密碼算法、計(jì)算架構(gòu)及硬件實(shí)現(xiàn)

目錄
序
前言
第1章 引論 1
1.1 概述 1
1.2 流密碼算法發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 2
1.2.1 流密碼算法發(fā)展歷史 2
1.2.2 流密碼研究現(xiàn)狀 17
1.3 分組密碼算法發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 19
1.3.1 分組密碼算法發(fā)展歷史 19
1.3.2 分組密碼研究現(xiàn)狀 33
1.4 哈希函數(shù)發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 34
1.4.1 哈希函數(shù)發(fā)展歷史 34
1.4.2 哈希函數(shù)研究現(xiàn)狀 42
1.5 公鑰密碼算法發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 45
1.5.1 公鑰密碼算法發(fā)展歷史 45
1.5.2 公鑰密碼算法研究現(xiàn)狀 53
1.6 密碼芯片面臨的挑戰(zhàn) 55
參考文獻(xiàn) 56
第2章 流密碼算法 74
2.1 基于反饋移位寄存器設(shè)計(jì)的流密碼 74
2.1.1 算法核心原理 74
2.1.2 典型算法分析 76
2.2 其他典型流密碼算法分析 83
2.3 流密碼算法對比（特征）分析 86
2.4 流密碼算法計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì) 89
2.4.1 可重構(gòu)反饋移位寄存器陣列 90
2.4.2 抽頭抽取結(jié)構(gòu)分析及可重構(gòu)設(shè)計(jì) 93
2.4.3 運(yùn)算單元分析及可重構(gòu)運(yùn)算單元陣列設(shè)計(jì) 93
2.4.4 反饋數(shù)據(jù)選擇分析及可重構(gòu)設(shè)計(jì) 99
2.5 流密碼算法硬件實(shí)現(xiàn) 100
2.5.1 ZUC算法映射 100
2.5.2 Grain vl算法映射 103
2.5.3 ChaCha20算法映射 105
2.5.4 映射性能分析 108
參考文獻(xiàn) 111
第3章 分組密碼算法 113
3.1 基于Feistel網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的密碼算法 113
3.1.1 算法核心原理 113
3.1.2 典型算法分析 115
3.2 基于SPN結(jié)構(gòu)的密碼算法 121
3.2.1 算法核心原理 121
3.2.2 典型算法分析 122
3.3 基于Lai-Massey結(jié)構(gòu)的密碼算法 125
3.3.1 算法核心原理 125
3.3.2 典型算法分析 126
3.4 分組密碼算法對比（特征）分析 127
3.5 分組密碼算法計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì) 129
3.5.1 可重構(gòu)單元設(shè)計(jì) 129
3.5.2 分組密碼的PE結(jié)構(gòu) 134
3.5.3 架構(gòu)整體設(shè)計(jì) 135
3.6 分組密碼算法硬件實(shí)現(xiàn) 137
3.6.1 PRECENT64/80映射 137
3.6.2 SIMON64/128映射 137
3.6.3 SPECK64/128映射 138
3.6.4 性能分析 139
參考文獻(xiàn) 141
第4章 哈希函數(shù) 144
4.1 基于MD結(jié)構(gòu)的哈希函數(shù) 144
4.1.1 算法核心原理 144
4.1.2 典型算法分析 145
4.2 基于Sponge結(jié)構(gòu)的哈希函數(shù) 148
4.2.1 算法核心原理 148
4.2.2 典型算法分析 149
4.3 基于其他原理的哈希函數(shù) 157
4.3.1 算法核心原理 157
4.3.2 典型算法分析 158
4.4 哈希函數(shù)算法對比分析 161
4.5 輕量級(jí)哈希函數(shù)計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì) 162
4.5.1 邏輯運(yùn)算單元分析及可重構(gòu)設(shè)計(jì) 163
4.5.2 有限域乘法單元分析及可重構(gòu)設(shè)計(jì) 164
4.5.3 S盒替換運(yùn)算單元分析及可重構(gòu)設(shè)計(jì) 165
4.5.4 置換運(yùn)算單元分析及可重構(gòu)設(shè)計(jì) 166
4.5.5 循環(huán)移位運(yùn)算單元分析及可重構(gòu)設(shè)計(jì) 167
4.5.6 輕量級(jí)哈希函數(shù)可重構(gòu)架構(gòu) 169
4.5.7 哈希函數(shù)算法硬件映射 171
4.5.8 性能分析對比 174
參考文獻(xiàn) 176
第5章 公鑰密碼算法 178
5.1 基于整數(shù)分解的公鑰密碼體制 178
5.1.1 算法核心原理 178
5.1.2 典型算法分析 179
5.2 基于離散對數(shù)的公鑰密碼算法 181
5.2.1 算法核心原理 181
5.2.2 典型算法分析 182
5.3 基于橢圓*線離散對數(shù)的公鑰密碼算法 183
5.3.1 算法核心原理 183
5.3.2 典型算法分析 184
5.4 公鑰密碼算法計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì) 188
5.4.1 算法運(yùn)算層次 189
5.4.2 模乘算法 191
5.4.3 標(biāo)量乘算法 196
參考文獻(xiàn) 216
第6章 新型密碼算法 219
6.1 基于格的密碼體制 219
6.1.1 發(fā)展歷程 219
6.1.2 基于格的困難問題 222
6.2 基于身份的密碼體制 224
6.3 國密SM9設(shè)計(jì)舉例 226
6.3.1 SM9基本技術(shù) 226
6.3.2 雙線性對中的二次擴(kuò)域模乘 234
6.3.3 雙線性對運(yùn)算基本結(jié)構(gòu) 239
參考文獻(xiàn) 242
第7章 硬件安全問題 247
7.1 側(cè)信道攻擊原理及方法 247
7.1.1 側(cè)信道攻擊原理 248
7.1.2 側(cè)信道攻擊方法 249
7.2 主流側(cè)信道攻擊防御方法 252
7.2.1 側(cè)信道防御的五級(jí)架構(gòu) 252
7.2.2 側(cè)信道防御對策 254
7.3 新型側(cè)信道攻擊方法 255
7.3.1 基于CLRM的側(cè)信道攻擊模型 256
7.3.2 基于InceptionNet的側(cè)信道攻擊模型 257
7.4 低熵掩碼方案設(shè)計(jì) 259
7.4.1 針對相關(guān)功耗分析攻擊的低面積開銷低熵掩蔽方案 259
7.4.2 低面積復(fù)雜度AES低熵掩碼方案的研究 262
7.4.3 基于復(fù)合域通用低熵高階掩碼的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 264
參考文獻(xiàn) 267