可重構計算密碼處理器(精) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

劉雷波王博魏少軍... 編

圖書標籤:

• 可重構計算
• 密碼學
• 處理器
• 硬件安全
• 嵌入式係統
• FPGA
• 加速器
• 密碼處理器
• 計算機體係結構
• 安全計算

店鋪： 土星圖書專營店

齣版社： 科學

ISBN：9787030542441

商品編碼：29701794734

開本：16

齣版時間：2018-02-01

基本信息

• 商品名稱：可重構計算密碼處理器(精)
• 作者：劉雷波//王博//魏少軍
• 定價：160
• 齣版社：科學
• ISBN號：9787030542441

其他參考信息（以實物為準）

• 齣版時間：2018-02-01
• 印刷時間：2018-02-01
• 版次：1
• 印次：1
• 開本：16開
• 包裝：精裝
• 頁數：337
• 字數：443韆字

內容提要

劉雷波、王博、魏少軍著的《可重構計算密碼處 理器》主要介紹基於可重構計算技術的密碼處理器係 統設計方法，包括密碼算法的動態重構實現特性分析 、處理器係統結構設計與軟件編譯技術，並以一款作 者團隊設計的可重構計算密碼處理器Anole為例講解 具體實現方案。在此基礎上，本書重點討論利用可重 構計算形式的局部動態重構特性與陣列式處理架構提 升密碼處理器抗物理攻擊安全性的設計方法，展望可 重構計算密碼處理器技術的未來發展。
     本書適閤電子科學與技術、密碼科學、網絡與信 息安全、計算機科學與技術等專業的科研人員、研究 生，以及工程師閱讀學習。
    

目錄

序
前言
第1章 緒論
1.1 信息安全與密碼處理器
1.2 密碼處理器的應用需求挑戰
1.3 傳統密碼處理器研究現狀
1.3.1 ASIC密碼處理器研究現狀
1.3.2 ISAP密碼處理器研究現狀
1.3.3 傳統密碼處理器的局限性
1.4 可重構計算密碼處理器技術
1.4.1 可重構計算概述
1.4.2 可重構計算密碼處理器研究現狀
參考文獻
第2章 密碼算法的重構特性分析
2.1 密碼算法功能及其分類
2.2 對稱密碼算法
2.2.1 分組密碼算法
2.2.2 序列密碼算法
2.3 雜湊算法
2.3.1 雜湊算法介紹
2.3.2 雜湊算法特點
2.3.3 雜湊算法共性邏輯
2.3.4 雜湊算法並行度
2.4 公鑰密碼算法
2.4.1 公鑰密碼算法介紹
2.4.2 公鑰密碼算法特點
2.4.3 公鑰密碼算法共性邏輯
2.4.4 公鑰密碼算法並行度
參考文獻
第3章 可重構計算密碼處理器硬件架構
3.1 可重構數據通路
3.1.1 可重構計算單元
3.1.2 互連網絡
3.1.3 數據存儲
3.1.4 異構模塊
3.2 可重構控製器
3.2.1 配置控製方法
3.2.2 控製狀態機
3.2.3 配置信息組織與存儲
參考文獻
第4章 可重構計算密碼處理器編譯方法
4.1 可重構計算處理器通用編譯方法
4.2 可重構計算密碼處理器關鍵編譯方法
4.2.1 代碼變換和優化
4.2.2 IR的劃分和映射
4.3 可重構計算密碼處理器算法編譯實例
4.3.1 對稱密碼算法實現舉例
4.3.2 雜湊算法實現舉例
4.3.3 公鑰密碼算法實現舉例
參考文獻

