可重构计算密码处理器

本书主要介绍基于可重构计算技术的密码处理器系统设计方法，包括密码算法的动态重构实现特性分析、处理器系统结构设计与软件编译技术，并以一款作者团队设计的可重构计算密码处理器Anole为例讲解具体实现方案。在此基础上，本书重点讨论利用可重构计算形式的局部动态重构特性与阵列式处理架构提升密码处理器抗物理攻击安全性的设计方法，展望可重构计算密码处理器技术的未来发展。本书适合电子科学与技术、密码科学、网络与信息安全、计算机科学与技术等专业的科研人员、研究生，以及工程师阅读学习。

序
前言
第1章绪论1
1.1信息安全与密码处理器2
1.2密码处理器的应用需求挑战5
1.3传统密码处理器研究现状14
1.3.1ASIC密码处理器研究现状14
1.3.2ISAP密码处理器研究现状29
1.3.3传统密码处理器的局限性37
1.4可重构计算密码处理器技术39
1.4.1可重构计算概述39
1.4.2可重构计算密码处理器研究现状51
参考文献66
第2章密码算法的重构特性分析75
2.1密码算法功能及其分类75
2.2对称密码算法83
2.2.1分组密码算法83
2.2.2序列密码算法95
2.3杂凑算法102
2.3.1杂凑算法介绍102
2.3.2杂凑算法特点104
2.3.3杂凑算法共性逻辑107
2.3.4杂凑算法并行度109
2.4公钥密码算法109
2.4.1公钥密码算法介绍109
2.4.2公钥密码算法特点112
2.4.3公钥密码算法共性逻辑113
2.4.4公钥密码算法并行度114
参考文献115
第3章可重构计算密码处理器硬件架构118
3.1可重构数据通路118
3.1.1可重构计算单元118
3.1.2互连网络128
3.1.3数据存储133
3.1.4异构模块135
3.2可重构控制器137
3.2.1配置控制方法137
3.2.2控制状态机141
3.2.3配置信息组织与存储143
参考文献148
第4章可重构计算密码处理器编译方法149
4.1可重构计算处理器通用编译方法149
4.2可重构计算密码处理器关键编译方法157
4.2.1代码变换和优化158
4.2.2IR的划分和映射167
4.3可重构计算密码处理器算法编译实例170
4.3.1对称密码算法实现举例170
4.3.2杂凑算法实现举例173
4.3.3公钥密码算法实现举例176
参考文献184
第5章可重构计算密码处理器设计实例187
5.1Anole处理器基本架构187
5.1.1可重构数据通路设计187
5.1.2可重构控制器设计192
5.2Anole处理器关键技术192
5.2.1DCN技术192
5.2.2计算与配置并行化设计196
5.2.3配置压缩和配置组织结构设计199
5.3Anole处理器集成开发工具201
5.3.1工具简介201
5.3.2配置方法202
5.3.3使用实例209
5.4Anole处理器实现结果分析216
5.4.1芯片实现结果216
5.4.2芯片性能对比218
参考文献220
第6章可重构计算密码处理器抗物理攻击技术223
6.1基于时间与空间随机化的抗攻击技术223
6.1.1基于随机化的抗故障攻击技术224
6.1.2基于随机化的抗电磁攻击技术239
6.2可重构运算单元阵列抗攻击技术259
6.2.1基于运算单元的PUF技术260
6.2.2基于互连网络的抗攻击技术273
参考文献287
第7章可重构计算密码处理应用技术展望292
7.1全同态加密与可重构计算293
7.1.1全同态加密的概念及应用294
7.1.2全同态加密的历史及现状295
7.1.3基于可重构计算的全同态加密301
7.2硬件木马与可重构计算311
7.2.1硬件木马分类与实例311
7.2.2硬件木马防御技术315
7.2.3针对可重构计算的硬件木马防御措施321
参考文献329
索引333
后记339
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