后量子密码芯片设计

11.2 未来展望

11.1 本书内容总结

第11章 总结与展望

参考文献

10.5.2 ASIC实现结果与芯片版图

10.5.1 FPGA实现结果

10.5 FPGA与ASIC实现结果

10.4.4 采样模块设计

10.4.3 SHA-3单元设计

10.4.2 多项式运算单元

10.4.1 Kyber协处理器系统架构

10.4 Kyber协处理器设计

10.3 安全等级

10.2.3 Kyber.KEM

10.2.2 Kyber.PKE

10.2.1 序言与注释

10.2 Kyber算法理论基础

10.1 研究现状

第10章 后量子密码Kyber处理器

参考文献

9.4 硬件实现结果

9.3.6 Saber协处理器指令格式

9.3.5 其余功能子模块

9.3.4 多项式乘法器

9.3.3 二项分布采样模块

9.3.2 SHA-3模块的硬件实现

9.3.1 Saber协处理器整体结构

9.3 Saber协处理器设计

9.2 Saber算法理论基础

9.1 研究现状

第9章 后量子密码Saber处理器

参考文献

8.4 ASIC实现与结果分析

8.3 FPGA实现结果与对比分析

8.2 密钥交换系统架构与运算流程优化设计

8.1.3 基于Trivium的二项分布采样器

8.1.2 基于Trivium的均匀分布采样单元

8.1.1 基于流密码的PRNG方案

8.1 多项式系数采样单元设计

第8章 后量子密钥交换协议芯片

参考文献

7.3 硬件实现结果与对比分析

7.2 Ring-LWE密码处理器架构与微指令设计

7.1.3 数据存储方案设计

7.1.2 可配置数据通路的设计

7.1.1 Ring-LWE公钥加密方案的运算流程优化设计

7.1 数据通路与数据存储方案设计

第7章 可重构Ring-LWE密码处理器

参考文献

6.4 硬件实现结果

6.3.5 可重构数论变换设计

6.3.4 数论变换功能模块设计

6.3.3 可重构蝶形运算模块设计

6.3.2 基本模运算器的设计

6.3.1 数论变换整体架构

6.3 可重构数论变换单元设计

6.2.4 应用于数论变换的模乘算法

6.2.3 多项式乘法实现

6.2.2 数论变换

6.2.1 多项式乘法

6.2 数论变换理论基础

6.1 数论变换研究现状

第6章 数论变换单元

参考文献

5.4.4 SPA攻击测试和硬件实现结果

5.4.3 SPA攻击防御机制设计

5.4.2 针对BS-CDT高斯采样器的选择输入SPA攻击方案设计

5.4.1 BS-CDT高斯采样器的SPA攻击易损性分析

5.4 具有SPA攻击防御机制的可配置BS-CDT高斯采样器设计

5.3.4 时间攻击测试与硬件实现结果

5.3.3 CDT高斯采样器电路结构

5.3.2 具有恒定采样时间的采样步骤设计

5.3.1 存储资源优化方案设计

5.3 具有时间攻击防御机制的CDT高斯采样器设计

5.2.2 高斯采样器性能评估

5.2.1 高斯采样算法分析

5.2 高斯采样算法的性能评估

5.1.3 侧信道攻击防御机制

5.1.2 功耗分析攻击

5.1.1 时间攻击

5.1 侧信道攻击与防御机制分析

第5章 高斯采样器与侧信道攻击防御机制

参考文献

4.5 硬件实验结果

4.4.3 循环展开结构

4.4.2 流水线结构

4.4.1 轮常数的简化

4.4 SHA-3电路架构优化

4.3.4 截取模块

4.3.3 控制模块

4.3.2 迭代运算模块

4.3.1 哈希函数

4.3 SHA-3算法的硬件实现

4.2.4 迭代函数

4.2.3 海绵结构

4.2.2 参数构造

4.2.1 哈希函数

4.2 SHA-3算法分析

4.1 SHA-3研究现状

第4章 SHA-3硬件加速单元

参考文献

3.2.4 多层次高效侧信道攻击防御机制

3.2.3 安全IP功能可配置性需求与资源开销平衡

3.2.2 核心算子的资源开销与运算性能平衡

3.2.1 多样化格密码方案与安全SoC芯片的适配性

3.2 技术挑战

3.1 研究现状

第3章 基于格的后量子密码芯片的研究现状与技术挑战

参考文献

2.2.2 应用于密码学的格难题

2.2.1 经典格难题

2.2 格难题及其在密码学中的应用

2.1 格理论基础

第2章 基于格的后量子密码算法理论

参考文献

1.4 基于格的后量子密码

1.3 后量子密码

1.2 量子计算机的潜在威胁

1.1 信息安全与密码体制

第1章 绪论

前言

“集成电路系列丛书·集成电路设计”主编序言

“集成电路系列丛书”主编序言

“集成电路系列丛书”编委会

内容简介

版权信息

