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杨亚涛，李子臣 著

图书标签:

• FPGA
• 密码学
• 加密算法
• 硬件实现
• 数字电路
• Verilog
• VHDL
• 信息安全
• 通信工程
• 嵌入式系统

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121303838

版次：1

商品编码：12087960

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-01-01

用纸：轻型纸

页数：208

字数：332800

正文语种：中文

内容简介

本书用FPGA实现的密码算法主要分为四大部分，分别是分组密码、公钥密码、Hash算法和数字签名算法，其中分组密码包括DES、AES和SM4算法；公钥算法包括RSA公钥密码算法、ECC密码算法和SM2密码算法；Hash算法包括SHA-1算法、SHA-3算法和SM3算法；数字签名算法包括ECC签名算法和DSA签名算法。 本书在Xilinx公司的ISE平台和Mentor公司ModelSim仿真软件上编程实现了这些算法，并且还附加了相关实现截图以及密码算法实现效率分析。 本书不仅可作为大学密码与信息安全相关专业本科生以及研究生的教学与参考用书，也可以作为密码与信息安全科研或工程开发人员的参考书。

作者简介

杨亚涛，博士，副教授，硕士生导师，2009年毕业于北京邮电大学网络与交换国家重点实验室信息安全专业，获工学博士学位。2010年在香港大学信息安全与密码研究中心从事访问学者，2011年被国家留学基金委选拔为国家公派访问学者，到瑞士苏黎世大学和苏黎世联邦理工大学从事通信与网络安全、同态密码、安全协议与算法设计等方面的研究。近年来，在国内外学术期刊和知名国际学术会议发表论文60多篇，其中，有30多篇被SCI、EI、ISTP收录。参加和主持国家"973”科研项目、国家"863”项目、国家自然科研基金项目，国家"十一五”XXX基金项目、国家"十二五”XXX基金项目等十多项。获得信息安全领域10多项国家发明专利，2013年入选"北京高校青年英才计划”。

