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面向存储芯片的片上数据加密引擎从AES到后量子密码的硬件实现.docx
资料介绍
面向存储芯片的片上数据加密引擎从AES到后量子密码的硬件实现
——从安全存储到隐私保护的密码学引擎设计
引言
随着数据安全需求的日益增长，存储芯片的片上数据加密已成为标配功能。从SSD的硬件加密引擎到DRAM的数据保护，加密技术确保了存储数据在静态和传输过程中的机密性和完整性。AES（高级加密标准）是目前最广泛使用的对称加密算法，但随着量子计算技术的发展，后量子密码（PQC）正逐渐成为下一代加密标准。本文系统分析面向存储芯片的片上数据加密引擎设计，从AES到后量子密码的硬件实现架构。
存储芯片的加密需求
加密场景
存储芯片中数据加密的主要场景包括：
1. 静态数据加密：存储在NAND闪存中的数据需要加密保护，防止物理攻击导致的数据泄露。
2. 传输数据加密：在DDR和HBM接口中，数据在芯片之间传输时可能被窃听，需要加密保护。
3. 密钥管理：加密密钥的安全存储和管理是加密系统的核心，密钥需要存储在防篡改的安全区域中。
加密标准
存储芯片中常用的加密标准包括：
1. AES-256：对称加密算法，密钥长度256位，是目前存储芯片加密的主流标准。
2. XTS-AES：针对块存储设备的加密模式，每个数据块使用独立的加密密钥，支持随机访问。
3. SHA-256：哈希算法，用于数据完整性校验和密钥派生。
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