在多 FPGA 上实现基于字典的 ZIP 文档口令恢复

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基于FPGA的加密解密模块设计与实现

基于FPGA的加密解密模块设计与实现随着信息技术的不断发展，数据加密已经成为了保护信息安全的重要手段。

尤其是在金融、军事等领域，数据加密已成为不可或缺的技术手段。

而加密解密的关键技术就是密码算法。

在密码算法中，对称密码算法是最常用的一种算法，然而，对称密码算法的密钥管理和密钥分发一直以来都存在着许多问题，为此，研究人员提出了一种基于FPGA的加密解密模块设计方案，可以有效解决这些问题。

FPGA是一种具有可编程性的半导体器件，它具有高度的可重构性，可以通过编程来实现特定的功能，因此被广泛应用于各种领域。

而基于FPGA的加密解密模块，采用硬件实现加密解密算法，相比采用软件实现的加密解密算法，具有更高的安全性和更快的速度。

1.加密解密模块的概述加密解密模块是实现对称密码算法的关键部分，它可以将明文转化为密文，或将密文转化为明文。

在实现加密解密模块时，需要选择合适的对称算法，并通过硬件电路来实现对称算法的加密解密操作。

常用的对称密码算法有DES、3DES、AES等。

在加密解密模块的设计中，需要对输入和输出进行格式化，并为加密解密算法提供必要的控制信号。

可以使用状态机来实现控制信号的发生，并使用计数器来计算加密解密操作的步数。

同时，在硬件电路中，需要将需要加密或解密的数据存储到寄存器中，使用多路选择器来选择需要进行加密解密的数据块，并在每一次执行加密解密操作时，更新控制信号和数据块。

2.基于FPGA的加密解密模块的设计方案基于FPGA的加密解密模块由输入接口、加密解密核心、控制器和输出接口等模块构成。

其中，输入接口用于将需要加密或解密的数据输入到加密解密核心中，控制器用于控制加密解密操作的流程，输出接口用于输出加密或解密的结果。

在加密解密核心中，可以选择采用现有的对称算法IP核，例如AES IP核、DES IP核等，也可以自己实现对称算法电路。

同时，可以采用先进的乘加器单元、查找表、寄存器等硬件电路元素来优化算法电路。

基于FPGA的硬盘数据恢复仪的实现

基金项目：福建省自然科学基金重点项目资助（０７００）２０Ｊ０３作者简介：陈康（９４，，１７一）男福建福州人，硕士，，讲师研究方向：嵌入式系统，ｍｉｃｅｋｎ１３２０＠１６ＣｒＥａ：ｎａｇ２＿０３２．Ｏ．ｌｈｎ
够根据用户输入的文件名自动查找到该文件，并且通过异步ＦＦ和ＤＩＯＭＡ传输到备份硬盘上，
实现故障硬盘的数据快速恢复。
关键词：硬盘；ＰＡ；ＨＬ异步ＦＦ跨时钟域ＦＧＶＤ；ＩＯ；
中图分类号：Ｐ０Ｔ２６文献标识码：Ｂ
地址Ｃ１Ｃ０Ｄ２ＡＡＳＳＡＤ１０Ｄ１００００１０００１１００１０１００１１１０１００１０１０１，０・０
我们可通过硬盘控制器上的寄存器来实现对
区，括硬盘主引导记录ＭＢＭｓｒＢｏｅ包Ｒ（ａｔｏｔＲ — ｅ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
硬盘的操作，寄存器功能如表２所示。
表２ＩＥ硬盘控制器的寄存器定义Ｄ
ｃｒ）ｏｄ和分区表ＤＴ（ｉａｔｉａｌ）ＤＳ引ＰＤｓＰｒｔｎＴｂｅ，Ｏｋｉｏ导扇区ＤＲ（ｏＢｏＲｃｒ）于硬盘的０磁道ＢＤｓｏｔｅｏｄ位
１硬盘介绍
硬盘是通过主轴电机驱动盘片高速旋转，磁头电机驱动磁头作径向运动，按照柱面，道，区进磁扇行数据读取。早期系统就是直接使用磁头柱面和

案例9：口令恢复

案例9：口令恢复1. 案例目标通过本案例，你可以掌握如下技能：1)恢复遗忘的口令2. 背景知识如果由于忘记口令而被锁在路由器外面，可以通过修改寄存器的值来进行恢复。