目录

第1章 密码算法FPGA实现基础 1
1．1 FPGA概述 1
1．1．1 Xilinx公司的代表芯片 2
1．1．2 Altera公司的代表芯片 2
1．2 FPGA工作原理 3
1．3 FPGA语法基础 4
1．3．1 Verilog HDL语法要点 4
1．3．2 VHDL语法要点 7
1．4 FPGA开发环境简介 10
1．4．1 FPGA开发环境ISE 10
1．4．2 FPGA开发环境ModelSim 14
1．5 密码算法的FPGA实现流程 16
1．5．1 FPGA一般实现流程 16
1．5．2 密码算法的FPGA实现流程 16
1．6 本章小结 17
第2章 DES算法FPGA实现 18
2．1 DES算法原理 18
2．1．1 参数产生 18
2．1．2 密钥生成 18
2．1．3 加密解密过程 19
2．1．4 安全性分析 20
2．2 DES算法相关模块的FPGA设计 20
2．2．1 IP和IP?1模块设计 21
2．2．2 密钥扩展设计 21
2．2．3 S盒设计 22
2．2．4 f函数设计 23
2．2．5 顶层模块设计 24
2．3 DES算法工程实现 25
2．4 效果测试 28
2．5 本章小结 29
第3章 AES算法FPGA实现 30
3．1 AES算法原理 30
3．1．1 基础知识 30
3．1．2 加密解密过程 31
3．2 AES算法相关模块FPGA设计 32
3．2．1 密钥加变换设计 32
3．2．2 字节代换模块设计 32
3．2．3 密钥扩展模块设计 35
3．2．4 行移位设计 37
3．2．5 列混合设计 38
3．3 AES算法工程实现 39
3．4 效果测试 41
3．5 本章小节 43
第4章 SM4算法FPGA实现 44
4．1 SM4算法原理 44
4．1．1 算法定义 44
4．1．2 算法描述 44
4．1．3 加解密算法 45
4．2 SM4算法相关模块FPGA设计 46
4．2．1 循环移位设计 46
4．2．2 S盒设计 47
4．2．3 密钥扩展设计 48
4．2．4 轮函数加密设计 52
4．3 SM4算法工程实现 54
4．4 效果测试 56
4．5 本章小节 57
第5章 RSA算法FPGA实现 58
5．1 RSA算法原理 58
5．1．1 参数产生与密钥生成 58
5．1．2 加解密过程 58
5．1．3 正确性证明与安全性分析 59
5．2 RSA算法相关模块FPGA设计 60
5．2．1 Montgmoery算法模块设计 60
5．2．2 R-L模式模幂算法模块设计 62
5．3 RSA算法工程实现 67
5．4 效果测试 70
5．5 本章小结 72
第6章 ECC算法FPGA实现 73
6．1 ECC算法原理 73
6．1．1 参数产生 73
6．1．2 加密解密过程 73
6．2 ECC算法相关模块FPGA设计 74
6．2．1 有限域加法的FPGA实现 74
6．2．2 有限域乘法的FPGA实现 75
6．2．3 有限域平方的FPGA实现 76
6．2．4 有限域模逆的FPGA实现 79
6．2．5 点加和倍加的FPGA实现 82
6．2．6 点乘的FPGA实现 86
6．3 ECC算法工程实现 89
6．4 效果测试 92
6．5 本章小结 93
第7章 SM2算法FPGA实现 94
7．1 算法原理 94
7．1．1 密钥生成 94
7．1．2 加密过程 94
7．1．3 解密过程 95
7．2 SM2算法相关模块FPGA设计 97
7．2．1 坐标转换模块设计 97
7．2．2 点加运算和2倍点运算设计 97
7．2．3 点乘运算设计 98
7．2．4 Hash算法设计 99
7．2．5 模逆运算设计 99
7．3 SM2算法工程实现 99
7．4 效果测试 103
7．5 本章小结 105
第8章 SHA-1算法FPGA实现 106
8．1 SHA-1算法原理 106
8．1．1 SHA-1算法的补位与补长度 106
8．1．2 计算消息摘要 107
8．2 SHA-1算法基本步骤 107
8．3 SHA-1算法的FPGA设计 109
8．3．1 控制单元模块设计 109
8．3．2 消息扩展模块设计 110
8．3．3 迭代压缩模块设计 110
8．3．4 结果输出模块设计 112
8．4 SHA-1算法工程实现 113
8．5 效果测试 115
8．6 本章小结 117
第9章 Keccak算法FPGA实现 118
9．1 算法描述 118
9．1．1 Keccak结构 118
9．1．2 常数与函数 119
9．2 Keccak算法相关模块FPGA设计 120
9．2．1 主函数模块的设计 120
9．2．2 轮函数模块设计 122
9．2．3 轮常数模块的设计 123
9．2．4 缓存模块设计 124
9．3 Keccak算法工程实现 126
9．4 效果测试 129
9．5 本章小结 131
第10章 SM3算法FPGA实现 132
10．1 SM3算法原理 132
10．1．1 算法描述 132
10．1．2 常数与函数 134
10．2 SM3算法相关模块FPGA设计 134
10．2．1 控制单元设计 134
10．2．2 消息扩展模块设计 136
10．2．3 迭代压缩模块设计 140
10．2．4 结果输出模块设计 141
10．3 SM3算法工程实现 143
10．4 效果测试 147
10．5 本章小结 148
第11章 DSA数字签名算法FPGA实现 149
11．1 DSA数字签名原理 149
11．2 DSA数字签名算法相关模块FPGA设计 150
11．2．1 模乘算法模块设计 151
11．2．2 模幂算法模块设计 152
11．2．3 模逆算法模块设计 156
11．2．4 模加算法模块设计 158
11．3 DSA数字签名算法的工程实现及结果 159
11．4 效果测试 162
11．5 本章小结 163
第12章 ECC数字签名算法FPGA实现 164
12．1 ECC数字签名原理 164
12．2 ECC数字签名算法相关模块FPGA设计 165
12．2．1 模乘算法模块设计 165
12．2．2 模逆模块设计 168
12．2．3 Hash函数模块设计 172
12．2．4 点乘模块设计 172
12．3 ECC数字签名算法的工程实现及结果 185
12．4 效果测试 188
12．5 本章小结 189
参考文献 190

前言/序言

序

随着经济全球化和信息化的发展，以互联网为平台的信息基础设施，对整个社会的正常运行和发展正起着关键的作用。甚至，像电力、能源、交通等传统基础设施的运行，也逐渐依赖互联网和相关的信息系统才能正常运行。网络信息对社会发展有重要的支撑作用。

网络空间是利用全球互联网和计算系统进行通信、控制和信息共享的动态虚拟空间，包括四个要素，分别是网络平台、用户虚拟角色、资产数据和管理活动，是社会有机运行的神经系统，已经成为继陆、海、空、天之后的第五空间。

网络空间面临的威胁也与日俱增。从国际上看，国家或地区在政治、经济、军事等各领域的冲突都会反映到网络空间中，而由于网络空间边界不明确、资源分配不均衡，导致网络空间的争夺异常复杂。另外，网络犯罪和网络攻击也对个人和企业构成严重威胁。在网络中，个人隐私信息泄露并大范围传播的事件已经屡见不鲜，以非法牟利为目的、利用计算机网络进行的犯罪已经形成了黑色的地下经济产业链。如何充分利用互联网对经济发展的推动作用、保护公民和企业的合法权益，同时又要控制其对经济社会发展带来的负面威胁，需要研究和探索更加科学合理的网络空间安全治理模式。正如习近平总书记所言：“没有网络安全，就没有国家安全”。

