定 價：69 元
叢書名：普通高等教育網(wǎng)絡空間安全系列教材
- 作者：戴紫彬
- 出版時間：2023/7/1
- ISBN：9787030758835
- 出 版 社：科學出版社
- 中圖法分類：TN402
- 頁碼：272
- 紙張：
- 版次：31
- 開本：16
本書是作者在多年科研和教學工作實踐總結的基礎上整理編寫而成的。全書共7章，全面介紹密碼芯片設計的基礎知識和關鍵技術。主要內容包括：密碼芯片的基本概念與性能指標，密碼芯片的總體設計與結構設計，邏輯運算、模加運算、模乘運算、有限域乘法運算、移位操作、比特置換、查表操作、反饋移位寄存器等8類密碼處理單元設計，存儲單元與互聯(lián)單元設計，分組密碼算法DES、序列密碼算法Grain-80、雜湊算法SHA1、非對稱密碼算法RSA的核心運算、大整數(shù)乘法芯片的數(shù)據(jù)路徑設計和控制器設計，以及密碼芯片安全防護等內容。
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目錄
第1章 緒論 1
1.1 密碼芯片 1
1.1.1 密碼芯片的概念 1
1.1.2 密碼芯片的功能 2
1.1.3 密碼芯片的分類 3
1.1.4 密碼芯片的作用 3
1.2 密碼芯片發(fā)展概況 4
1.2.1 密碼芯片發(fā)展背景 4
1.2.2 密碼芯片發(fā)展現(xiàn)狀 5
1.2.3 密碼芯片發(fā)展趨勢 6
1.3 密碼芯片通用性能指標 6
1.3.1 電氣特性 7
1.3.2 時序特性 8
1.4 密碼處理速度 10
1.4.1 分組密碼算法芯片處理速度 10
1.4.2 序列密碼算法芯片處理速度 13
1.4.3 雜湊算法芯片處理速度 13
1.4.4 非對稱密碼算法芯片處理速度 14
習題一 15
第2章 密碼芯片設計概述 18
2.1 密碼芯片設計描述方法 18
2.1.1 數(shù)字系統(tǒng)與密碼芯片 18
2.1.2 數(shù)字系統(tǒng)層次化描述方法 19
2.1.3 數(shù)字系統(tǒng)的設計方法 20
2.1.4 數(shù)字系統(tǒng)描述方法 22
2.2 密碼芯片總體設計 24
2.2.1 密碼模塊與密碼芯片 24
2.2.2 分組密碼算法芯片 25
2.2.3 序列密碼算法芯片 28
2.2.4 雜湊算法芯片 31
2.2.5 RSA算法芯片 32
2.3 密碼芯片結構設計 34
2.3.1 基本結構 34
2.3.2 分組密碼算法芯片組成結構 34
2.3.3 序列密碼算法芯片組成結構 36
2.3.4 雜湊算法芯片組成結構 37
2.3.5 RSA算法芯片組成結構 38
2.4 密碼芯片的實現(xiàn)方式 40
2.4.1 專用集成電路 40
2.4.2 現(xiàn)場可編程門陣列 41
2.4.3 密碼芯片的器件選型 42
習題二 43
第3章 密碼運算單元設計 45
3.1 密碼算法基本運算單元 45
3.2 邏輯運算單元 46
3.2.1 分組密碼中的多位異或操作 46
3.2.2 雜湊算法中的多變量邏輯函數(shù) 47
3.3 反饋移位寄存器單元 48
3.3.1 反饋移位寄存器及相關操作 48
3.3.2 線性反饋移位寄存器操作單元 49
3.3.3 非線性反饋移位寄存器操作單元 51
3.3.4 鐘控反饋移位寄存器操作單元 52
3.4 加法運算單元 55
3.4.1 密碼算法中的加法運算 55
3.4.2 加減法運算基本電路架構 56
3.4.3 連加運算 60
3.5 乘法運算單元 62
3.5.1 密碼算法中的乘法運算 62
3.5.2 陣列乘法單元 63
3.5.3 移位乘法電路 65
3.5.4 模乘運算電路 67
3.6 有限域乘法運算單元 70
3.6.1 密碼算法中的有限域運算 70
3.6.2 有限域乘法運算方法 73
3.6.3 有限域乘法運算實現(xiàn)技術 76
3.7 移位操作單元 80
3.7.1 密碼算法中的移位操作 80
3.7.2 移位操作單元 82
3.8 比特置換單元 85
