Encryption
硬體實現的算法和軟體實現的算法之間的區別？
在有關密碼學的文章中，我看到了硬體實現和軟體實現這兩個詞。我很想知道它們之間有什麼區別？
換句話說，即使在電腦中編寫程序來執行加密算法時，我最終還是在 CPU 上執行它。那麼為什麼我不能稱之為硬體實現呢？
簡單處理器和加密處理器（協處理器？）有什麼區別？
通常有四種不同的設置，您希望在其中執行您的加密貨幣。
- 中央處理器（CPU）。這可能是經典的台式機或筆記型電腦 CPU 或您的嵌入式設備之一。它的特點是它通常有相當少的計算核心（<20），但它可以使用它有非常快的核心，並且可以從它的彙編語言中執行任意指令（大多數是任意順序）。在 CPU 上執行的加密算法很可能是軟體實現的，因為算法（即指令）只是提供給 CPU 以供執行的資訊。CPU 最擅長執行複雜的線性算法。
- 圖形處理單元 (GPU)。這可能是您的台式機或筆記型電腦圖形處理器，也可能是您的超級計算計算加速器。它的特點是核心數量多，每個核心的速度低，指令集有限。GPU 可以大規模並行執行簡單的算法。就像 CPU 一樣，它們接受算法作為資訊片段，因此實現算法的是軟體。
- 現場可程式門陣列（FPGA）。FPGA 通常存在於小型嵌入式設備中，並且執行專門的算法。它的硬體可以在發貨後進行配置，但執行速度低於 ASIC。使用 FPGA，您可以更改集成電路的硬體佈局以執行您的算法。因此，FPGA 執行的算法被稱為是硬體實現的，因為在目前狀態下，硬體只能執行這個精確的算法，不能執行其他任何算法。
- 專用集成電路（ASIC）。這是一個集成電路，它被製造成只執行一個算法，沒有別的。ASIC 通常為這種算法提供高速，並在速度很重要時使用。一個範例應用程序是硬體安全模組 ( HSM )，它通常使用 ASIC 來加速加密操作的執行（如 AES 加密）。加密處理器通常是帶有額外加密專用 ASIC 的簡單處理器。
至於每個平台的安全性，趨勢是如果你按照這個列表，安全性會增加。CPU 通常被許多不同的程序（包括作業系統）佔用，允許有點“簡單”的邊通道攻擊，GPU 通常不用於加密（除了雜湊破解），如果處理得當，FPGA 應該比 CPU 提供更高的安全性，因為晶片上其他操作的“噪音”更少，ASIC 也有同樣的好處，但更極端一些。
如果您從列表中刪除，速度也會類似地增加**。**CPU 必須能夠做許多不同的事情，因此不能在一個方向上進行太多優化，有些適用於 GPU，儘管如果需要它們具有更多的計算能力。FPGA 更快，因為您可以進行更多優化，而 ASIC 為王，因為您可以對它們做任何您想做的事情並優化它們。
價格有類似的順序。CPU 很容易獲得，程式成本低，而且你可以讓你的程序快速執行。GPU 也很容易獲得，有效程式的成本更高，並且可以更快地執行您的程式碼。FPGA 本身更昂貴，並且需要您使用 FPGA 的硬體語言來設計算法，這需要大量的時間和專業知識，因此也需要金錢。ASIC 需要在製造之前進行規劃，設計週期很長，但是一旦您獲得了設計，您就可以“輕鬆”以“低價”製造它們。
在觀察比特幣挖礦的發展時，自然已經可以觀察到最後兩點。它從 PC 上的 CPU 開始，然後是 GPU，然後是 FPGA，現在由 ASIC 主導。請注意，比特幣挖礦相當於“進行許多雙 SHA-256 雜湊”。