加强网络空间安全已经成为国家安全战略的重要组成部分。2014年2月，中央网络安全和信息化领导小组成立。2015年6月，国务院学位委员会、教育部决定在“工学”门类下增设“网络空间安全”一级学科，并明确指出需加强“网络空间安全”的学科建设，做好人才培养工作。2016年3月，国务院学位委员会下发通知，明确全国共有29所高校获得我国首批网络空间安全一级学科博士学位授权点。6月，中央网络安全和信息化领导小组办公室、国家发展和改革委员会、教育部、科学技术部、工业和信息化部、人力资源和社会保障部联合发文，《关于加强网络安全学科建设和人才培养的意见》（中网办发文[2016]4号）指出，网络空间的竞争，归根结底是人才竞争。我国网络空间安全人才还存在数量缺口较大、能力素质不高、结构不尽合理等问题，与维护国家网络安全、建设网络强国的要求不相适应。提出要加快网络安全学科专业和院系建设；创新网络安全人才培养机制；加强网络安全教材建设；强化网络安全师资队伍建设；完善网络安全人才培养配套措施等意见。

网络空间安全主要研究网络空间中的安全威胁和防护问题，即在有敌手的对抗环境下，研究信息在产生、传输、存储、处理、销毁等各个环节中所面临的威胁和防御措施，以及网络和系统本身面临的安全漏洞和防护机制，不仅仅包括传统信息安全所研究的信息的保密性、完整性和可用性，同时还包括构成网络空间基础设施的安全和可信。从宏观层面来看，网络空间安全的研究对象主要包括：全球各类各级信息基础设施的安全威胁；从微观来看，主要对象包括：通信网络、计算机网络及其设备和应用系统中的安全威胁。

数学、信息论、计算复杂性理论等是网络空间安全所依靠的重要理论基础。

网络空间安全的理论体系由三部分组成。一是基础理论体系，主要包括：网络空间理论、密码学、离散结构理论和计算复杂性理论等；其中，信息的机密性、完整性、可控性、可靠性等是核心，对称加密、公钥加密、密码分析、侧信道分析等是重点，在复杂环境中的可证安全、可信可控及定量分析理论是关键。二是技术理论体系，主要包括网络空间安全保障理论体系，从系统和网络角度，研究和设计网络空间的各种安全保护方法和技术。重点包括：芯片安全、操作系统安全、数据库安全、中间件安全、恶意代码等，从预警、保护、检测到恢复响应的安全保障技术理论。从网络安全角度，以通信基础设施、互联网基础设施等为研究对象，聚焦研究通信安全、网络安全、网络对抗等。三是应用理论体系，从应用角度来看，针对各种应用系统，研究在实际环境中面临的各种安全问题，如Web安全、内容安全、垃圾信息等，涵盖电子商务、电子政务、物联网、云计算、大数据等诸多应用领域。

网络空间安全有如下五个研究方向。一是网络空间安全基础，包括：网络空间安全数学理论、网络空间安全体系结构、网络空间安全数据分析、网络空间博弈理论、网络空间安全治理与策略、网络空间安全标准与评测等。二是密码学及应用，包括：对称密码设计与分析、公钥密码设计与分析、安全协议设计与分析、侧信道分析与防护、量子密码与新型密码等。三是系统安全，包括：芯片安全、系统软件安全、虚拟化计算平台安全、恶意代码分析与防护等。四是网络安全，包括：通信基础设施及物理环境安全、互联网基础设施安全、网络安全管理、网络安全防护与主动防御（攻防与对抗）、端到端的安全通信等。五是应用安全，包括：关键应用系统安全、社会网络安全（包括内容安全）、隐私保护、工控系统与物联网安全、先进计算安全等。

中国密码学会教育与科普工作委员会与电子工业出版社合作，共同筹划了这套“网络空间安全系列教材”，主要包括《密码学》、《密码学实验教程》、《公钥密码学》、《应用密码学》、《密码学数学基础》、《密码基础算法》、《典型密码算法FPGA实现》、《典型密码算法JAVA实现》、《公钥密码算法C语言实现》、《密码分析学》、《网络空间安全导论》、《信息安全管理》、《信息系统安全》、《网络空间安全技术》、《网络空间安全实验教程》、《网络攻防技术》、《同态密码学》、《对称密码学》等。希望为信息安全、网络空间安全、网络安全与执法、信息对抗技术等本科专业提供教材，也为密码学、网络空间安全、信息安全等专业的研究生和博士生，以及从事该领域的科研人员提供教材和参考书。为我国网络空间安全教材建设、普及密码知识和网络空间安全人才培养，贡献绵薄之力。

杨义先

2016年12月

前 言

信息在社会中的地位和作用越来越重要，已成为社会发展的重要战略资源，随之而产生的信息安全问题也日益受到人们的关注，保证信息的安全是保障国家稳定、促进经济发展的重要因素。为了提高我国信息安全的建设水平，提升大学生对密码学与信息安全相关知识的掌握程度和运用能力，国内许多高校开设了不少有关密码学和信息安全的课程，但是所用教材与参考书籍大多侧重于密码算法理论与原理的描述与分析，缺乏对算法的实现过程与实现环境的具体描述，对算法代码的硬件实现更少提及。许多学生学习起来感觉比较茫然和枯燥，以致最后对密码算法的掌握不够深入扎实，对密码学相关知识的学习效果不够理想。因此，本着帮助读者学习、研究密码算法的初衷，本书主要描述典型密码算法的FPGA实现过程，侧重培养读者的编程能力，在前人工作的基础上，根据国家公布的有关标准密码算法以及密码学研究的热点，就现行的主要密码算法进行了编程实现。

