本文针对 AES 加密算法的硬件实现，提出了一种新的二阶掩码方案，旨在抵抗侧信道攻击（如功耗分析）。传统的掩码技术需要大量随机数来保证安全性，而本文通过最小化共享数量（仅需 d+1 个共享，其中 d=2）和降低随机数复杂度，显著提升了效率。具体方法基于塔域分解（tower field decomposition）来实现 S 盒的掩码，利用“换岗”（changing of the guards）技术对分解的中间分支进行重新掩码，从而在不使用随机数的情况下达到一阶探测安全性，并确保输出均匀分布。为了获得多轮安全性，通过对探测信息传播的理论分析，减少了每轮所需的随机数重掩码量。最终，该设计在延迟和面积方面与现有技术相当，但随机数复杂度降低了 8 倍以上（总共仅需 1268 比特随机数，包括明文和密钥的共享）。论文还提供了理论安全证明，并在 FPGA 上实现了原型，通过实验室分析验证了其安全性。该工作适合硬件安全设计者、密码实现工程师以及侧信道攻击防护研究人员阅读。

本文提出了两种对称密钥密码设计方案：AESpolyW 和 AESpolyM，它们利用 AES 加密与多项式哈希之间的指令级并行性来提高性能。研究背景是，现有的对称加密和认证方案（如 HCTR2、EME、GMAC、PMAC）虽然能提供安全保证，但往往无法充分利用现代处理器的并行计算能力。作者通过将 AES 操作和多项式哈希操作交错执行，使得两种计算可以同时在处理器流水线上进行，从而减少总执行时间。论文提供了这些新方案以及先前方案（使用不同分组密码原语实例化）的开源实现，并附带基准测试代码。实验结果表明，在支持 AES-NI 和 CLMUL 指令集的平台上，AESpoly 系列方案相比传统方法在吞吐量上有显著提升，同时保持了同等或更强的安全边界。本文适合密码学研究者、硬件安全工程师以及高性能加密库开发者阅读，以了解如何通过指令级并行优化对称加密性能。

该论文提出了一种名为 Dubhe 的零知识证明系统，专门针对标准 AES 加密算法实现了高效、简洁的证明。传统的零知识证明（如基于 R1CS 或 QAP 的方案）在处理 AES 这类复杂算术电路时往往面临巨大的证明尺寸和验证开销。Dubhe 通过设计定制的算术化电路和多项式承诺方案，显著降低了 AES 计算电路的表示复杂度，使得证明尺寸仅为几百字节，验证时间达到亚秒级。论文详细描述了 Dubhe 的算术系统：将 AES 的字节代换、行移位、列混合和轮密钥加操作转化为低次数的多项式约束，并利用新型的线性时间可验证的批处理技术来合并多个门。实验结果表明，对于 AES-128 的加密操作，Dubhe 的证明生成时间约 10 秒，验证时间 50 微秒，证明大小 1.5KB。此外，论文还讨论了 Dubhe 在密码学锁箱、隐私交易和可验证计算等应用中的潜力。该工作为在资源受限设备或区块链场景中证明 AES 运算的正确性提供了可行的密码学工具。