[盗火者计划] 任务5 - JYH

[JYH1878]

任务概述

任务五：基于稀疏打包的 bootstrapping 算子优化

本 PR 在 lattisense C++ SDK 层暴露 lattigo 底层新增的 bootstrapping 参数预设 API，使上层框架和编译器可以按需选择 Sparse/Dense bootstrapping 参数。同时提供完整的 benchmark 文档和复现指南。

关联 PR

本 PR 依赖 lattigo 子模块的修改，见：cipherflow-fhe/lattigo#13

主要改动

1. C++ SDK 新增参数预设接口

文件	改动
fhe_ops_lib/fhe_lib_v2.h	新增 CkksBtpParameter::create_parameter_by_preset(int preset_id) 声明
fhe_ops_lib/fhe_lib_v2.cpp	实现上述方法，调用 Go SDK 的 CreateCkksBtpParameterByPreset

使用方式：

// 旧接口：固定返回 Sparse0
auto param = fhe_ops_lib::CkksBtpParameter::create_parameter();

// 新接口：可选预设（0-3 Sparse, 4-7 Dense）
auto param_sparse = fhe_ops_lib::CkksBtpParameter::create_parameter_by_preset(0);
auto param_dense  = fhe_ops_lib::CkksBtpParameter::create_parameter_by_preset(4);

2. 子模块更新

• fhe_ops_lib/lattigo 更新至包含 preset API 和 benchmark 测试的最新 commit
• fhe_ops_lib/lattigo/go_sdk/liblattigo_sanitized.h 同步新增 CreateCkksBtpParameterByPreset 声明

3. 文档

• 新增 README_task5.md：完整的技术文档、实验数据、复现命令、改动清单

编译验证

cmake -B build
cmake --build build -j$(nproc)

✅ C++ 项目全量编译通过（fhe_ops_lib / cxx_sdk_v2 / mega_ag_runners / unittests）

Go SDK 编译验证

cd fhe_ops_lib/lattigo/go_sdk
bash build.sh

✅ liblattigo.a / liblattigo.so / liblattigo.h 全部更新成功

核心实验数据（引自 README_task5.md）

Sparse vs Dense Bootstrapping（LogN=16）

阶段	Dense (H=N/2)	Sparse (H=192/H=32)	加速比
ModUp	1.45 s	0.30 s	4.8×
CtS	37.66 s	11.93 s	3.2×
EvalMod	9.47 s	5.84 s	1.6×
StC	12.43 s	3.37 s	3.7×
总时间	~61.0 s	~21.4 s	2.85×

结论：Sparse SSE 相比 Dense 实现 2.85× 加速，并节省 4 个模数层级（可留给上层业务计算）。

复现方式

详见 README_task5.md，关键命令：

# C++ 编译
cmake -B build && cmake --build build -j$(nproc)

# Go 测试
cd fhe_ops_lib/lattigo/ckks/bootstrapping
go test -v -run TestPresetParameters -count=1
go test -v -run TestSparseVsDenseBSGS -count=1
go test -v -run TestSparseVsDenseFullParams -count=1