فلش‌کارت‌های آموزشی معماری داخلی SHA3-256: سفر از بنیاد کِیکاک تا پیاده‌سازی نهایی

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره معماری داخلی SHA3-256: سفر از بنیاد کِیکاک تا پیاده‌سازی نهایی

موضوع کلی: رمزنگاری و ایمنی اطلاعات

موضوع میانی: توابع هش رمزنگاری و الگوریتم‌های امنیت دیجیتال

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر توابع هش رمزنگاری و نقش آن‌ها در امنیت دیجیتال
• 2. نیاز به الگوریتم جدید: شکستگی SHA-1 و SHA-2 و انقلاب SHA-3
• 3. مرور کلی خانواده SHA-3 و پارامترهای آن
• 4. توابع هش Keccak: تاریخچه و ویژگی‌های منحصربه‌فرد
• 5. اسپنج کانستراکشن (Sponge Construction): معماری اصلی SHA-3
• 6. پارامترهای کلیدی SHA3-256: نرخ (Rate)، ظرفیت (Capacity) و سطح امنیتی
• 7. درک عمیق از وضعیت درونی (Internal State) در الگوریتم Keccak
• 8. آرایه وضعیت پنج‌در-پنج شش‌لایه: ساختار داده ۵×۵×۶۴ بیتی
• 9. مفاهیم لین (Lane)، ردیف (Row) و ستون (Column) در Keccak
• 10. پرداخت پیام (Message Padding): قاعدهٔ cSHAKE و کاربرد در SHA3-256
• 11. فرآیند جذب (Absorption Phase): ورود پیام به وضعیت درونی
• 12. فرآیند فشرده‌سازی (Squeezing Phase): استخراج خروجی هش
• 13. تبدیل پرمیوشن Keccak-f[1600]: هسته تکراری الگوریتم
• 14. مرور کامل گام θ (Theta): عملیات XOR در سطح ستون و لین
• 15. گام ρ (Rho): چرخش بیتی منحصر به فرد هر لین
• 16. گام π (Pi): بازنویسی موقعیت بیت‌ها در آرایه وضعیت
• 17. گام χ (Chi): جایگزینی غیرخطی در سطح ردیف
• 18. گام ι (Iota): اضافه کردن ثابت دور به وضعیت
• 19. ثابت‌های دور (Round Constants): تولید و نقش در امنیت
• 20. تعداد دورها در SHA3-256: چرا ۲۴ دور؟
• 21. تحلیل ریاضی گام θ و تأثیر آن بر مقاومت در برابر حملات
• 22. مقاومت در برابر حملات ابرمربعی (Square Attack) و نقش capacity
• 23. مقایسه SHA3-256 با SHA-256: معماری، عملکرد و امنیت
• 24. تفاوت SHA3-256 با BLAKE2: اسپنج در برابر تودرتو (Iterated)
• 25. تحلیل مقاومت در برابر حملات تصادفی (Collision Resistance)
• 26. تحلیل مقاومت در برابر حملات پیش‌تصویری (Preimage Resistance)
• 27. تحلیل مقاومت در برابر حملات دومین پیش‌تصویری (Second Preimage Resistance)
• 28. استاندارد FIPS 202: مشخصات فنی و الزامی SHA-3
• 29. درک عمیق فرآیند padding و انتخاب پارامتر r و c در SHA3-256
• 30. پیاده‌سازی آرایه وضعیت در حافظه: ساختار داده و دسترسی
• 31. بهینه‌سازی گام θ با استفاده از عملیات بیتی و ماسک
• 32. پیاده‌سازی گام ρ و π: جداول مسیر چرخش و جایگشت
• 33. پیاده‌سازی گام χ: درversion جایگزینی غیرخطی و بهینه‌سازی
• 34. پیاده‌سازی گام ι: تولید کارآمد ثابت‌های دور
• 35. تولید کارآمد Keccak-f[1600]: بهینه‌سازی تمام گام‌های تبدیل
• 36. پیاده‌سازی کلیدی در سطح بیتی: عملیات XOR، AND، NOT و SHIFT
• 37. پیاده‌سازی SHA3-256 در زبان C: از صفر تا خروجی نهایی
• 38. پیاده‌سازی SHA3-256 در زبان Python: کد تمیز و قابل فهم
• 39. پیاده‌سازی SHA3-256 در زبان Rust: امنیت حافظه و سرعت
• 40. بهینه‌سازی عملکرد SHA3-256 در سطح کامپایلر
• 41. استفاده از دستورالعمل‌های SIMD برای شتاب‌دهی محاسبات SHA3-256
• 42. پیاده‌سازی سخت‌افزاری SHA3-256 در FPGA و ASIC
• 43. مقایسه پیاده‌سازی سخت‌افزاری و نرم‌افزاری SHA3-256
• 44. پیاده‌سازی SHA3-256 در محیط‌های محدود منبع (Embedded Systems)
• 45. حملات کانال جانبی (Side-Channel Attacks) روی پیاده‌سازی SHA3-256
• 46. مقابله با حملات زمانی (Timing Attacks) در پیاده‌سازی SHA3-256
• 47. مقابله با حملات مصرف انرژی (Power Analysis) در SHA3-256
• 48. تست و اعتبارسنجی پیاده‌سازی SHA3-256: برنامه‌های آزمون NIST
• 49. بررسی برنامه‌های آزمون NIST و صحت‌سنجی خروجی SHA3-256
• 50. تست مونتی کارلو برای تأیید تصادفی پیاده‌سازی Keccak
• 51. پیاده‌سازی SHA3-256 در زبان Assembly: بهینه‌سازی اکسترم
• 52. استفاده از ویژگی‌های AES-NI و SHA Extensions در پردازنده‌های مدرن
• 53. پیاده‌سازی SHA3-256 در زبان Go: ساختارهای داده و کارایی
• 54. پیاده‌سازی SHA3-256 در زبان Java: کتابخانه‌ها و عملکرد
• 55. پیاده‌سازی SHA3-256 در زبان JavaScript: کاربرد در وب
• 56. استفاده از SHA3-256 در اثبات کار (Proof of Work) و ارز دیجیتال
• 57. استفاده از SHA3-256 در امضای دیجیتال و گواهی‌نامه‌های امنیتی
• 58. استفاده از SHA3-256 در تولید کلید تصادفی و کلیدهای رمزنگاری
• 59. استفاده از SHA3-256 در ذخیره رمز عبور و HMAC
• 60. استفاده از SHA3-256 در استوارت‌های داده (Merkle Trees) و بلاک‌چین
• 61. استفاده از SHA3-256 در استحکام پروتکل‌های شبکه و TLS
• 62. استفاده از SHA3-256 در کدگذاری اطلاعات و فرمت‌های فایل
• 63. استفاده از SHA3-256 در اعتبارسنجی اینتگریتی داده و سیستم‌فایل
• 64. تحلیل مقایسه‌ای عملکرد SHA3-256 با SHA-512 و BLAKE3
• 65. نکات پیشرفته بهینه‌سازی: استفاده از پیپلاینینگ و پارالللیسم
• 66. استفاده از SHA3-256 در محیط‌های ابری و توزیع‌شده
• 67. آینده SHA3-256: پس از کوانتوم و الگوریتم‌های مقاوم
• 68. اشتباهات رایج در پیاده‌سازی SHA3-256 و راه‌حل‌های عملی
• 69. چک‌لیست نهایی داوری و دeployment پیاده‌سازی SHA3-256