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密碼學(xué)概論 版權(quán)信息
- ISBN：9787030792990
- 條形碼：9787030792990 ; 978-7-03-079299-0
- 裝幀：平裝
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類(lèi)：>>
密碼學(xué)概論 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書(shū)是新一代信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)空間安全高等教育系列教材之一，系統(tǒng)介紹了現(xiàn)代密碼學(xué)設(shè)計(jì)、分析及實(shí)現(xiàn)的基本理論與技術(shù)，主要內(nèi)容包括對(duì)稱(chēng)密碼、公鑰密碼與密碼協(xié)議三部分。對(duì)稱(chēng)密碼部分涉及對(duì)稱(chēng)加密、雜湊函數(shù)、消息認(rèn)證碼等，公鑰密碼部分涉及公鑰加密、數(shù)字簽名等，作為對(duì)稱(chēng)密碼與公鑰密碼的綜合應(yīng)用，密碼協(xié)議部分介紹密鑰建立、零知識(shí)證明、電子支付等。本書(shū)精選密碼學(xué)典型理論技術(shù)，注重闡述密碼方案的研究動(dòng)機(jī)與研究思路，探討方案所蘊(yùn)含的安全性（隱患），強(qiáng)調(diào)對(duì)稱(chēng)密碼、公鑰密碼和密碼協(xié)議在設(shè)計(jì)、分析與應(yīng)用上的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，引導(dǎo)讀者抽絲剝繭，把握各類(lèi)技術(shù)發(fā)展的繼承關(guān)系，理解密碼學(xué)理論體系。同時(shí)，密碼實(shí)現(xiàn)技術(shù)相關(guān)章節(jié)介紹經(jīng)典的密碼快速實(shí)現(xiàn)技術(shù)，幫助讀者初步掌握密碼應(yīng)用方法。通過(guò)掃描二維碼，即可訪問(wèn)配套電子課件和關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)視頻，方便廣大教師和同學(xué)們參考。
密碼學(xué)概論 目錄
目錄 叢書(shū)序 序一 序二 前言 第1章 密碼學(xué)概述 1 1.1 密碼學(xué)發(fā)展史 1 1.1.1 **階段:古代到 1949年 1 1.1.2 第二階段:1949年～1975年 3 1.1.3 第三階段:1976年至今 3 1.2 現(xiàn)代密碼學(xué)基本概念與觀點(diǎn) 4 1.2.1 基本概念 4 1.2.2 安全性與攻擊 5 1.3 練習(xí)題 10 參考文獻(xiàn) 11 第2章 古典密碼 12 2.1 凱撒密碼 12 2.1.1 凱撒密碼方案描述 12 2.1.2 移位密碼與單表代換 15 2.1.3 安全性分析 15 2.2 維吉尼亞密碼.16 2.2.1 維吉尼亞密碼方案描述 16 2.2.2 多表代換 17 2.2.3 安全性分析 18 2.3 希爾密碼 18 2.3.1 希爾密碼方案描述 18 2.3.2 安全性分析 20 2.4 破解維吉尼亞密碼 20 2.4.1 窮舉搜索 202.4.2 頻率分析 20 2.4.3 維吉尼亞密碼破解方法 22 2.4.4 破解維吉尼亞密碼的啟示 28 2.5 **閱讀 29 2.6 練習(xí)題 29 參考文獻(xiàn) 31 第3章 密碼學(xué)信息理論基礎(chǔ)32 3.1 香農(nóng)保密系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 32 3.2 熵 35 3.2.1 熵的定義 36 3.2.2 熵的基本性質(zhì) 36 3.3 完美保密性 39 3.3.1 完美保密性的定義 40 3.3.2 一次一密 41 3.4 練習(xí)題 43 參考文獻(xiàn) 43 第4章 分組密碼 44 4.1 分組密碼概述 44 4.1.1 對(duì)稱(chēng)加密 44 4.1.2 分組密碼 45 4.2 安全要求與設(shè)計(jì)原理 46 4.2.1 理想分組密碼 46 