فلش‌کارت‌های آموزشی طراحی و پیاده‌سازی بهینه الگوریتم SHA-3 در سخت‌افزار

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره طراحی و پیاده‌سازی بهینه الگوریتم SHA-3 در سخت‌افزار

موضوع کلی: امنیت شبکه و رمزنگاری

موضوع میانی: پیاده‌سازی سخت‌افزاری توابع هش

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مبانی توابع هش رمزنگاری
• 2. معرفی استاندارد FIPS 202 و SHA-3
• 3. تفاوت‌های ساختاری SHA-3 با خانواده SHA-2
• 4. معماری اسفنج (Sponge Construction)
• 5. مفهوم نرخ (Rate) و ظرفیت (Capacity) در ساختار اسفنج
• 6. مراحل جذب (Absorbing) و فشردگی (Squeezing)
• 7. تحلیل امنیتی ساختار اسفنج
• 8. بررسی تابع جایگشت Keccak-f
• 9. ساختار حالت (State) در Keccak
• 10. نمایش ماتریسی و سه بعدی حالت Keccak
• 11. عملیات $\theta$ (Theta) و تحلیل پخش داده‌ها
• 12. پیاده‌سازی بهینه عملیات $\theta$ در سخت‌افزار
• 13. عملیات $\rho$ (Rho) و چرخش بیت‌ها
• 14. بهینه‌سازی مسیرهای داده در عملیات $\rho$
• 15. عملیات $\pi$ (Pi) و جایگشت کلمات
• 16. استراتژی‌های کاهش تأخیر در پیاده‌سازی $\pi$
• 17. عملیات $\chi$ (Chi) و لایه غیرخطی
• 18. پیاده‌سازی بهینه گیت‌های منطقی برای عملیات $\chi$
• 19. عملیات $\iota$ (Iota) و افزودن ثابت‌های راند
• 20. مدیریت تولید ثابت‌ها در سخت‌افزار
• 21. تحلیل پیچیدگی زمانی و فضای کل تابع Keccak-f
• 22. طراحی معماری سریال برای SHA-3
• 23. طراحی معماری موازی (Parallel Architectures)
• 24. استفاده از تکنیک Pipelining برای افزایش نرخ انتقال
• 25. بهینه‌سازی مساحت (Area Optimization) در FPGA
• 26. بهینه‌سازی سرعت (Throughput Optimization) در ASIC
• 27. تاثیر اندازه حالت بر روی مصرف توان
• 28. پیاده‌سازی SHA-3 در محیط VHDL/Verilog
• 29. مدیریت حافظه و رجیسترهای حالت
• 30. طراحی واحد کنترل (Control Unit) برای راندهای Keccak
• 31. بهینه‌سازی مسیرهای بحرانی (Critical Path Analysis)
• 32. تحلیل مصرف توان استاتیک و دینامیک در SHA-3
• 33. تکنیک‌های کاهش توان در پیاده‌سازی‌های سخت‌افزاری
• 34. مقاومت در برابر حملات کانال جانبی (Side-Channel Attacks)
• 35. پیاده‌سازی مقاوم در برابر تحلیل توان (DPA)
• 36. استفاده از تکنیک Masking برای امنیت سخت‌افزاری
• 37. بهینه‌سازی برای کاربردهای IoT و سیستم‌های تعبیه شده
• 38. مقایسه عملکرد SHA-3 با Keccak در نسخه‌های مختلف
• 39. پیاده‌سازی توابع SHAKE128 و SHAKE256
• 40. تفاوت‌های پیاده‌سازی SHA-3-224، 256 و 512
• 41. استراتژی‌های اشتراک‌گذاری سخت‌افزار برای چندین اندازه خروجی
• 42. تولید و اعتبارسنجی تست‌بنچ (Testbench) برای SHA-3
• 43. استفاده از بردارهای تست استاندارد NIST
• 44. تحلیل تأخیر (Latency) در پیاده‌سازی‌های مختلف
• 45. بهینه‌سازی برای FPGAهای مدرن (استفاده از LUTs و Flip-flops)
• 46. بررسی پیاده‌سازی‌های مبتنی بر SIMD در سخت‌افزار
• 47. چالش‌های مقیاس‌پذیری در نرخ‌های انتقال بالا
• 48. روش‌های کاهش تعداد چرخه ساعت (Clock Cycles)
• 49. طراحی سیستم‌های رمزنگاری ترکیبی با SHA-3
• 50. ارزیابی نهایی معیار Area-Delay-Power