[发明专利]针对Path ORAM的叉型访问方法

摘要

本发明公布了一种针对Path ORAM的叉型访问方法，包括：地址请求队列ARQ处理末级缓存请求LLC阶段、标签请求队列LRQ处理地址请求队列ARQ请求的阶段、地址转换逻辑处理标签请求队列LRQ请求的阶段，MAC处理地址转换逻辑请求阶段和内存处理MAC请求阶段；MAC处理地址转换逻辑请求阶段，树状结构的模式不可见存储器ORAM tree的被访问方式是叉型的。本发明方法通过隐藏访存模式的硬件结构优化，利用去除相邻两个路径的重叠部分的访问，减小了ORAM访存的数量和代价，加快了ORAM系统的执行速度，并且还可以降低功耗，从而大大提高系统整体性能。

主权项

一种针对Path ORAM的叉型访问方法，包括：地址请求队列ARQ处理末级缓存请求LLC阶段、标签请求队列LRQ处理地址请求队列ARQ请求的阶段、地址转换逻辑处理标签请求队列LRQ请求的阶段，MAC处理地址转换逻辑请求阶段和内存处理MAC请求阶段，所述叉型访问方法通过隐藏访存模式的硬件结构优化，达到在很小的硬件代价下降低Path ORAM的访存代价，从而大大提高系统整体性能；具体包括如下步骤：A.在地址请求队列ARQ处理末级缓存LLC请求阶段，执行如下操作：A1.设末级缓存(LLC)请求为{op,addr}，op表示读操作请求或写操作请求，addr表示末级缓存希望访问的逻辑地址；当末级缓存LLC发生一次miss未命中时，需要对内存进行访问；A2.当末级缓存LLC对内存进行访问时，对于每个末级缓存LLC请求{op,addr}，当地址请求队列ARQ中没有和addr相同的请求时，直接将末级缓存LLC请求插入到地址请求队列ARQ；A3.将地址请求队列ARQ中的所有请求转换为标签label；A4.将已被转换为label请求的地址请求队列ARQ请求传输至标签请求队列LRQ，直到标签请求队列LRQ充满数据请求；B.在标签请求队列LRQ处理地址请求队列ARQ请求的阶段，进入到标签请求队列LRQ中的标签label经过调度后，将最前的标签请求传递给地址转换逻辑；C.在地址转换逻辑处理标签请求队列LRQ请求的阶段，转换逻辑对标签label请求进行处理，通过叉型访问方式访问树状结构的模式不可见存储器ORAM tree，将标签label请求转化为针对内存逻辑地址的读写请求序列，所述地址转换逻辑得到的读写请求再被传输给MAC；具体执行如下操作：C1.当前请求不访问上一个请求访问过的逻辑地址:将每个标签label即将转化成的请求中读的部分，对应path中与标签请求队列LRQ中上一个标签label’对应的path不重合的部分；C2.当前请求不写回上一个请求即将访问的逻辑地址:将每个label即将转化成的请求中写的部分，对应path中与LRQ中下一个label对应的path不重合的部分；C3.将地址转换逻辑得到的多个读写请求传输给MAC；D.在MAC处理地址转换逻辑请求的阶段：MAC接受步骤C3所述读写请求后，通过对应的标签位tag判断所述读写请求是命中hit或是未命中miss；当所述读写请求为命中hit时，直接进行读写操作；当所述读写请求为未命中miss时，向内存发送所述读写请求，并通过最近使用策略替换相应的块；E.在内存处理MAC请求阶段：在内存接收到步骤D所述MAC请求后，将对应的数据返回给ORAM controller或者写入内存。