本书内容丰富、特色鲜明、实用性强，不仅给出了算法的理论知识，还在Xilinx公司的ISE平台和Mentor公司ModelSim仿真软件上编程实现了整个算法，并且还附加了相关实现截图以及密码算法实现效率分析。本书不仅可以作为大学本科生以及研究生的教学与参考用书，也可以作为密码科学研究者与工程开发人员的参考书。

本书密码算法主要分四大部分，分别是分组密码、公钥密码、Hash算法和数字签名算法，其中分组密码有DES、AES和SM4算法，公钥算法有RSA公钥密码算法、ECC密码算法和SM2密码算法，Hash算法有SHA-1算法、SHA-3算法和我国商密算法SM3，数字签名算法有ECC签名算法和DSA签名算法。

本书各章程序实现的参考源代码可以通过华信教育资源网http://www.hxedu.com.cn注册免费下载。

全书由杨亚涛博士、李子臣教授负责编著，本书的编写得到了北京电子科技学院相关领导和师生的无私帮助，在此向所有为本书做出贡献的老师和同学们致以衷心的感谢！电子工业出版社为本书的校对、编辑和出版做了大量的工作，对他们也表示诚挚的感谢！

由于时间仓促以及作者水平有限，虽然尽全力对本书进行了校对和检错，但是不免还有疏漏之处，恳请广大读者批评指正。

作 者

2016年12月

《硬件加速的密钥管理：从原理到FPGA实践》 简介 在信息安全领域，加密算法的效率与安全性是永恒的追求。随着数据量的爆炸式增长和对实时处理能力的日益苛刻要求，传统的软件实现方式已难以满足需求。硬件加速，特别是利用FPGA（现场可编程门阵列）进行部署，为突破性能瓶颈、提升加密效率和安全性提供了强大的解决方案。本书《硬件加速的密钥管理：从原理到FPGA实践》正是聚焦于这一前沿领域，深入探讨了如何将高效、安全的密钥管理机制迁移至FPGA硬件平台，以期实现极致的性能和可靠性。 本书并非关于特定典型密码算法在FPGA上的直接实现，而是将视角聚焦于更为基础且至关重要的“密钥管理”这一环节，并在此基础上阐述其如何在FPGA硬件中得到高效的实现。密钥管理是整个加密体系的基石，其安全性直接关系到所有加密数据的安危。一旦密钥管理环节出现漏洞，再强大的加密算法也形同虚设。因此，本书旨在为读者提供一个全面的框架，理解密钥生成、存储、分发、更新、销毁等关键流程，并重点讲解如何利用FPGA的并行处理能力、可重构特性以及固有的硬件安全优势，来构建一个高性能、高安全的密钥管理系统。 内容概述 本书内容将围绕以下几个核心部分展开： 第一部分：密钥管理理论基础与挑战 密码学基础回顾： 简要回顾对称加密、非对称加密、哈希函数等核心密码学概念，为后续内容铺垫。 密钥管理的重要性与生命周期： 详细阐述密钥在整个信息安全体系中的核心地位，以及密钥从生成到销毁的完整生命周期。 传统密钥管理的痛点与挑战： 分析当前软件实现密钥管理面临的性能瓶颈、安全性隐患（如内存泄露、侧信道攻击）、管理复杂性等问题。 硬件加速密钥管理的优势： 阐述为何FPGA是实现高效安全密钥管理的关键技术，包括其并行处理能力、低延迟、物理隔离、定制化安全特性等。 第二部分：FPGA在密钥管理中的应用原理 FPGA架构与可编程性： 介绍FPGA的基本架构（LUTs, Flip-flops, CLBs, DSP slices, BRAM等），以及其可编程性如何支持定制化的硬件逻辑设计。 硬件描述语言（HDL）基础： 简要介绍Verilog或VHDL等HDL语言，以及如何使用它们来描述硬件电路。 FPGA设计流程： 梳理从需求分析、逻辑设计、综合、布局布线到比特流生成和下载的完整FPGA开发流程。 FPGA实现安全逻辑的考量： 讨论在FPGA上实现安全逻辑时需要考虑的物理安全、抗侧信道攻击（如差分功耗分析DPA、相关功耗分析CPA）等方面的设计原则。 第三部分：面向FPGA的高性能密钥生成与处理 真随机数生成器（TRNG）与伪随机数生成器（PRNG）的FPGA实现： 深入探讨如何在FPGA上设计高效且高质量的TRNG（基于物理熵源）和PRNG（如基于线性反馈移位寄存器LFSR或密码学PRNG），以满足密钥生成对随机性的严苛要求。 密钥派生函数（KDF）的硬件加速： 讲解如何利用FPGA实现各种KDF（如PBKDF2, HKDF）的硬件加速，以从少量种子信息生成大量安全的密钥。 对称密钥生成与处理的FPGA优化： 探讨在FPGA上实现对称密钥生成、分组、加载等操作的优化策略，以提高吞吐量并降低延迟。 第四部分：安全的密钥存储与访问控制在FPGA中的实现 FPGA片上存储器（BRAM/URAM）的安全应用： 如何利用FPGA的片上存储器安全地存储少量敏感密钥信息，并探讨数据加密存储的策略。 外部存储器接口与安全： 讲解如何设计安全的接口连接外部SRAM、DDR等存储器，以存储大量密钥，并讨论数据在传输过程中的加密保护。 基于硬件的访问控制机制： 如何设计FPGA内的逻辑来严格控制对密钥存储的访问权限，防止非法读取和篡改。 硬件安全模块（HSM）的FPGA化设计理念： 借鉴HSM的设计思想，在FPGA上构建集成了密钥生成、存储、加解密功能的独立安全区域。 第五部分：FPGA在密钥分发、更新与销毁中的实践 安全的密钥传输机制设计： 探讨如何在FPGA硬件层面设计密钥的加密传输方案，例如使用TLS/DTLS等协议的硬件加速版本，或设计专用的安全通道。 密钥更新策略的硬件支持： 如何在FPGA中实现安全的密钥更新流程，例如支持密钥滚动更新、远程更新等，并确保更新过程的原子性和可靠性。 物理防篡改与密钥安全销毁： 讨论FPGA的物理安全特性，例如熔断（fusing）机制，以及在FPGA设计中如何实现密钥在需要时安全、彻底地销毁，防止信息泄露。 第六部分：FPGA密钥管理系统的综合设计与案例分析 整体系统架构设计： 整合前述各个模块，设计一个完整的、可扩展的FPGA密钥管理系统架构。 