封面

封面

版权信息

内容简介

“集成电路系列丛书”编委会

“集成电路系列丛书”主编序言

“集成电路系列丛书·集成电路设计”主编序言

前言

第1章 绪论

1.1 信息安全与密码体制

1.2 量子计算机的潜在威胁

1.3 后量子密码

1.4 基于格的后量子密码

参考文献

第2章 基于格的后量子密码算法理论

2.1 格理论基础

2.2 格难题及其在密码学中的应用

2.2.1 经典格难题

2.2.2 应用于密码学的格难题

参考文献

第3章 基于格的后量子密码芯片的研究现状与技术挑战

3.1 研究现状

3.2 技术挑战

3.2.1 多样化格密码方案与安全SoC芯片的适配性

3.2.2 核心算子的资源开销与运算性能平衡

3.2.3 安全IP功能可配置性需求与资源开销平衡

3.2.4 多层次高效侧信道攻击防御机制

参考文献

第4章 SHA-3硬件加速单元

4.1 SHA-3研究现状

4.2 SHA-3算法分析

4.2.1 哈希函数

4.2.2 参数构造

4.2.3 海绵结构

4.2.4 迭代函数

4.3 SHA-3算法的硬件实现

4.3.1 哈希函数

4.3.2 迭代运算模块

4.3.3 控制模块

4.3.4 截取模块

4.4 SHA-3电路架构优化

4.4.1 轮常数的简化

4.4.2 流水线结构

4.4.3 循环展开结构

4.5 硬件实验结果

参考文献

第5章 高斯采样器与侧信道攻击防御机制

5.1 侧信道攻击与防御机制分析

5.1.1 时间攻击

5.1.2 功耗分析攻击

5.1.3 侧信道攻击防御机制

5.2 高斯采样算法的性能评估

5.2.1 高斯采样算法分析

5.2.2 高斯采样器性能评估

5.3 具有时间攻击防御机制的CDT高斯采样器设计

5.3.1 存储资源优化方案设计

5.3.2 具有恒定采样时间的采样步骤设计

5.3.3 CDT高斯采样器电路结构

5.3.4 时间攻击测试与硬件实现结果

5.4 具有SPA攻击防御机制的可配置BS-CDT高斯采样器设计

5.4.1 BS-CDT高斯采样器的SPA攻击易损性分析

5.4.2 针对BS-CDT高斯采样器的选择输入SPA攻击方案设计

5.4.3 SPA攻击防御机制设计

5.4.4 SPA攻击测试和硬件实现结果

参考文献

第6章 数论变换单元

6.1 数论变换研究现状

6.2 数论变换理论基础

6.2.1 多项式乘法

6.2.2 数论变换

6.2.3 多项式乘法实现

6.2.4 应用于数论变换的模乘算法

6.3 可重构数论变换单元设计

6.3.1 数论变换整体架构

6.3.2 基本模运算器的设计

6.3.3 可重构蝶形运算模块设计

6.3.4 数论变换功能模块设计

6.3.5 可重构数论变换设计

6.4 硬件实现结果

参考文献

第7章 可重构Ring-LWE密码处理器

7.1 数据通路与数据存储方案设计

7.1.1 Ring-LWE公钥加密方案的运算流程优化设计

7.1.2 可配置数据通路的设计

7.1.3 数据存储方案设计

7.2 Ring-LWE密码处理器架构与微指令设计

7.3 硬件实现结果与对比分析

参考文献

第8章 后量子密钥交换协议芯片

8.1 多项式系数采样单元设计

8.1.1 基于流密码的PRNG方案

8.1.2 基于Trivium的均匀分布采样单元

8.1.3 基于Trivium的二项分布采样器

8.2 密钥交换系统架构与运算流程优化设计

8.3 FPGA实现结果与对比分析

8.4 ASIC实现与结果分析

参考文献

第9章 后量子密码Saber处理器

9.1 研究现状

9.2 Saber算法理论基础

9.3 Saber协处理器设计

9.3.1 Saber协处理器整体结构

9.3.2 SHA-3模块的硬件实现

9.3.3 二项分布采样模块

9.3.4 多项式乘法器

9.3.5 其余功能子模块

9.3.6 Saber协处理器指令格式

9.4 硬件实现结果

参考文献

第10章 后量子密码Kyber处理器

10.1 研究现状

10.2 Kyber算法理论基础

10.2.1 序言与注释

10.2.2 Kyber.PKE

10.2.3 Kyber.KEM

10.3 安全等级

10.4 Kyber协处理器设计

10.4.1 Kyber协处理器系统架构

10.4.2 多项式运算单元

10.4.3 SHA-3单元设计

10.4.4 采样模块设计

10.5 FPGA与ASIC实现结果

10.5.1 FPGA实现结果

10.5.2 ASIC实现结果与芯片版图

参考文献

第11章 总结与展望

11.1 本书内容总结

11.2 未来展望