配置寄存器的位6用于控制路由器是否使用NVRAM中的内容来加载路由器的配置。

默认的配置寄存器值是0x2102，意味着位6是关闭的，即值为0。

在默认情况下，路由器会查找并加载存储在NVRAM中的启动配置。

若要恢复口令，需要开启位6，控制路由器忽略NVRAM的启动配置，实际上就是跳过遗忘的启用口令。

开启了位6的配置寄存器的值是0x2142。

口令恢复的主要步骤是：1)启动路由器并通过执行一个中断来中断启动顺序，这个中断将路由器带入ROM监控模式。

2)修改配置寄存器的值为0x2142，以开启位6。

3)重启路由器。

4)进入特权模式。

5)将startup-config文件复制为running-config文件。

6)修改口令。

7)将配置寄存器重设为默认值。

8)保存路由器的配置。

9)重启路由器。

3. 设备与拓扑设备：1台Laptop-PT，1台2811路由器。

拓扑：如下图。

注意：先给路由器设置一个启用加密口令，并保持配置。

4. 操作步骤步骤1：按以上拓扑添加和连接设备。

步骤2：中断启动顺序，进入ROM监控模式。

在Config配置页面中，先关闭路由器电源，再打开电源时，迅速切换到CLI界面，并按CTRL+Break键。

（注：路由器启动60秒内可以中断其启动，进入ROM监控模式）System Bootstrap, Version 12.1(3r)T2, RELEASE SOFTWARE (fc1)Copyright (c) 2000 by cisco Systems, Inc.cisco 2811 (MPC860) processor (revision 0x200) with 60416K/5120K bytesof memorySelf decompressing the image :###########################monitor: command "boot" aborted due to user interruptrommon 1 >步骤3：修改配置寄存器的值为0x2142rommon 1 > ?boot boot up an external processconfreg configuration register utilitydir list files in file systemhelp monitor builtin command helpreset system resetset display the monitor variablestftpdnld tftp image downloadunset unset a monitor variablerommon 2 > confreg 0x2142步骤4：重启路由器rommon 3 > resetSystem Bootstrap, Version 12.1(3r)T2, RELEASE SOFTWARE (fc1) Copyright (c) 2000 by cisco Systems, Inc.………Router>步骤5：进入特权模式Router>enRouter#步骤6：将startup-config文件复制为running-config文件Router#copy startup-config runDestination filename [running-config]?552 bytes copied in 0.416 secs (1326 bytes/sec)%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by consoleRouter#步骤7：修改口令Router#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#enab se wwq //现在新口令为wwqRouter(config)#步骤8：将配置寄存器重设为默认值Router(config)#config-register 0x2102Router(config)#步骤9：保存路由器的配置Router(config)#endRouter#%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by consoleRouter#copy run startDestination filename [startup-config]?Building configuration...[OK]Router#步骤10：重启路由器Router#reloadProceed with reload? [confirm]%SYS-5-RELOAD: Reload requested by console. Reload Reason: Reload Command.………Router>enPassword:wwq//注意：此时口令已经变成wwqRouter#。

一种新型的混合异构口令恢复系统

一种新型的混合异构口令恢复系统LI Bin;ZHOU Qing-Lei;SI Xue-Ming【期刊名称】《计算机学报》【年(卷),期】2018(041)012【摘要】口令恢复作为电子取证、信息情报获取和犯罪记录审查的重要手段,是对互联网信息进行监控、维护网络信息安全的关键环节之一.传统的口令恢复系统主要以CPU和GPU为主,体系结构单一、破解效率低,无法满足用户的计算需求.由此,该文提出了一种新型的混合异构口令恢复系统.结合拟态计算的思想,通过CPU、GPU和拟态计算机搭建混合异构系统,建立多维可重构体系.并在拟态计算机上设计相关高速口令穷举算法、万兆网络字典传输协议和全流水可重构加密恢复算法,提高破解效率.同时,根据具体口令恢复应用的PMC(Processing-Memory-Communication)特征,动态调整系统结构,均衡向下分配口令空间,使整个系统高效地完成加密恢复任务.实验分析和结果表明,与传统CPU系统相比,该文系统在破解速度上提高18.84倍～84.94倍,在能效比上提高3.07倍～15.73倍,与传统口令穷举和字典破解模式相比,其恢复效率有所提升,且能较好地支持异构系统.【总页数】19页(P2804-2822)【作者】LI Bin;ZHOU Qing-Lei;SI Xue-Ming【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TP309【相关文献】1.一种用于口令同步的通用混合密码传输协议 [J], 李华峰;钱焕延2.一种基于动态口令的异构机制身份认证方案 [J], 陈如;傅明3.一种新型异构分布式混合遗传算法 [J], 熊忠阳;张磊4.一种新型动态电压恢复系统设计 [J], 戴罡5.Sos恢复系统——一种新型的酵母双杂交系统 [J], 赵兴卉;朱旭东;黄培堂因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

