这篇文章带来ECE111第六节课的Slides以及自己的一些补充。
该课程的网站如下：
在开始本节课之前”鉴赏“一下Project2的示例代码：
分析此类代码首先仍然按我之前说的方法，先看状态机：
- 一共5个状态，IDLE状态以及步骤1~4状态。
- 当start信号拉高的时候，会跳到STEP1状态。该状态初始化读请求，需要把we信号拉低，同时将读地址赋值为：输入的原始读地址+count。然后跳到状态2
- 状态2等待内存模型输出的结果，接着跳到状态3。
- 状态3初始写命令，需要将we信号拉高，同时将写地址赋值为：输入的原始写地址+count。同时将之前读回来的数据进行字节旋转，再将count加1。代表一次完整的读写操作。然后跳到状态4
- 状态4首先判断count是否与定义的size大小一致，如果是的话。则代表已经完成了所有的运算，将done信号拉高，然后跳到IDLE状态。否则跳到步骤1（状态2），重复上述的操作。
上面的代码逻辑非常清晰，事实上它将读写操作划分为一个一个的状态，非常易于实现。这种代码对于初学者而言其实是很容易接收的，因为大家实际上可以用软件亦或者说人的思维方式思考这一问题，不需要考虑实际的硬件架构。这种编码方式希望大家好好掌握，对于一步一步实现的，大部分都可以通过状态机实现。这种方式不一定好，但是它简单可控，易于维护。
大家再思考一下，上面的状态有没有冗余状态？实际上是有的，对于状态4的判断操作，实际上可以放在状态3去做。我们先写数据，然后就可以判断count是否等于size，从而跳转到STEP1或IDLE态。代码在这个链接，图片我就不贴了，http://cwcserv.ucsd.edu/~billlin/classes/ECE111/examples/br1.sv。此外还可以流水线的方式读写，从而掩盖SRAM的输出延迟。也就是开始的状态2，等待SRAM输出结果，这一个周期我们实际上什么都没有干，那我们是不是可以再读一次？下一个时钟周期SRAM输出了结果，同时输入的地址也发生了变化。那我们就可以连着写两次了，似乎节省了一个时钟周期。代码大家自行研究一下，分析思路和上面的分析思路是类似的。http://cwcserv.ucsd.edu/~billlin/classes/ECE111/examples/br2.sv
接下来进入本节课的正题，Project3：SHA256算法。
相信大家或多或少，都听到过加密、哈希、数字签名之类的名词。今天就带大家自己动手实现一个哈希算法-SHA256。SHA的意思为Secure Hash Algorithm，安全哈希算法，或者叫安全散列算法。哈希这个词语很有迷惑性，我更加愿意称之为散列算法。即从一组数据散列到另外一组数据。SHA系列算法由美国国家安全局制定，从最初的SHA0到SHA1到SHA224再到SHA256，此外还有SHA384和SHA512。其中SHA0已经没有人使用了，SHA1算法目前仍然有一些地方在使用，尽管SHA1已经没那么安全了（更多的资料大家可以自己搜索）。另外值得注意的是，很多地方把SHA系列算法称为加密算法，严格地说它只是单向散列算法，不能称之为加密算法。
我们的目标是对于任意输入的信息（message),计算它的哈希值（对于给定的输入，它的哈希值是一定的）。message可以是任意的东西。
SHA-256会返回256比特的哈希值，或者称之为数据摘要或强校验和。然后是一些数据经过SHA256的计算结果（再次提醒，这个数据是广义的数字序列，一串文字，一个图片，一部电影，mp3格式的音乐等都是一串数据）。
这张图告诉我们，对于输入而言，发生很小的改变，对于计算得到的哈希值会发生巨大的变化。这一特性称为无序性。
然后介绍了一下哈希算法的应用之一：检验文件的完整性。软件制造商想要确保可执行文件被用户接收而没有修改，把文件发给用户，同时将哈希值公布到NY times（纽约时代？不知道是啥，应该是个公共区域）。目标是完整性，而不是保密！用户接收文件的时候对比哈希值就知道文件有没有被篡改。这是因为很难找到一个别的文件，两个哈希值是一模一样的，这称为哈希碰撞（比特币获取的原理就是哈希碰撞）。
同时还可以用来鉴权，比如Alice给Bob（熟悉的名字他来了）发消息，希望确保没有人在传输过程中修改消息。那就把哈希值一起发送。接收方一对比就知道消息有没有被修改了。
然后介绍了SHA256的要求：
- 输入的消息必须小于2的64次方比特（这实际上不是什么问题，因为...大家可以算一下这个数有多大）
- 输入的消息是以512bit为一个block来循序的处理的
- 数据摘要是256比特
然后介绍了SHA-256算法，其步骤如下
- 步骤一，填充比特。首先在数据的末尾填充一个“1”。然后填充“0”直到数据长度对512取模为448，即数据长度为512N+448（N=0,1,2...)。
- 步骤2，填充64bit的数据，该数据为message的长度（注意是原始的长度，如上图的900），到此为止，整个的长度为512的正整数倍。
