Ubuntu 系统下的phe.Pailliar同态加密，速度慢，无法多线程调度的问题

Ubuntu 系统下的phe.Pailliar同态加密，速度慢，无法多线程调度的问题 问题描述：

在跑同态加密实验时发现一个有趣的现象！

i9 12900KF的Ubuntu主机在进行Pailliar同态加密的时候竟然跑不过i5 10400F的Windows小主机，速度慢了接近一倍！

我使用的是python 中的phe包调用Pailliar库引用的同态加密，然后在相同主机下进行了一个简单地运行时间对比测试：

同态加密运算：

##测试代码，进行同态加密运算时间计算
import time
import numpy as np
from phe import paillier
start_time = time.time()
u_a=np.random.uniform(low=2,high=8,size=(1,20000))  
public_key, private_key = paillier.generate_paillier_keypair(n_length=1024)
encrypted_u_a = np.asarray([public_key.encrypt(x) for x in u_a[0]])
elapsed_time = time.time() - start_time
print('elapsed_time: {:.3f}s'.format(elapsed_time))

指数运算：

import time
import math
def f(x):
    return 3*math.log(x)+math.cos(x)**2

if __name__ == '__main__':
    start_time = time.time()
    a=range(1,100000000)
    r=[f(x) for x in a]
    elapsed_time = time.time() - start_time
    print('elapsed_time: {:.3f}s'.format(elapsed_time))

统计不同平台下的运算时间如下：

运算项目	数据量	Ubuntu	Windows
指数运算	50000000	16.83s	24.79s
指数运算	100000000	35.62s	49.61s
Pailliar加密运算	10000	116.08s	49.78s
Pailliar加密运算	20000	239.49s	99.42s

指数运算的数据基本没有问题，符合正常地逻辑，Ubuntu系统下要比Windows快三分之一左右。

但Pailliar同态加密在Ubuntu平台要比Windows慢一倍多，证明和系统平台有关。

之后通过使用htop 命令查看Ubuntu进程，发现在进行Pailliar同态加密时仅进行了单线程的调度，未使用多线程计算，所以造成了计算速度慢的问题。

但通过查看了使用包的版本，两平台均使用了最新的phe==1.5.0，所以怀疑可能是Ubuntu系统下的phe包未进行线程优化，所以对其进行了降级处理，重新安装了phe==1.4.0;

pip install phe==1.4.0

但之后测试还是不行，速度依然没有提升；

之后通过查询发现，网上大部分教程在进行phe包安装之前都会安装一个**gmpy2**的高精度运算包，所以分别查看各系统，Windows系统安装了此包，但Ubuntu系统下未安装此包。

conda install gmpy2

安装之后重新进行了测试，问题解决，速度大大提升

运算项目	数据量	Ubuntu	Windows
指数运算	50000000	16.83s	24.79s
指数运算	100000000	35.62s	49.61s
Pailliar加密运算	10000	16.79s	49.78s
Pailliar加密运算	20000	32.58s	99.42s

原因分析：

phe 包安装版本太高，未安装gmpy2高精度计算包，只能进行单线程的计算。
在进行同态加密计算时，由于存在浮点数，需要对小数部分进行高精度计算，所以在gmpy2的加持下，速度显著提升，可以进行多线程计算。

总结：

phe版本太高，对其进行降级
未安装gmpy2无法进行多线程调度。

最后：
全网搜了一圈没有搜到同样问题，所以选择了记录下来。由于我只是使用同态加密算法进行应用，低层的密码学原理和 *** 作系统的线程调度原理知识不是很懂。上面的原因只是我的简单分析，更多原理或者说的不对的地方，请大佬指正交流~