性能评估与安全认证： 介绍如何对FPGA实现的密钥管理系统进行性能测试（吞吐量、延迟）和安全评估，包括抗侧信道攻击的分析。 实际应用案例探讨： 结合物联网（IoT）、高性能计算（HPC）、网络安全设备等实际应用场景，分析FPGA密钥管理方案的优势和具体实现考量。（此处将聚焦于这些领域对密钥管理的需求，而非具体算法的FPGA实现。） 本书特色 聚焦关键环节： 不同于直接讲解特定算法，本书深入聚焦于安全体系中最核心的“密钥管理”环节。 理论与实践结合： 既有扎实的理论基础，又提供具体的FPGA实现思路和设计原则。 强调安全性： 从设计之初就将安全性置于核心位置，探讨抗攻击的技术细节。 面向未来： 随着硬件安全需求的不断增长，本书内容具有前瞻性和实用性。 通过本书的学习，读者将能够深刻理解FPGA在构建下一代高性能、高安全密钥管理系统中的关键作用，并掌握将其从理论概念转化为实际硬件设计的方法。本书旨在为安全工程师、硬件设计师、以及对信息安全硬件加速感兴趣的研究人员提供一份宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名“典型密码算法FPGA实现”，像一颗石子投入我求知的心湖，激起了层层涟漪。作为一名在信息安全领域摸爬滚打了多年的工程师，我深知理论知识的“纸上谈兵”与实际工程实现的巨大差距。尤其是在密码学这个高度专业化的领域，算法的数学原理固然重要，但如何将其转化为高效、可靠、安全的硬件实现，才是真正考验功力的关键。FPGA以其高度的灵活性和并行处理能力，为密码算法的硬件加速提供了得天独厚的优势，能够显著提升运算速度，降低功耗，甚至实现比软件更高级别的安全性。然而，如何有效地将这些抽象的算法映射到FPGA的逻辑单元和布线资源上，并做到性能和安全的最优化，这其中的挑战不言而喻。我非常期待这本书能够提供一套系统性的指导，从理解经典密码算法的原理入手，逐步深入到FPGA上的具体实现细节。例如，对于AES这样的对称加密算法，书中是否会详细阐述其S-box、ShiftRows、MixColumns等操作如何在FPGA上用Verilog/VHDL进行高效编码，以及如何通过流水线技术来提高吞吐量？对于RSA、ECC等非对称算法，又会如何处理庞大的模幂运算和椭圆曲线点运算？我更希望书中能够深入探讨FPGA设计中至关重要的安全方面，比如如何设计能够抵御差分功耗分析（DPA）等侧信道攻击的电路，如何实现安全的密钥存储和加载，以及如何进行物理攻击的防护。一本真正有价值的书，应该能够帮助读者不仅掌握算法的实现，更能理解其安全性和工程上的挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名“典型密码算法FPGA实现”，瞬间勾起了我内心深处对高性能硬件安全解决方案的渴望。在多年的软件开发生涯中，我深切体会到，当面临海量数据处理、实时性要求极高的安全场景时，软件的局限性愈发凸显。FPGA，作为一种高度灵活且可定制的硬件平台，为突破这些瓶颈提供了绝佳的机会。然而，将抽象的密码学理论转化为高效、可信赖的FPGA硬件设计，绝非易事，这需要深入理解算法原理，精通FPGA架构，并具备丰富的工程实践经验。我十分期待这本书能够成为我的“秘密武器”，指导我如何系统地学习和掌握这一领域。我设想书中会从对主流密码算法的深入剖析开始，例如AES算法的各个模块（S-box、ShiftRows、MixColumns）如何在FPGA上用Verilog/VHDL实现，以及如何通过并行化和流水线技术来最大化吞吐量。对于RSA和ECC这类非对称算法，我同样期望能够看到在FPGA上实现大数运算和椭圆曲线点运算的优化技巧，也许会涉及到一些高效的数学库的构建。更令我兴奋的是，我坚信一本优秀的FPGA实现书籍，必定会包含对硬件安全性的深度探讨。书中是否会讲解如何设计能够抵抗侧信道攻击（如差分功耗分析DPA、简单功耗分析SPA）的FPGA电路？如何实现安全的密钥存储和加载机制？以及如何防止物理层面的攻击？我希望这本书能够提供详实的案例分析和可运行的代码示例，帮助我理解设计背后的逻辑和权衡，从而能够真正掌握在FPGA上实现安全、高效密码算法的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就充满了科技感，深邃的蓝色背景搭配着银色的电路板纹理，仿佛预示着即将展开的数字世界之旅。书名“典型密码算法FPGA实现”几个大字印刷得清晰有力，一眼就能抓住核心主题。我平时就对密码学和硬件实现很感兴趣，在信息安全领域摸爬滚打这么多年，深知理论与实践相结合的重要性。很多时候，我们看到的密码学研究更多停留在数学理论层面，如何将其转化为高效、安全的硬件实现，往往是实际应用中更为棘手的挑战。而FPGA（现场可编程门阵列）作为一种高度灵活和可定制的硬件平台，在加速密码算法、构建安全硬件模块方面拥有得天独厚的优势。这本书的名字直接点明了这一关键结合点，让我对它充满了期待。我希望它能提供一套系统性的方法论，从算法原理到FPGA架构设计，再到具体的代码实现和性能评估，都能有深入的阐述。尤其是在实际的FPGA开发过程中，会遇到许多细枝末节的问题，比如时序约束、功耗优化、抗攻击设计等，这些往往是新手最头疼的地方，也是经验丰富的设计师需要不断打磨的技艺。如果这本书能在这些方面给出切实可行的指导，那就太有价值了。我脑海里已经勾勒出了它可能涵盖的精彩内容：也许会从AES、RSA这样最基础但也最常用的算法讲起，逐步深入到更复杂的系列，比如SM系列国家密码标准，甚至是面向未来的后量子密码算法。每一个算法的实现，都应该伴随着详细的Verilog/VHDL代码示例，并且解释清楚其中的设计思路和优化技巧。此外，对于FPGA的选型、开发工具的使用，以及如何进行仿真和硬件测试，也都是非常重要的环节。总而言之，我希望这本书能够成为一本集理论深度、实践指导和工程经验于一体的宝藏，帮助读者跨越理论的鸿沟，真正掌握在FPGA上实现安全密码算法的能力。