4.2.2 分組密碼的設(shè)計(jì)原則 47 4.2.3 分組密碼的典型結(jié)構(gòu) 48 4.3 數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn) DES 52 4.3.1 加密算法 52 4.3.2 輪密鑰生成方案 57 4.3.3 解密算法 58 4.3.4 DES 的安全強(qiáng)度 59 4.4 分組密碼的安全性分析.61 4.4.1 基本概念 61 4.4.2 強(qiáng)力攻擊 62 4.4.3 專(zhuān)用分析技術(shù) 67 4.5 高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn) AES 784.5.1 加密算法 78 4.5.2 輪密鑰生成方案 84 4.5.3 解密算法 86 4.5.4 AES的安全強(qiáng)度 88 4.6 國(guó)密標(biāo)準(zhǔn) SM4 88 4.6.1 加密算法 88 4.6.2 輪密鑰生成方案 90 4.6.3 解密算法 91 4.6.4 SM4 的安全強(qiáng)度 91 4.7 其他分組密碼算法 92 4.7.1 二重與三重加密 92 4.7.2 IDEA 分組密碼算法 94 4.8 輕量級(jí)分組密碼 95 4.8.1 輕量級(jí)密碼的應(yīng)用場(chǎng)景 96 4.8.2 輕量級(jí)分組密碼的性能指標(biāo) 96 4.8.3 輕量級(jí)分組密碼算法實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)勢(shì)的常見(jiàn)策略 97 4.8.4 輕量級(jí)分組密碼算法的分類(lèi) 98 4.9 分組密碼的工作模式 100 4.9.1 電碼本模式 100 4.9.2 密文分組鏈接模式 102 4.9.3 密文反饋模式 104 4.9.4 輸出反饋模式 106 4.9.5 計(jì)數(shù)器模式 107 4.10 對(duì)稱(chēng)密碼的軟件實(shí)現(xiàn) 108 4.10.1 基于查找表的方法 109 4.10.2 比特切片的方法 111 4.11 練習(xí)題 115 參考文獻(xiàn) 118 第5章 流密碼 124 5.1 流密碼概述 124 5.2 安全要求與設(shè)計(jì)原理125 5.2.1 流密碼的典型結(jié)構(gòu) 125 5.2.2 密鑰流生成器 127 5.3 RC4流密碼 1325.3.1 初始化階段 132 5.3.2 密鑰流生成階段 133 5.4 流密碼標(biāo)準(zhǔn)Trivium 133 5.5 國(guó)密標(biāo)準(zhǔn)ZUC 135 5.5.1 初始化階段 136 5.5.2 密鑰流生成階段 139 5.6 練習(xí)題 140 參考文獻(xiàn) 141 第6章 密碼雜湊函數(shù) 143 6.1 雜湊函數(shù)概述 143 6.1.1 雜湊函數(shù)的應(yīng)用 144 6.1.2 雜湊函數(shù)的安全屬性 145 6.2 雜湊函數(shù)的設(shè)計(jì) 148 6.2.1 迭代結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 149 6.2.2 壓縮函數(shù)的設(shè)計(jì) 153 6.3 雜湊函數(shù)的安全性分析 155 6.3.1 強(qiáng)力攻擊 156 6.3.2 專(zhuān)用分析技術(shù) 159 6.4 雜湊函數(shù)標(biāo)準(zhǔn) SHA-2 160 6.4.1 預(yù)處理階段 161 6.4.2 雜湊值計(jì)算階段 162 6.5 國(guó)密標(biāo)準(zhǔn)SM3 164 6.5.1 預(yù)處理階段 164 6.5.2 雜湊值計(jì)算階段 165 6.5.3 密碼雜湊算法SM3的特點(diǎn) 168 6.6 雜湊函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)SHA-3 168 6.6.1 填充規(guī)則pad 168 6.6.2 置換函數(shù)f 169 6.7 練習(xí)題 173 參考文獻(xiàn) 174 第7章 消息認(rèn)證碼.177 7.1 消息認(rèn)證碼概述 177 7.1.1 消息認(rèn)證 