

       7，安装GCC

       在gcc-build-4.8.5目录下执行：make install

       安装完成后，可直接解压并安装。

       8，配置环境变量

       执行命令：export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/root/gcc-4.8.5/mpc:/root/gcc-4.8.5/gmp:/root/gcc-4.8.5/mpfr

       确保路径一致，执行 source /etc/profile 使环境变量生效。

       9，检查安装情况

       通过`gcc -v`和`g++ -v`验证GCC版本。

       ，库升级

       遇到动态库未找到问题时，需升级gcc库，通过查找和替换最新库文件解决。

       ，卸载系统自带的gcc

       以root用户执行：rpm -qa |grep gcc | xargs rpm -e --nodeps

       ，修改ld.so.conf文件

       编辑文件：vi /etc/ld.so.conf，在最下面添加实际路径，如/usr/local/lib和/usr/local/lib。

       执行 ldconfig /etc/ld.so.conf。

       ，修改GCC链接

       确保GCC及其相关工具的正确链接，使用`ll /usr/bin/gcc*`和`ll /usr/bin/g++*`检查链接结果。

       至此，GCC源码编译安装流程完成，可满足特定环境下的GCC版本需求。

如何在windows下编译GMP软件包

       1、下载GMP源代码，展开到d:/gmp

       /project/showfiles.php?group_id=

       ä¸­çš„AutoMated MinGW Installer下载完后执行，选择下载并安装

       å®‰è£…选项选择第一，二和最后共三个组件，安装在d:/minGW

       3、 /mingw/MSYS-1.0..exe?modtime=&big_mirror=1

       ä¸‹è½½MSYS MinGW的辅助环境

       å®‰è£…到d:/msys，安装时有两个提示，第一个提示输入Y, 第二个提示输入MinGW安装路径d:/MinGW

       å®ŒæˆåŽæ¡Œé¢å‡ºçŽ°msys快捷方式

       4、进入d:/msys/1.0/etc编辑fstab文件

       åŠ å…¥è¡Œ

       d:/gmp /gmp

       5、点击msys进入环境

       cd /gmp进入gmp虚拟路径

       ä¾æ¬¡æ‰§è¡Œï¼ˆæ¯ä¸ªéƒ½ä¼šæ‰§è¡Œå¾ˆé•¿æ—¶é—´ï¼‰

       ./configure

       make

       make install

       åˆ™ç¼–译出静态包

       å¦‚果执行

       ./configure --disable-static --enable-shared

       make

       make install

       åˆ™ç¼–译出dll

OpenFAST | 搭建编译环境（RedHat/CentOS 7）

       在服务器上使用OpenFAST时，若遇到使用RedHat/CentOS 7系统时默认GCC套件版本过旧，无法顺利编译OpenFAST源码的情况，此时需将GCC套件升级至较高版本以解决此问题。本文将详细说明如何在CentOS 7系统上离线编译GCC7.5。

       GCC（GNU编译器集合）是跨平台编译器的事实标准，支持多种编程语言。在CentOS 7系统中，自带的GCC套件版本为4.8，不支持C++。而GCC7.5支持C++，是理想的选择。编译OpenFAST需要依赖GCC中的g++和gfortran两个编译器。

       以下是编译GCC7.5的具体步骤：

       下载GCC7.5源代码并上传至服务器。

       下载GCC的依赖包：gmp-6.1.0.tar.bz2、mpc-1.0.3.tar.gz、mpfr-3.1.4.tar.bz2、isl-0..1.tar.bz2，并上传至服务器的GCC源码根目录。

       生成Makefile，确保配置项包含c、c++、fortran语言支持。

       编译GCC7.5，使用多线程加速编译过程。

       使用root权限安装GCC7.5。

       检查GCC7.5版本。

       更新动态库libstdc++.so.6。

       更新普通用户环境变量。

       测试编译器，确保安装成功。

双线性映射在密码学中的使用

       双线性映射在密码学中的使用

       近年来，双线性映射在身份认证与零知识证明领域的应用日益广泛。基于库PBC的零知识证明流程的实现，将为您详细解析这一过程。本文首先针对库的下载、编译与使用进行说明，针对不同操作系统的实践尝试。考虑到Windows下的编译挑战，Ubuntu被选为实现方案的载体。

       一、库的准备与实践

       在Linux环境下，借助PBC库实现密码学功能较为顺畅。在Windows系统上，需将其编译为适用于操作系统的可执行文件。下载和安装MinGW，利用其集成的命令行工具实现库的依赖安装。接着，通过msys.bat实现Linux式的模拟运行环境。下载GMP源码、配置与编译，生成用于库实现所需的libgmp.a静态库及gmp.h头文件。在指定目录下下载PBC源码，同时将先前准备的lib和头文件放置于其所在目录，确保库的完整集成。尽管PBC编译要求Linux系统，本文转移至Ubuntu下展开实践。

       二、Ubuntu平台下操作指南

       针对Ubuntu环境下的操作，首先确保安装Python 3.x版本，通过apt-get命令实现m4、flex、bison以及ssl-dev的安装。随后，下载GMP库、OpenSSL库、PBC库及最新的charm-crypto源码。经过以上步骤，动态库的构建与成功运行得以实现。

       三、基于双线性映射的承诺方案开发

       本文通过实际代码的编写，展示如何以双线性映射为基础构建一个简单的承诺方案。具体代码段落在此省略，其旨在通过PBC库实现零知识证明流程的构建，为密码学领域提供实操指导。