融閤前沿，安全無憂：下一代計算架構的密碼學基石 在這信息爆炸、數據安全挑戰日益嚴峻的時代，計算設備的安全性已不再是少數專業人士的專屬考量，而是滲透到我們生活的方方麵麵。從個人隱私到國傢安全，從金融交易到物聯網的連接，強大的密碼學技術是保障這一切的基石。然而，隨著計算能力的飛速發展和網絡攻擊手段的不斷演進，傳統的計算架構在應對日益復雜的加密算法和潛在的安全威脅時，正麵臨著前所未有的壓力。在這樣的背景下，一種全新的計算範式——可重構計算——與密碼學的深度融閤，正以前所未有的力量，為構建下一代安全、高效的計算係統鋪平道路。 何謂可重構計算？ 可重構計算（Reconfigurable Computing）是一種創新的計算模型，它打破瞭傳統計算架構（如通用CPU和專用ASIC）的固定性限製。與CPU隻能執行預設指令集不同，可重構計算允許硬件的結構和功能在運行時根據特定的任務需求進行動態調整。想象一下，您手中的設備不再是“一成不變”的，而是能夠根據您正在運行的程序——無論是處理高清視頻、進行復雜的科學模擬，還是運行高度加密的通信協議——自動“重塑”其內部電路，以最優化的方式來執行任務。 這種重構能力主要通過現場可編程門陣列（FPGA）等硬件平颱實現。FPGA內部包含瞭大量的可編程邏輯單元和可編程互連資源，允許用戶根據軟件的指令，實時配置這些單元和連接，從而構建齣高度定製化的硬件加速器。這意味著，計算不再受限於固定的硬件指令集，而是可以根據算法的特點，量身定製齣最高效的硬件邏輯。 可重構計算在計算領域的顛覆性影響 可重構計算的靈活性和高效性使其在眾多計算領域展現齣巨大的潛力： 性能飛躍： 對於那些計算密集型、數據並行性強的任務，如圖像處理、信號分析、科學計算和機器學習，可重構計算能夠通過硬件加速提供遠超傳統CPU的性能。通過將算法映射到定製化的硬件邏輯上，可以顯著縮短處理時間，降低能耗。 能效優化： 傳統的通用處理器在執行特定任務時，需要進行大量的指令解碼和控製操作，這會消耗不必要的能量。可重構計算通過直接在硬件層麵實現算法邏輯，避免瞭這些開銷，從而大大提高瞭能效比，尤其適用於對功耗敏感的移動設備和嵌入式係統。 靈活性與適應性： 算法和協議的不斷更新換代是信息技術發展的常態。可重構計算的硬件可重構性使其能夠輕鬆適應這些變化。當新的加密算法齣現，或者現有算法需要升級時，無需更換硬件，隻需重新配置硬件邏輯即可，大大縮短瞭産品迭代周期，降低瞭研發成本。 創新平颱： 可重構計算為研究人員和工程師提供瞭一個前所未有的實驗平颱，可以快速原型化和驗證新的計算架構、算法以及硬件加速方案，加速瞭技術創新和落地。 密碼學：現代安全的守護神 密碼學是研究如何通過數學方法保護信息安全的一門學科。它主要關注信息的機密性（防止信息被未經授權者讀取）、完整性（確保信息在傳輸或存儲過程中未被篡改）、真實性（驗證信息的來源閤法性）和不可否認性（防止發送者否認其發送過的消息）。 在現代社會，密碼學無處不在： 數據傳輸安全： SSL/TLS協議廣泛應用於互聯網通信，保障瞭網頁瀏覽、在綫支付和電子郵件的安全性。 數字簽名： 確保電子文檔的真實性和不可否認性，是電子商務和法律文件中不可或缺的技術。 數據存儲加密： 保護敏感信息免受未經授權的訪問，如硬盤加密、數據庫加密等。 身份認證： 驗證用戶身份，防止非法登錄和訪問。 區塊鏈技術： 其核心的加密算法保障瞭交易的安全性和不可篡改性，是數字貨幣和去中心化應用的基礎。 可重構計算與密碼學的“強強聯閤” 傳統上，密碼學算法的實現主要依賴於軟件，在通用CPU上運行。然而，隨著加密算法的復雜化（例如，公鑰加密算法如RSA、ECC，以及更高級的後量子密碼學算法）和對處理速度的更高要求，軟件實現的性能瓶頸日益凸顯。同時，軟件實現的硬件漏洞和側信道攻擊也構成瞭嚴峻的安全挑戰。 可重構計算的齣現，為解決這些問題提供瞭全新的思路和強大的能力。將復雜的密碼學算法直接映射到可重構硬件上，可以帶來以下革命性的優勢： 突破性能瓶頸： 許多密碼學算法，尤其是涉及大規模整數運算、模冪運算和橢圓麯綫運算的部分，具有高度的並行性和數學結構。可重構硬件能夠為這些計算過程量身定製最優化的並行硬件結構，從而實現比軟件實現高齣數個數量級的性能提升。例如，在需要頻繁進行大數乘法和模運算的加密場景下，可重構硬件可以並行執行多個乘法器和加法器，顯著加快計算速度。 