评分☆☆☆☆☆

我一直以来都在寻找一本能够将抽象的密码学概念与具体的硬件实现连接起来的书籍，尤其是针对FPGA平台。随着物联网、5G以及人工智能的飞速发展，对数据安全和隐私保护的要求也越来越高，而FPGA在提供高性能、低延迟和高安全性的硬件加速解决方案方面，扮演着越来越重要的角色。这本书的书名“典型密码算法FPGA实现”恰好触及了我长久以来的一个痛点。我曾经在学习密码学时，对各种算法的数学原理烂熟于心，但将其转化为高效、可信赖的硬件实现，却感到力不从心。FPGA的并行处理能力和高度可编程性，使其成为实现这些算法的理想载体，但如何有效地利用这些特性，需要深入的专业知识和丰富的实践经验。我希望这本书能够提供一个循序渐进的学习路径，从介绍FPGA的基本架构和HDL（硬件描述语言）编程基础开始，逐步深入到各种典型密码算法在FPGA上的设计与实现。例如，书中是否会详细讲解AES算法中S-box和MixColumns的FPGA实现策略，如何优化循环结构以降低延迟，以及如何在FPGA上实现高效的密钥扩展？对于RSA和ECC等非对称算法，又会如何处理大规模的模运算和点加运算？更重要的是，我期待书中能够提供实际的工程案例，包括完整的HDL代码，并且对代码的每一部分进行详细的解释，阐述其设计意图和性能考虑。同时，我也非常关注书中在安全性方面的探讨，例如如何设计抗侧信道攻击的FPGA电路，以及如何进行FPGA固件的安全加固。一本真正优秀的图书，应该能够帮助读者不仅掌握算法的实现，更能理解其安全性和工程上的挑战。