zip密钥生成流程 -回复

zip密钥生成流程-回复\textbf{Zip密钥生成流程}随着互联网技术的发展，保护敏感信息和数据的安全性变得尤为重要。

加密数据是最常用的保护措施之一，其中Zip文件加密是一种常见的加密方法。

本文将详细介绍Zip密钥生成的流程，以及如何使用这些密钥对Zip 文件进行加密。

\section{1. 密钥的概念和用途}在介绍Zip密钥生成的流程之前，让我们先来了解一下密钥的概念和用途。

密钥是加密算法中非常关键的一个部分，它可以将明文转换为密文或者将密文恢复为明文。

密钥的选择和管理对数据的安全性至关重要。

密钥可用于加密和解密，加密是将明文转换为密文，而解密则是将密文转换为明文。

在Zip加密中，密钥用于将文件压缩为密文并在解密时恢复为明文。

现在让我们来详细介绍Zip密钥生成的流程。

\section{2. Zip密钥生成流程}Zip密钥的生成流程包括以下几个步骤：\subsection{2.1 密钥长度的选择}在生成Zip密钥之前，我们首先需要选择密钥的长度。

密钥的长度通常以位（bit）为单位，常见的密钥长度有128位、256位等。

较长的密钥长度可以提供更高的安全性，但也会增加计算成本和密钥传输的复杂性。

因此，在选择密钥长度时，需根据需求平衡安全性和效率的考虑。

\subsection{2.2 生成随机密钥}在确定了密钥的长度后，我们需要生成一个随机的密钥。

这是保证密钥安全性的重要一步。

在生成随机密钥时，可以使用伪随机数生成器（PRNG）生成具有足够随机性的数字序列。

使用真正的随机数生成器能够有效地避免密钥的预测和推断。

\subsection{2.3 密钥的存储和管理}生成了随机密钥后，我们需要对其进行存储和管理。

密钥的存储和管理应当采取相应的安全措施，以确保只有授权的人员能够访问密钥。

常见的密钥存储方式包括将密钥存储在加密芯片、安全存储器或者安全密钥管理系统中。

\subsection{2.4 密钥的用途}生成了Zip密钥后，我们可以将其应用到Zip文件加密中。

[文档]基于fpga的ide硬盘实时加解密和还原的研究与实现

The protection of hard disk data has been studied abroad many years and has a great development in foreign companies, but there is still backward in this field for the the domestic study. In this paper, Data Security Process Module (DSPM) with operation system independence was designed. DSPM combined cryptography and data recovery technique to enhance data security protection ability based on FPGA technique.
The FPGA technique, with advantage of flexibility, can be redesigned quickly.The result can be checked in the FPGA chip immediately.Many strong tools support the development process , that can be used easily, with low cost and a quick development cycle. It can reach a million of logic gates in a FPGA chip. Some of the chips have embedded CPUs.With flexibility, rapid development cycle and high speed transportation, the FPGA technique is used to implement the solution in this study.

基于多核FPGA的HMAC-SHA1口令恢复

CN43-1258/TP ISSN1007-130X计算机工程与科学Computer Engineering&Science第42卷第10期2020年10月Vol.42,No.10,Oct.2020文章编号：1007-130X(2020)10-1859-10基于多核FPGA的HMAC-SHA1口令恢复冯峰，周清雷，李斌（郑州大学信息工程学院，河南郑州450001）摘要：HMAC-SHA1是广泛使用的用户密码认证机制，针对HMAC-SHA1进行高效的口令恢复具有重要意义。

在口令恢复方面，FPGA较传统的CPU和GPU平台更具有优势，因此，基于多核FPGA 对HMAC-SHA1进行口令恢复。

对HMAC-SHA1口令处理算法进行深入分析，通过流水线、缩短关键路径的方式以及引入保留进位加法器CSA对核心运算SHA1进行实现与优化，基于全流水线和状态机模式实现HMAC-SHA1口令处理算子，最终设计并实现了口令恢复架构。

