دوره شتاب‌دهی پروتکل‌های رمزنگاری با OpenCL: پیاده‌سازی امن، بهینه و مقیاس‌پذیر همراه با فلش‌کارت آموزشی — ارائه روی فلش مموری

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره شتاب‌دهی پروتکل‌های رمزنگاری با OpenCL: پیاده‌سازی امن، بهینه و مقیاس‌پذیر

موضوع کلی: محاسبات ناهمگن برای سیستم‌های امن

موضوع میانی: شتاب‌دهی الگوریتم‌ها و پروتکل‌های رمزنگاری با OpenCL

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. جایگاه OpenCL در شتاب‌دهی محاسبات رمزنگاری
• 2. معماری CPU، GPU و پردازش ناهمگن
• 3. مدل Platform، Device، Context و Command Queue در OpenCL
• 4. برنامه میزبان با C/C++: API، مدیریت خطا و چرخه عمر اشیاء
• 5. چرخه اجرای میزبان و کرنل در OpenCL
• 6. مدل NDRange، Work-Item و Work-Group
• 7. حافظه‌های Global، Constant، Local و Private
• 8. صف‌ها، رویدادها و هم‌گام‌سازی میزبان با دستگاه
• 9. موانع، عملیات اتمیک و محدودیت‌های هم‌روندی در کرنل
• 10. انواع داده، بردارها و عملیات بیتی در OpenCL C
• 11. کامپایل، لینک و مدیریت خطاهای زمان اجرای کرنل‌ها
• 12. دیباگ و اعتبارسنجی کرنل‌های OpenCL
• 13. پروفایل‌گیری پایه و اندازه‌گیری زمان اجرا
• 14. اصول طراحی امن کدهای رمزنگاری روی GPU
• 15. پیاده‌سازی ثابت‌زمان و پرهیز از شاخه‌های وابسته به داده
• 16. مدل‌سازی حملات کانال جانبی در شتاب‌دهنده‌ها
• 17. الگوهای موازی‌سازی عملیات رمزنگاری
• 18. تقسیم داده، دسته‌بندی و توازن بار میان Work-Groupها
• 19. هم‌راستاسازی و ادغام دسترسی‌های حافظه
• 20. بهره‌گیری از Local Memory و مدیریت Bank Conflict
• 21. مدیریت ثبات‌ها و کاهش Register Pressure
• 22. کنترل واگرایی شاخه‌ها و مسیرهای اجرایی
• 23. پنهان‌سازی نهفتگی و تنظیم Occupancy
• 24. برداری‌سازی، Bitslicing و SIMD در الگوریتم‌های بلوکی
• 25. طراحی چیدمان داده با AoS، SoA و Padding
• 26. ترکیب کرنل‌ها و کاهش رفت‌وبرگشت میزبان با دستگاه
• 27. خط لوله‌کردن انتقال داده، اجرا و دریافت نتیجه
• 28. بهینه‌سازی مصرف انرژی و سنجش کارایی
• 29. تقسیم بار میان چند دستگاه و تجمیع نتایج
• 30. قابلیت حمل میان فروشندگان و نسل‌های مختلف سخت‌افزار
• 31. انتخاب نسخه OpenCL و مدیریت Extensionها
• 32. مبانی و طبقه‌بندی توابع رمزنگاری
• 33. پیاده‌سازی SHA-256
• 34. بهینه‌سازی چرخه فشرده‌سازی SHA-256
• 35. پیاده‌سازی SHA-512 و خانواده SHA-2
• 36. معماری Keccak و پیاده‌سازی SHA-3
• 37. بهینه‌سازی State و دسترسی‌های حافظه در Keccak
• 38. پیاده‌سازی BLAKE2 و BLAKE3
• 39. طراحی HMAC روی OpenCL
• 40. شتاب‌دهی PBKDF2 با حفظ ملاحظات امنیتی
• 41. مدل‌سازی حافظه و هزینه در Argon2
• 42. الزامات پیاده‌سازی امن scrypt
• 43. مبانی رمزهای بلوکی و نگاشت آن‌ها به NDRange
• 44. پیاده‌سازی AES-128 و AES-256
• 45. رمزنگاری Bitsliced AES
• 46. جدول‌های Lookup و تحلیل خطرات زمان‌بندی
• 47. حالت‌های عملیاتی AES: CBC، CTR و XTS
• 48. پیاده‌سازی GCM و شتاب GHASH
• 49. پیاده‌سازی CCM و AEADهای مبتنی بر رمز بلوکی
• 50. رمز جریان ChaCha20
• 51. ترکیب ChaCha20 با Poly1305
• 52. محاسبات پیمانه‌ای و حساب میدان‌های متناهی
• 53. ضرب پیمانه‌ای و الگوریتم Montgomery
• 54. توان‌رسانی پیمانه‌ای و زنجیره‌های جمع
• 55. پیاده‌سازی RSA و RSA-CRT
• 56. ایمن‌سازی RSA-CRT در برابر خطا و حملات کانال جانبی
• 57. تبادل کلید Diffie–Hellman کلاسیک
• 58. مبانی رمزنگاری منحنی بیضوی
• 59. ضرب اسکالر و الگوریتم‌های پنجره‌ای ECC
• 60. پیاده‌سازی بهینه X25519
• 61. پیاده‌سازی P-256 با مختصات پروژه‌ای
• 62. پیاده‌سازی Ed25519 و عملیات نقطه
• 63. شتاب‌دهی امضاهای Hash-Based
• 64. تأمین آنتروپی، CSPRNG و تزریق کلید به دستگاه
• 65. شتاب‌دهی لایه ضبط TLS و مرزهای موازی‌سازی
• 66. شتاب‌دهی Handshakeهای TLS
• 67. پردازش AEAD و توالی پیام‌ها در پروتکل‌های امن
• 68. شتاب‌دهی IPsec/ESP و چالش‌های توالی و Replay
• 69. موازی‌سازی SSH و پروتکل‌های مبتنی بر جلسه
• 70. معماری صف، Batching و زمان‌بندی درخواست‌ها
• 71. انزوای چنداستاجاری، پاک‌سازی حافظه و چرخه عمر داده
• 72. Zero-Copy، Pinned Memory و دسترسی مستقیم
• 73. انتقال ناهمگام و هم‌پوشانی I/O با محاسبه
• 74. OpenCL 3.0 و مدل حافظه یکپارچه
• 75. استفاده از SPIR-V برای قابلیت حمل کرنل‌ها
• 76. آزمون بردارهای استاندارد و مقایسه با مرجع
• 77. آزمون خواص، Fuzzing و کشف خطاهای کرنل
• 78. سنجش درست، حذف نوفه و گزارش کارایی
• 79. مدل Roofline و تشخیص گلوگاه محاسبه یا حافظه
• 80. تحلیل پروفایل‌های Vendor-Specific
• 81. مقایسه CPU، GPU و شتاب‌دهنده‌های اختصاصی
• 82. پروژه پایانی: پیاده‌سازی یک سرویس AEAD مقیاس‌پذیر با OpenCL