评分☆☆☆☆☆

当我在书架上看到“典型密码算法FPGA实现”这本书时，我的眼睛瞬间亮了起来。作为一个在数字信号处理和嵌入式系统领域摸索了多年的工程师，我一直深知理论知识转化为实际产品的鸿沟有多大，尤其是在安全领域，算法的效率和安全性往往是决定成败的关键。FPGA以其独特的灵活性和并行处理能力，在加速计算密集型的密码算法方面具有天然的优势，能够实现比通用处理器更快的速度和更低的功耗。然而，将复杂的密码算法映射到FPGA的逻辑单元和布线资源上，并达到最优的性能和安全性，并非易事。我迫切地希望这本书能够填补这一领域的知识空白，为我提供一个清晰、系统的指导。我期望它不仅仅是简单地罗列一些代码，而是能够深入剖析每一个典型密码算法背后的设计思想，以及在FPGA上实现它们时所面临的各种挑战。例如，对于AES这样的对称算法，书中是否会详细介绍其各种模式（如CBC、CTR）的FPGA实现差异，以及如何优化S-box的查找表和MixColumns的乘法器设计？对于RSA、ECC这类非对称算法，又会如何处理庞大的模数运算和多精度运算？我尤其期待书中能够讲解如何利用FPGA的并行性来加速这些运算，例如通过流水线设计、并行化计算单元等。此外，关于FPGA的时序约束、功耗优化、以及关键的抗攻击设计（如差分功耗分析DPA、故障注入攻击），如果书中能够有深入的阐述和具体的案例，那将是无价之宝。我希望这本书能够成为我手中一本实用的工具书，能够帮助我将理论知识转化为可工作的、安全的FPGA设计。

评分☆☆☆☆☆

我被这本书的标题“典型密码算法FPGA实现”深深吸引。作为一名在安全领域耕耘多年的技术人员，我深知理论与实践之间的巨大鸿沟，尤其是在密码学与硬件实现结合的交叉领域。我们经常在学术论文中看到各种新颖的密码算法，但如何将其高效、安全地部署到实际的硬件系统中，往往需要付出巨大的努力。FPGA作为一种高度灵活的硬件平台，在加速这些计算密集型的算法方面展现出了巨大的潜力，而这本书的名字直接点明了这一核心主题。我非常期待这本书能够提供一个系统性的、由浅入深的指南，帮助我理解如何将主流的密码算法转化为FPGA上的实际设计。我脑海中浮现出它会详细介绍AES、SM系列等对称加密算法的FPGA实现细节，包括如何优化S-box、MixColumns等关键模块，以及如何通过流水线和并行化技术来提升吞吐量。对于RSA、ECC等非对称算法，我同样希望看到在FPGA上实现大数运算的技巧，以及如何优化模幂运算和点加运算。更重要的是，我非常看重书中在安全工程方面的考量。例如，如何设计能够抵御侧信道攻击（如DPA、SPA）的FPGA电路，如何进行故障注入攻击的防护，以及如何对FPGA固件进行安全加固。如果这本书能够提供实际的代码示例，并且详细解释其设计思路、性能权衡以及潜在的安全风险，那将是我的一大幸事。我希望它能成为我学习和实践FPGA密码学实现的一本权威参考。

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当我在书店看到“典型密码算法FPGA实现”这本书时，内心的好奇之火被瞬间点燃。多年来，我一直在软件领域探索密码学的奥秘，但越来越觉得，对于一些对速度和安全有极致要求的应用场景，纯软件的解决方案往往显得力不从心。FPGA，以其独特的硬件可编程性，为实现高性能、低功耗的密码加速提供了绝佳的平台。然而，将复杂的密码算法映射到FPGA的硬件逻辑上，并做到高效、安全，并非易事，这其中涉及大量的工程细节和专业知识。我迫切地希望这本书能够填补我在这方面的知识空白，提供一套清晰、系统的学习路径。我设想书中会从对经典密码算法的深入剖析开始，例如AES算法中的S-box、ShiftRows、MixColumns等过程，如何在FPGA上用最少的逻辑资源实现最快的速度。对于RSA和ECC这样的非对称算法，我同样期待能够看到其在FPGA上的优化实现，比如如何高效地处理大数乘法和模运算，以及如何利用FPGA的并行性来加速椭圆曲线的点运算。更吸引我的是，我相信一本优秀的FPGA实现书籍，必然会包含对安全性的深入探讨。例如，书中是否会讲解如何设计能够抵抗侧信道攻击（如功耗分析、电磁辐射分析）的FPGA电路？如何进行安全地密钥管理？以及如何防止物理攻击？我希望这本书能够成为我手中一本实用的操作手册，不仅教授我“如何做”，更让我理解“为什么这样做”，从而能够设计出真正安全、高效的密码硬件。