实验结果表明，所实现的SHA1吞吐量达245.76Gb P s，单板卡四核FPGA硬件平台上的口令恢复速度达到了CPU平台上的72倍，GPU平台上的2.6倍。

关键词：口令恢复；FPGA；HMAC；高性能计算；信息安全中图分类号：TP309.7文献标志码:Adoi：10.3969/j.issn.1007130X.2020.10.019HMAC-SHA1password recoverybased on multi-core FPGAFENG Feng,ZHOU Qinglei,LI Bin(School of Information Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou450001,China) Abstract：HMAC-SHA1is a widely used user password authentication mechanism,and efficient password recovery for HMAC-SHA1is of great significance.In terms of password recovery,FPGAs havemoLeadvantagesthantLaditionalCPUandGPUplatfoLms.TheLefoLe,thispapeLusesamulti-coLe FPGA to peLfoLm passwoLdLecoveLy foLHMAC-SHA1.The HMAC-SHA1passwoLdpLocessingalgo-Lithmisanalyzed,andthecoLeopeLationSHA1isimplementedandoptimizedbypipeline,shoLtening the critical path,and introducing the Carry-Save Adder(CSA).HMAC-SHA1password processing operatorisimplementedbasedonfu l pipelineandstatemachinemodes0Fina l y,thepasswordrecovery architecture is designed and implemented.The experimental results show that the throughput of SHA1 implemenOedinOhispaperis245.76Gbps.The password recovery speed onOhe hardware plaOform of single board quadruple-core FPGA is72t i mes faster t h an t h a t of CPU and2.6t i mes fas t e r t h an t h a t of GPU.Key words：password recovery；FPGA；HMAC；high performance computing；informa t i o n security1引言消息认证码MAC（Message Authentication Code）是一种使用密钥对通信消息进行认证的机制，在开放的、通用的网络上常利用该机制来保证通信消息的机密性、完整性和有效性（基于H^sh 算法（如MD5、SHA系列、SM3等）的消息认证码是目前广泛使用的消息认证码，即HMAC（keyed-Hash Message Authentication Code）,它是美国国*收稿日期2020-03-26；修回日期：2020-07-15基金项目：国家重点研发计划(2016YFB0800100)通信地址450001河南省郑州市郑州大学信息工程学院Address：School of Information Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou450001,Henan,P.R.ChinaI860Computer Engineering&Science计算机工程与科学2020,42(10)家标准与技术研究院NIST(National Institute of Standards and Technology)指定的标准［1'2］，且被要求在IPsec协议族和其他如SSL的Internet协议中实现。

