本书梳理了各类密码算法的发展历程及现状，在流密码、分组密码和哈希函数三类算法中进行轻量化设计和可重构设计两方面的研究，在公钥密码算法中对椭圆曲线加密算法的标量乘和模乘两个关键部分进行深入研究，并结合作者团队近年来的研究工作，给出上述四类算法的计算架构设计和可重构硬件实现的参考示例。此外，本书还介绍了在基于身份的加密和硬件安全方面取得的进展，并展望了密码算法在实现和应用等方面的前景。
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作为通讯作者、第一作者发表论文38篇，其中SCI检索8篇、EI检索29篇，其他核心期刊检索1篇。
目录
序
前言
第1章 引论 1
1.1 概述 1
1.2 流密码算法发展历史与现状 2
1.2.1 流密码算法发展历史 2
1.2.2 流密码研究现状 17
1.3 分组密码算法发展历史与现状 19
1.3.1 分组密码算法发展历史 19
1.3.2 分组密码研究现状 33
1.4 哈希函数发展历史与现状 34
1.4.1 哈希函数发展历史 34
1.4.2 哈希函数研究现状 42
1.5 公钥密码算法发展历史与现状 45
1.5.1 公钥密码算法发展历史 45
1.5.2 公钥密码算法研究现状 53
1.6 密码芯片面临的挑战 55
参考文献 56
第2章 流密码算法 74
2.1 基于反馈移位寄存器设计的流密码 74
2.1.1 算法核心原理 74
2.1.2 典型算法分析 76
2.2 其他典型流密码算法分析 83
2.3 流密码算法对比（特征）分析 86
2.4 流密码算法计算架构设计 89
2.4.1 可重构反馈移位寄存器阵列 90
2.4.2 抽头抽取结构分析及可重构设计 93
2.4.3 运算单元分析及可重构运算单元阵列设计 93
2.4.4 反馈数据选择分析及可重构设计 99
2.5 流密码算法硬件实现 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
参考文献 111
第3章 分组密码算法 113
3.1 基于Feistel网络结构的密码算法 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结构的密码算法 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结构的密码算法 125
3.3.1 算法核心原理 125
3.3.2 典型算法分析 126
3.4 分组密码算法对比（特征）分析 127
3.5 分组密码算法计算架构设计 129
3.5.1 可重构单元设计 129
3.5.2 分组密码的PE结构 134
3.5.3 架构整体设计 135
3.6 分组密码算法硬件实现 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
参考文献 141
第4章 哈希函数 144
4.1 基于MD结构的哈希函数 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结构的哈希函数 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数 157
4.3.1 算法核心原理 157
4.3.2 典型算法分析 158
4.4 哈希函数算法对比分析 161
4.5 轻量级哈希函数计算架构设计 162
4.5.1 逻辑运算单元分析及可重构设计 163
4.5.2 有限域乘法单元分析及可重构设计 164
4.5.3 S盒替换运算单元分析及可重构设计 165
4.5.4 置换运算单元分析及可重构设计 166
4.5.5 循环移位运算单元分析及可重构设计 167
4.5.6 轻量级哈希函数可重构架构 169
4.5.7 哈希函数算法硬件映射 171
4.5.8 性能分析对比 174
参考文献 176
第5章 公钥密码算法 178
5.1 基于整数分解的公钥密码体制 178
5.1.1 算法核心原理 178
5.1.2 典型算法分析 179
5.2 基于离散对数的公钥密码算法 181
5.2.1 算法核心原理 181
5.2.2 典型算法分析 182
5.3 基于椭圆曲线离散对数的公钥密码算法 183
5.3.1 算法核心原理 183
5.3.2 典型算法分析 184
5.4 公钥密码算法计算架构设计 188
5.4.1 算法运算层次 189
5.4.2 模乘算法 191
5.4.3 标量乘算法 196
参考文献 216
第6章 新型密码算法 219
6.1 基于格的密码体制 219
6.1.1 发展历程 219
6.1.2 基于格的困难问题 222
6.2 基于身份的密码体制 224
6.3 国密SM9设计举例 226
6.3.1 SM9基本技术 226
6.3.2 双线性对中的二次扩域模乘 234
6.3.3 双线性对运算基本结构 239
参考文献 242
第7章 硬件安全问题 247
7.1 侧信道攻击原理及方法 247
7.1.1 侧信道攻击原理 248
7.1.2 侧信道攻击方法 249
7.2 主流侧信道攻击防御方法 252
7.2.1 侧信道防御的五级架构 252
7.2.2 侧信道防御对策 254
7.3 新型侧信道攻击方法 255
7.3.1 基于CLRM的侧信道攻击模型 256
7.3.2 基于InceptionNet的侧信道攻击模型 257
7.4 低熵掩码方案设计 259
7.4.1 针对相关功耗分析攻击的低面积开销低熵掩蔽方案 259
7.4.2 低面积复杂度AES低熵掩码方案的研究 262
7.4.3 基于复合域通用低熵高阶掩码的设计与实现 264
参考文献 267
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