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我一看到“典型密码算法FPGA实现”这个书名，就仿佛看到了一个能够将我的理论知识与实际工程需求完美结合的桥梁。长期以来，我在软件层面钻研密码学，深知在处理大规模数据加密解密、高并发网络安全防护等场景下，纯软件的性能瓶颈越来越明显。FPGA以其独特的并行计算架构和高度的可定制性，为解决这些问题提供了极具吸引力的方案。然而，将复杂的密码算法优雅地实现在FPGA上，并达到预期的性能和安全目标，需要深厚的理论功底和丰富的实践经验。我迫切地希望这本书能够提供一个系统性的学习路径，从基础的FPGA开发环境和HDL语言入手，逐步带领我理解并实现那些经典的密码算法。我脑海中已经勾勒出了它可能包含的内容：例如，对于AES，书中会详细讲解如何在FPGA上高效地实现S-box查找表，以及如何组织流水线结构来加速加密和解密过程；对于RSA，则会展示如何利用FPGA的并行乘法器来加速大数模幂运算；对于ECC，则会涉及如何高效地实现椭圆曲线上的点加和点乘运算。更重要的是，我期望书中能够深入探讨FPGA在安全设计中的关键考量，如如何进行功耗优化以抵抗侧信道攻击，如何设计安全的密钥管理模块，以及如何进行固件的完整性校验。一本能够真正帮助读者解决实际问题的图书，应该能够提供详实的案例分析和可运行的代码示例，并解释清楚设计中的每一个权衡和取舍。

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这本书的书名，仿佛为我打开了一扇通往高性能硬件安全世界的大门。长期以来，我在软件层面从事密码学相关的研究和开发，深知软件实现的局限性，尤其是在处理海量数据和对实时性要求极高的场景下。FPGA作为一种高度灵活的硬件平台，其并行处理能力和定制化设计优势，为密码算法的硬件加速提供了无限可能。然而，将抽象的密码学理论转化为实际的、高效的FPGA实现，是一个充满挑战但又极具吸引力的过程。我对此非常好奇，这本书能否提供一套系统性的方法论，指导我如何从算法原理出发，一步步地设计出优化的FPGA电路。我设想书中会涵盖对一些经典密码算法的详细分析，比如AES的各个轮函数如何用逻辑门电路高效实现，如何设计高效的S-box查找表，以及如何构建流水线结构来提高吞吐量。对于RSA和ECC这类非对称算法，我同样期待能够看到其在FPGA上的优化实现，特别是如何处理大数模幂运算和椭圆曲线点加运算，或许会涉及到蒙哥马利乘法等高级算法。更重要的是，我希望这本书能够不仅仅停留在算法的表面实现，而是能够深入探讨FPGA设计中的一些关键工程问题。例如，如何进行合理的资源分配，如何优化时序收敛，如何降低功耗，以及最重要的，如何设计出能够抵御各种侧信道攻击和物理攻击的安全FPGA电路。一本真正优秀的FPGA实现书籍，应该能够将理论的深度、实践的可行性和安全性的考量融为一体，成为我解决实际问题的宝贵资源。

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这本书的出现，就像是在数字安全领域的荒漠中，为我这个渴求知识的行者，搭建了一座指引方向的灯塔。作为一名有着多年嵌入式系统开发经验的工程师，我一直在思考如何将日益增长的密码学理论应用到实际的硬件安全设计中。我接触过各种微控制器和SoC，但对于FPGA这样高度并行的硬件平台在密码加速方面的潜力，一直充满好奇和探索的欲望。这本书的书名“典型密码算法FPGA实现”，精准地击中了我的兴趣点。我理解FPGA的灵活性在于其能够根据算法需求进行定制化设计，这意味着我们可以突破通用处理器在处理高强度加密解密任务时的性能瓶颈，实现前所未有的速度和效率。同时，硬件级别的实现也意味着更高的安全性，能够抵御软件层面的许多攻击手段。我设想书中会详细介绍主流的对称加密算法，如AES的各种模式（ECB, CBC, CTR等），以及非对称加密算法，比如RSA和ECC（椭圆曲线密码学）。更重要的是，我期望书中能深入剖析这些算法在FPGA上的具体实现细节，包括但不限于：如何在FPGA上高效地进行有限域运算、模幂运算，如何设计流水线结构以提高吞吐量，以及如何利用FPGA的分布式RAM和DSP资源来优化算法性能。同时，我也非常关心书中会如何处理一些实际工程中的挑战，例如：如何保证设计的时序收敛，如何进行低功耗设计，以及如何针对物理攻击（如差分功耗分析DPA、故障注入攻击）设计防护措施。一本优秀的FPGA实现指南，不应该仅仅停留在代码层面，更应该包含对硬件安全原理的深刻理解和有效的防御策略。我期待它能够成为我解决实际安全问题的有力工具，帮助我设计出更强大、更安全的数字产品。

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写得很一般，不值得看啊

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学习一下还是可以的

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写得很一般，不值得看啊

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正品图书，到货快

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内容不错物流挺快快递服务还可以

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学习一下还是可以的

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感觉是盗版，细节方面很多小错误。比如，60页，突然冒出来一个N'。比如，63页，if写成f。读起来有点累……

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