lzma decoding result 10 -回复

lzma decoding result 10 -回复如何进行LZMA解码。

LZMA是一种数据压缩算法，通过将数据进行压缩，可以减小数据占用的存储空间。

解码就是将经过LZMA压缩的数据恢复成原来的数据。

在本篇文章中，我们将详细讨论如何进行LZMA解码。

第一步：了解LZMA算法LZMA算法是一种基于字典的压缩算法，它使用了两个重要的概念：滑动窗口和字典。

滑动窗口是一个固定大小的缓冲区，用于存储看似重复的数据。

字典是滑动窗口中的前缀，用于在滑动窗口中查找重复的数据。

了解LZMA算法的工作原理对于进行解码至关重要。

第二步：获取LZMA编码的数据在进行解码之前，我们需要先获取LZMA编码的数据。

这可以通过从文件、网络或者其他来源读取数据来完成。

确保你已经获得了正确的LZMA编码的数据，这一步是非常关键的。

第三步：设置解码器要进行LZMA解码，我们需要使用一个LZMA解码器。

许多编程语言都提供了LZMA解码器的库，你可以通过导入相应的库来获得解码器对象。

或者，你也可以自己编写一个解码器。

第四步：解码数据使用LZMA解码器对象，我们可以开始对LZMA编码数据进行解码。

解码器会读取所提供的LZMA编码数据，并将其恢复为原始数据。

解码的过程会使用滑动窗口和字典进行匹配，查找重复的数据以实现压缩数据的解码。

第五步：保存解码数据一旦解码完成，我们可以将解码后的数据保存到文件、内存或者其他适当的地方。

现在，你已成功地解码了LZMA编码的数据，这些数据可以被进一步处理或使用。

需要注意的是，LZMA解码的效果取决于原数据的特性和编码参数的选择。

更高的压缩率可能会导致较长的解码时间，而较低的压缩率则会得到更快的解码速度。

因此，在进行LZMA解码时，需要在压缩率和解码速度之间进行权衡。

此外，还有一些额外的选项可以调整LZMA解码的性能，例如设置字典大小、滑动窗口大小等。

这些选项可能会对解码效果产生影响，你可以根据需要进行调整和实验。

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（ＣｏｌｌｅｇｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｈｅＰＬ４ｌｎｆｏｒｒａｚｔｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｈ＊ｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅａｇ￣ｈｏｕ４５００００，Ｈｅａａｎ，Ｃｈｉｎａ）
第３２卷第６期
２０１５年６月
计算机应用与软件
ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｌｆｗａｒｅ
ＶｏＩ．３２Ｎｏ．６
Ｊｕｎ．２０１５
在多ＦＰＧＡ上实现基于字典的ＭＥＮＴＩＮＧＤＩＣＴＩｏＮＡＲＹ．ＢＡＳＥＤＰＡＳＳＷｏＲＤＲＥＣｏＶＥＲＹＦｏＲＺＩＰ
ＤｏＣＵＭＥＮＴＳｏＮＭＵＬＴＩ．ＦＰＧＡ
ＬｉＬｏｎｇｐｕ
ＳｉＸｕｅｍｉｎｇ
ｄｅｍａｎｄｏｎｔｈｅｓｔｏｒａｇｅｓｐａｃｅａｎｄｓｐｅｅｄｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｉｎｔｈｅｃａｓｅｏｆｈｉｇｈｓｐｅｅｄｃｒａｃｋ．ＦｏｒｔｈｅｐａｓｓｗｏｒｄｒｅｃｏｖｅｒｙｄｅｍａｎｄｉｎｂｕｌｋｏｆＺＩＰ— ｔｙｐｅ
ｂｅｔｗｅｅｎＦＰＧＡ，ａｎｄｓｏｌｖｅｓｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｐａｓｓｗｏｒｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋｉｎｄｉｃｔｉｏｎａｙｒａｔｔａｃｋ．Ｃｏｎｔｒａｓｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｉｎｒｅｇａｒｄｔｏｔｈｅｐｅｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｃｈｅｍｅａｒｅｃａｎ＇ｉｅｄｏｕｔｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅＦＰＧＡａｎｄｔｈｅｕｎｉｖｅｒｓａｌｓｅｒｖｅｒ，ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏＷｔｈａｔｔｈｅｓｃｈｅｍｅｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｎｄｆｅａｓｉｂｌｅ．Ｃｏｍｐａｉｎｒｇｗｉｔｈｔｈｅｕｎｉｖｅｒｓａｌｓｅｒｖｅｒ，ｉｔｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｈａｓｏｂｖｉｏｕｓｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｈａｓ
（ＣｈｉｎｅｓｅＰｅｏｐｌｅ ’ ＬｉｂｅｒａｔｉｏｎＡｒｍｙＴｒｏｏｐｓ７１６２０，Ａｎｙａｎｇ４５５０００，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
ＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｒｅｓｐｅｃｔｔｏｔｈｅｂｒｕｔｅ．ｆｏｒｅｅａｔｔａｃｋ．ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙａｔｔａｃｋｉＳａｍｏｒｅｅｆｉｆｃｉｅｎｔｗａｙｔｏｃｒａｃｋｔｈｅｄｏｃｕｍｅｎｔ，ｂｕｔｉｔｈａｓａｈｉｇｈｅｒ
摘
要
相对穷举攻击，字典攻击是一种更加高效的文档破解方式，但在高速破解情况下，字典攻击对存储空间与读取速度有较
高的需求。针对批量ＺＩＰ类型加密文档的１３令恢复需求，提出一种基于多ＦＰＧＡ的字典破解方案，实现了ＦＰＧＡ之间的高速字典传
李龙谱斯雪明２张志鸿张少岗。
（郑州大学信息工程学院河南郑州４５００００）
（解放军信息工程大学信息工程学院（中国人民解放军７１６２０部队司令部河南郑州４５００００）河南安阳４５５０００）
ｅｎｃｒｙｐｔｅｄｄｏｃｕｍｅｎｔｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｍｕ］ｔｉ — ＦＰＧＡｂａｓｅｄｄｉｃｔｉｏｎａｒｙａｔｔａｃｋｓｃｈｅｍｅ，ｉｔｒｅｌｉａｓｅｓｔｈｅｈｉｇｈ — ｓｐｅｅｄｄｉｃｔｉｏｎａｒｙｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
ＺｈａｎｇＺｈｉｈｏｎｇ
ＺｈａｎｇＳｈａｏｇａｎｇ
（ＣｏｚｅｏｆＣｏｍｍｕｎｉｒａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００００，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｍｔ）
输，解决了字典攻击的口令传输瓶颈问题，并在ＦＰＧＡ与通用服务器间进行了性能和功耗的对比实验。结果表明该方案有效可行，
相对通用服务器在性能有明显提高，在功耗上有显著降低。
关键词中图分类号ＦＰＧＡ口令恢复ＴＰ３ＺＩＰ字典传输ＡＤ０Ｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００ — ３８６ｘ．２０１５．０６．０７２