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 56
第2章 流密碼算法 74
2.1 基于反饋移位寄存器設計的流密碼 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 流密碼算法計算架構設計 89
2.4.1 可重構反饋移位寄存器陣列 90
2.4.2 抽頭抽取結構分析及可重構設計 93
2.4.3 運算單元分析及可重構運算單元陣列設計 93
2.4.4 反饋數(shù)據(jù)選擇分析及可重構設計 99
2.5 流密碼算法硬件實現(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 111
第3章 分組密碼算法 113
3.1 基于Feistel網(wǎng)絡結構的密碼算法 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結構的密碼算法 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結構的密碼算法 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 分組密碼算法計算架構設計 129
3.5.1 可重構單元設計 129
3.5.2 分組密碼的PE結構 134
3.5.3 架構整體設計 135
3.6 分組密碼算法硬件實現(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 141
第4章 哈希函數(shù) 144
4.1 基于MD結構的哈希函數(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結構的哈希函數(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 輕量級哈希函數(shù)計算架構設計 162
4.5.1 邏輯運算單元分析及可重構設計 163
4.5.2 有限域乘法單元分析及可重構設計 164
4.5.3 S盒替換運算單元分析及可重構設計 165
4.5.4 置換運算單元分析及可重構設計 166
4.5.5 循環(huán)移位運算單元分析及可重構設計 167
4.5.6 輕量級哈希函數(shù)可重構架構 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 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 基于橢圓曲線離散對數(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 公鑰密碼算法計算架構設計 188
5.4.1 算法運算層次 189
5.4.2 模乘算法 191
5.4.3 標量乘算法 196
參考文獻 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設計舉例 226
6.3.1 SM9基本技術 226
6.3.2 雙線性對中的二次擴域模乘 234
6.3.3 雙線性對運算基本結構 239
參考文獻 242
第7章 硬件安全問題 247
7.1 側信道攻擊原理及方法 247
7.1.1 側信道攻擊原理 248
7.1.2 側信道攻擊方法 249
7.2 主流側信道攻擊防御方法 252
7.2.1 側信道防御的五級架構 252
7.2.2 側信道防御對策 254
7.3 新型側信道攻擊方法 255
7.3.1 基于CLRM的側信道攻擊模型 256
7.3.2 基于InceptionNet的側信道攻擊模型 257
7.4 低熵掩碼方案設計 259
7.4.1 針對相關功耗分析攻擊的低面積開銷低熵掩蔽方案 259
7.4.2 低面積復雜度AES低熵掩碼方案的研究 262
7.4.3 基于復合域通用低熵高階掩碼的設計與實現(xiàn) 264
參考文獻 267