3.8.1 密碼算法中的比特置換操作 85
3.8.2 比特置換實現(xiàn)技術 88
3.9 查表操作單元 91
3.9.1 密碼算法中的查表操作 91
3.9.2 查表操作實現(xiàn)方式 92
習題三 96
第4章 存儲單元與互聯(lián)單元 100
4.1 存儲單元 100
4.1.1 基本寄存器的描述與實現(xiàn) 100
4.1.2 寄存器堆電路 101
4.1.3 移位存儲電路 102
4.1.4 基于RAM的數(shù)據(jù)存儲電路 104
4.1.5 基于FIFO的數(shù)據(jù)存儲電路 105
4.2 互聯(lián)單元 110
4.2.1 基本單元 110
4.2.2 總線 112
4.2.3 交叉開關網(wǎng)絡 114
習題四 115
第5章 數(shù)據(jù)路徑設計 119
5.1 數(shù)據(jù)路徑的功能作用與設計方法 119
5.1.1 數(shù)據(jù)路徑的功能作用 119
5.1.2 數(shù)據(jù)路徑基本組成 119
5.1.3 數(shù)據(jù)路徑設計步驟 121
5.2 DES 算法芯片數(shù)據(jù)路徑 122
5.2.1 數(shù)據(jù)路徑構成 122
5.2.2 加解密算法數(shù)據(jù)路徑 123
5.2.3 子密鑰生成模塊 129
5.3 Grain-80算法亂數(shù)生成芯片數(shù)據(jù)路徑 134
5.3.1 算法概述 134
5.3.2 總體設計 135
5.3.3 Grain-80亂數(shù)生成芯片數(shù)據(jù)路徑 136
5.4 SHA1算法芯片數(shù)據(jù)路徑 141
5.4.1 總體構成 141
5.4.2 數(shù)據(jù)路徑電路結構 143
5.4.3 消息預處理 145
5.5 大整數(shù)乘法電路數(shù)據(jù)路徑 149
5.5.1 大整數(shù)乘法運算 149
5.5.2 1024bit乘法單元數(shù)據(jù)路徑 152
習題五 154
第6章 控制單元設計 162
6.1 控制器的概念及設計方法 162
6.1.1 密碼芯片控制方式 162
6.1.2 控制器的基本結構 164
6.1.3 控制器分類及實現(xiàn)方式 164
6.1.4 控制器設計步驟 166
6.2 簡單的定制型控制器設計 168
6.2.1 基于時序圖的分析方法 168
6.2.2 移位寄存器型控制器 173
6.2.3 計數(shù)器型控制器設計 176
6.3 狀態(tài)機型控制器設計 184
6.3.1 有限狀態(tài)機概述 184
6.3.2 密鑰實時生成DES算法芯片控制器設計 191
6.3.3 Grain-80算法亂數(shù)生成模塊控制器 193
6.3.4 SHA1算法芯片控制器設計 199
6.4 微代碼控制器設計 213
6.4.1 微代碼控制器概述 213
6.4.2 DES算法芯片控制器設計 218
6.4.3 Grain-80算法亂數(shù)生成模塊控制器設計 223
習題六 229
第7章 密碼芯片安全防護 235
7.1 密碼芯片面臨的安全威脅 235
7.2 安全防護方法概述 236
7.3 側信道分析攻擊原理分析 239
7.3.1 能量分析攻擊 239
7.3.2 電磁輻射分析攻擊 243
7.3.3 計時分析攻擊 243
7.4 抗能量/電磁分析防護技術 244
7.4.1 算法級防護技術 245
7.4.2 系統(tǒng)級防護技術 246
7.4.3 電路級防護技術 246
7.4.4 DES算法掩碼實現(xiàn) 247
7.5 抗計時分析防護技術 250
7.5.1 時間維度防護 250
7.5.2 空間維度防護 252
7.6 故障注入攻擊與防護技術 252
7.6.1 故障注入攻擊 252
7.6.2 抗故障注入攻擊與防護技術 254
習題七 256
參考文獻 258
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