極緻能效： 許多安全設備的部署環境（如嵌入式設備、物聯網傳感器、基站）對功耗有著嚴格的限製。通過可重構計算實現密碼學功能，可以避免通用CPU的功耗開銷，實現更低的單位計算功耗。對於需要長時間運行且不方便頻繁充電的設備而言，這一點尤為重要。 增強物理安全： 軟件實現的加密算法容易受到側信道攻擊，攻擊者可以通過測量功耗、電磁輻射、甚至執行時間來推斷齣加密密鑰。在可重構硬件上實現密碼學功能，可以設計齣更具抵抗力的硬件電路，通過優化時序、減少功耗變化等方式，能夠有效抵禦這些物理層麵的攻擊，提供更高級彆的安全保障。 快速部署與升級： 隨著新的密碼學標準和攻擊技術的齣現，需要不斷更新加密算法和安全協議。可重構計算的靈活性使得對加密硬件的更新和升級變得更加容易和快速。無需重新設計和製造全新的ASIC芯片，隻需通過更新 FPGA 的配置即可實現算法的升級或替換，大大縮短瞭安全産品的生命周期和市場響應速度。 支持新興密碼學： 諸如格密碼學（Lattice-based cryptography）、編碼密碼學（Code-based cryptography）等後量子密碼學算法，通常計算復雜度更高，對硬件資源的需求也更大。可重構計算憑藉其強大的定製化能力，能夠高效地實現這些復雜的後量子算法，為構建抗擊未來量子計算威脅的安全係統奠定基礎。 專用硬件加速器： 可重構計算平颱能夠構建齣高度專用的密碼學加速器。這些加速器可以集成到各種係統中，從數據中心服務器到邊緣計算節點，甚至嵌入式安全模塊，為特定應用場景提供定製化的、高性能的密碼學處理能力。 應用場景展望 可重構計算與密碼學的融閤，正在深刻地影響著未來的計算安全格局，其潛在的應用場景極為廣泛： 高性能安全通信： 在軍事通信、金融交易、政府數據傳輸等對安全性和速度要求極高的領域，可重構計算可以實現端到端的加密和解密加速，保證信息傳輸的實時性和機密性。 下一代身份認證係統： 構建更安全、更快速、更節能的身份認證硬件模塊，支持復雜的多因素認證和生物識彆加密。 物聯網（IoT）安全： 為數量龐大的物聯網設備提供高效、低功耗的加密計算能力，保障設備間的通信安全和用戶數據的隱私。 數據中心與雲計算安全： 在數據中心內部署可重構密碼學加速器，提升虛擬化環境下的數據加密解密效率，加速安全存儲和安全網絡通信。 區塊鏈與分布式賬本技術： 加速數字簽名、共識機製中的復雜加密運算，提高交易處理速度和係統吞吐量。 人工智能（AI）安全： 為AI模型的訓練和推理過程提供加密保護，防止模型被竊取或篡改，同時保護輸入數據的隱私。 硬件安全模塊（HSM）的演進： 構建新一代的HSM，提供更高性能、更強安全性的加密密鑰管理和運算服務。 後量子密碼學研究與部署： 為後量子密碼學算法的性能評估和實際部署提供硬件平颱支持，加速抗擊量子計算威脅的進程。 結語 可重構計算和密碼學，作為當前計算技術和信息安全領域的兩大前沿，它們的深度融閤並非簡單的疊加，而是協同效應的爆發。這種融閤為我們構建更安全、更高效、更具適應性的計算係統打開瞭全新的維度。它不僅能夠應對當前嚴峻的網絡安全挑戰，更能為未來的計算技術發展和數字社會的健康運行提供堅實的安全保障。通過不斷探索和創新，可重構計算密碼處理器將成為未來計算安全領域不可或缺的關鍵技術，為構建一個更可信、更安全的數字世界貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和設計著實吸引眼球，封麵采用瞭一種低調而深邃的墨藍色，配上燙金的字體，立刻給人一種專業、嚴謹的學術氣息。雖然我還沒來得及深入閱讀每一個章節，但僅憑翻閱時的觸感和整體排版，就能感受到作者在細節上的用心。紙張的質地相當不錯，拿在手裏有分量感，長時間閱讀也不會感到疲勞。特彆是對於一本技術類的書籍來說，清晰的圖錶和閤理的章節劃分至關重要，而這本書在這方麵做得非常到位。那些復雜的概念似乎都被拆解成瞭易於理解的小塊，配圖也極為精準，讓人在視覺上就能對抽象的原理有一個初步的把握。我尤其欣賞它在內容組織上的邏輯性，似乎是從基礎原理逐步過渡到高級應用，這種循序漸進的教學方式，對於初學者來說無疑是一劑強心針，能有效降低入門的心理門檻。整體而言，這本書的硬件質量和初步的視覺體驗，已經為一次高質量的知識探索之旅打下瞭堅實的基礎，讓人對即將展開的閱讀充滿期待。

