多变量公钥密码芯片技术原理和实践

图书目录:

第 1章　数学基础 1

1.1　代数基础　1

1.1.1　集合　1

1.1.2　群　1

1.1.3　环　2

1.1.4　域　2

1.2　有限域概念　3

1.2.1　有限域定义　3

1.2.2　常用有限域形式　3

1.2.3　不可约多项式　4

1.3　有限域元素　4

1.3.1　多项式基　4

1.3.2　正规基　4

1.3.3　对偶基　5

1.4　有限域基础运算　5

1.4.1　有限域加法　5

1.4.2　有限域乘法　6

1.4.3　有限域平方　9

1.4.4　有限域乘方　10

1.4.5　有限域求逆　10

1.4.6　有限域除法　13

1.4.7　求解线性方程组　14

1.5　其他数学问题　22

1.5.1　MQ问题　22

1.5.2　线性仿射变换　23

1.5.3　随机数发生器　24

1.6　本章小结　25

1.7　本章参考文献　26

第　2章 密码学基础　32

2.1　密码和密码学　32

2.1.1　密码　32

2.1.2　密码学　32

2.1.3　密码系统　33

2.2　密码体制　34

2.2.1　对称密码　34

2.2.2　公钥密码　35

2.2.3　数字签名　36

2.3　常用的密码算法　39

2.3.1　DES　39

2.3.2　AES　41

2.3.3　RSA　42

2.3.4　ECC　42

2.4　互联网与信息安全　43

2.4.1　信息安全　43

2.4.2　信息安全产业　43

2.4.3　云计算安全　44

2.4.4　公钥基础设施　45

2.4.5　身份与访问管理　46

2.4.6　后量子密码　47

2.4.7　散列　48

2.5　本章参考代码　49

2.5.1　DES　49

2.5.2　AES　59

2.5.3　RSA　104

2.5.4　ECC　120

2.6　本章小结　144

2.7　本章参考文献　144

第3章　芯片设计基础　146

3.1　数字电路基础　146

3.1.1　现场可编程逻辑门电路　146

3.1.2　专用集成电路　147

3.1.3　硬件编程语言　148

3.1.4　有限状态机技术　149

3.2　硬件编程语言VHDL　151

3.2.1　VHDL 概述　151

3.2.2　标识符　151

3.2.3　数据类型　152

3.2.4　数据对象　153

3.2.5　运算符　154

3.2.6　VHDL的结构　155

3.3　Altera FPGA开发环境Quartus II　156

3.3.1　Quartus II介绍　156

3.3.2　Quartus II使用例解　157

3.4　集成电路产业　178

3.4.1　集成电路　178

3.4.2　产业发展现状　179

3.4.3　产业发展前景　180

3.5　本章参考代码　183

3.5.1　VHDL参考例子　183

3.5.2　Verilog参考例子　187

3.6　本章小结　188

3.7　本章参考文献　188

第4章　多变量公钥密码技术　192

4.1　多变量公钥密码概述　192

4.1.1　多变量加密　192

4.1.2　多变量签名　193

4.1.3　多变量公钥密码芯片　193

4.2　多变量公钥密码系统　194

4.3　多变量公钥密码典型算法　195

4.3.1　MI密码算法　196

4.3.2　PMI+密码算法　196

4.3.3　HFE密码算法　198

4.3.4　-IC密码算法　199

4.3.5　TTM密码算法　200

4.3.6　TTS签名算法　201

4.3.7　en-TTS签名算法　202

4.3.8　油醋签名算法　204

4.3.9　UOV签名算法　205

4.3.10　Rainbow签名算法　207

4.4　多变量公钥密码分析方法　209

4.4.1　暴力攻击　209

4.4.2　直接攻击　209

4.4.3　线性化方程攻击　210

4.4.4　秩攻击　210

4.4.5　差分攻击　211

4.5　本章参考代码　211

4.5.1　Rainbow　211

4.5.2　HFE　282

4.6　本章小结　286

4.7　本章参考文献　286

第5章　多变量公钥密码快速芯片技术　315

5.1　本章概述　315

5.2　快速多变量签名方案　316

5.3　不可约多项式　319

5.4　加速二元和三元乘法运算　319

5.5　加速求逆运算　320

5.6　加速求解线性方程组运算　320

5.7　加速可逆仿射变换运算　324

5.8　加速多元二次多项式求值运算　325

5.9　技术实现　325

5.10　实现对比　326

5.11　本章小结　327

5.12　本章参考文献　327

第6章　多变量公钥密码高效芯片技术　329

6.1　本章概述　329

6.2　高效多变量签名方案　329

6.3　选择特定有限域的不可约多项式　333

6.4　优化特定有限域的乘法　333

6.5　优化特定有限域的求逆　335

6.6　优化特定有限域的求解线性方程组　336

6.7　技术实现　337

6.8　实现对比　337

6.9　本章小结　338

6.10　本章参考文献　339

第7章　多变量公钥密码处理器技术　340

7.1　本章概述　340

7.2　架构设计　341

7.3　多变量数字签名方案和参数的选择　342

7.4　模运算逻辑单元　349

7.5　RAM和寄存器　355

7.6　微控制器和指令集　356

7.7　多变量公钥密码的基本密码运算　358

7.8　技术实现　361

7.9　实现对比　365

7.10　本章小结　366

7.11　本章参考文献　367