評分☆☆☆☆☆

初次接觸這類前沿技術領域，我最擔心的就是內容過於晦澀難懂，充斥著大量隻有專傢纔能理解的術語和公式，讓人望而卻步。然而，這本書在行文風格上展現齣瞭一種難得的親和力與學術深度的完美平衡。作者似乎深諳如何用清晰、流暢的敘事將那些原本枯燥的技術點“活化”。我注意到幾個關鍵術語的定義都被放在瞭非常醒目的位置，並且配有生活化的類比，這極大地幫助我迅速構建起對核心概念的直觀理解。那種感覺就像是有一位經驗豐富、耐心十足的導師，在你身邊，隨時準備為你掃清思維上的障礙。它沒有采取那種居高臨下的說教口吻，而是像一次平等的探討，引導讀者主動去思考“為什麼”和“如何實現”。這種交互式的學習體驗，遠比死記硬背公式要有效得多，它真正做到瞭“授人以漁”，培養的不僅僅是知識的接收者，更是潛在的創新者。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和字體選擇，體現瞭一種對閱讀體驗的極緻追求。許多技術書籍為瞭節省篇幅或簡化製版，往往在視覺上顯得擁擠不堪，但這本書的留白恰到好處，章節標題和正文之間過渡自然，閱讀起來極為舒適。我特彆喜歡它在引用或強調重要結論時所采用的特殊標記方式，既醒目又不突兀，成功地將讀者的注意力引導到關鍵信息點上，避免瞭信息過載。同時，書中的索引和術語對照錶設計得非常人性化，這對於需要頻繁查閱特定概念的讀者來說，無疑是巨大的便利。這種對細節的關注，從根本上提升瞭學習的效率，因為它減少瞭在工具性操作上花費的時間，讓人可以更專注於內容的深度理解。這本書真正做到瞭技術內容的深度與閱讀舒適度的完美統一。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我是一名對技術迭代速度極其敏感的從業者，一本技術書的價值很大程度上取決於它的時效性和前瞻性。翻閱這本書時，我能清晰地感受到它對當前行業發展趨勢的敏銳捕捉。它沒有固步自封於已有的成熟技術，而是將目光投嚮瞭未來可能爆發的方嚮，對一些新興的概念和潛在的技術瓶頸進行瞭富有洞察力的預測和討論。這種前瞻性使得這本書的價值超越瞭單純的技術手冊，更像是一份行業發展的“路綫圖”。它鼓勵讀者跳齣眼前的具體任務，去思考更宏觀的技術布局和長期演進的可能。這種激勵人去探索未知領域的精神，是任何一本停留在基礎概念層麵的書籍所無法比擬的，它真正激發瞭我對領域未來發展的想象力和探索欲。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度，確實讓我感到有些震撼。它似乎不僅僅停留在理論層麵進行探討，而是紮根於實際工程應用的需求，將理論與實踐緊密地編織在一起。我注意到其中涉及瞭大量的案例分析和不同實現路徑的對比論述，這一點對於工程實踐者來說價值連城。很多同類書籍往往會陷入“空中樓閣”的睏境，隻講概念不談落地，但此書顯然避免瞭這一陷阱。通過閱讀這些對比，讀者可以清晰地權衡不同技術方案的優劣，理解在特定的約束條件下，究竟哪種設計思路更為高效、安全或靈活。這種實戰導嚮的敘述方式，讓原本冷冰冰的算法和結構變得鮮活起來，具有瞭可操作的指導意義。它不僅僅是知識的傳遞，更像是一本“經驗之書”，記錄瞭作者在實際工作中摸爬滾打所得的寶貴教訓。