177 7.1.2 消息認(rèn)證碼 1797.2 安全要求與設(shè)計(jì)原理 180 7.2.1 消息認(rèn)證碼的安全要求 180 7.2.2 安全性的形式化定義 182 7.2.3 消息認(rèn)證碼的通用攻擊 182 7.2.4 消息認(rèn)證碼的設(shè)計(jì) 184 7.3 基于雜湊函數(shù)的消息認(rèn)證碼 184 7.3.1 密鑰前綴的MAC 184 7.3.2 消息認(rèn)證碼標(biāo)準(zhǔn) HMAC 185 7.4 基于分組密碼的消息認(rèn)證碼 188 7.4.1 數(shù)據(jù)認(rèn)證算法DAA 188 7.4.2 消息認(rèn)證碼標(biāo)準(zhǔn) CMAC 189 7.5 認(rèn)證加密 191 7.5.1 認(rèn)證加密的通用構(gòu)造 191 7.5.2 認(rèn)證加密標(biāo)準(zhǔn)CCM 193 7.5.3 認(rèn)證加密標(biāo)準(zhǔn)GCM 195 7.5.4 輕量級(jí)認(rèn)證加密 198 7.6 練習(xí)題 202 參考文獻(xiàn) 202 第8章 密碼學(xué)的復(fù)雜性理論基礎(chǔ) 205 8.1 計(jì)算模型及問(wèn)題復(fù)雜性 205 8.1.1 計(jì)算模型 205 8.1.2 問(wèn)題復(fù)雜性分類(lèi) 210 8.2 量子計(jì)算模型 213 8.2.1 量子計(jì)算 214 8.2.2 量子電路 215 8.3 密碼學(xué)復(fù)雜性理論假設(shè) 218 8.3.1 單向函數(shù) 218 8.3.2 偽隨機(jī)數(shù)生成器 219 8.3.3 偽隨機(jī)函數(shù) 225 8.3.4 相關(guān)結(jié)論 228 8.4 練習(xí)題 228 參考文獻(xiàn) 229 第9章 公鑰加密 231 9.1 公鑰密碼概述 2319.2 安全要求與設(shè)計(jì)原理 233 9.3 RSA加密 235 9.3.1 RSA數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 235 9.3.2 RSA加密方案 239 9.3.3 相關(guān)計(jì)算問(wèn)題 242 9.4 RSA 加密的安全性(1) 245 9.4.1 因子分解與 RSA 問(wèn)題 245 9.4.2 典型攻擊與防范方法 247 9.4.3 RSA安全的參數(shù)設(shè)置 251 9.5 RSA加密的安全性(2) 251 9.5.1 φ(n)與因子分解 251 9.5.2 解密指數(shù)d與因子分解 252 9.5.3 RSA比特安全性 256 9.6 素性檢測(cè)與因子分解 260 9.6.1 素性檢測(cè) 260 9.6.2 因子分解 264 9.7 ElGamal加密 268 9.7.1 ElGamal加密數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 268 9.7.2 ElGamal加密方案 269 9.7.3 相關(guān)計(jì)算問(wèn)題 272 9.8 ElGamal加密安全性證明 272 9.9 密鑰封裝機(jī)制/數(shù)據(jù)封裝機(jī)制 275 9.9.1 混合加密 275 9.9.2 KEM/DEM 275 9.10 橢圓*線密碼學(xué) 277 9.10.1 基本概念 278 9.10.2 標(biāo)量乘 281 9.10.3 橢圓*線ElGamal加密方案 282 9.11 國(guó)密標(biāo)準(zhǔn)SM2加密 283 9.12 求解離散對(duì)數(shù)問(wèn)題 286 9.12.1 Shanks算法 286 9.12.2 Pohlig-Hellman算法 287 9.12.3 Pollardρ算法 289 9.12.4 指數(shù)演算算法 2909.12.5 離散對(duì)數(shù)的比特安全性 292 9.13 后量子公鑰加密 294 9.13.1 后量子密碼概述 294 9.13.2 Kyber加密 298 9.14 公鑰密碼的軟件實(shí)現(xiàn)——大數(shù)運(yùn)算 302 9.14.1 大數(shù)加法 302 9.14.2 大數(shù)乘法 302 9.14.3 大數(shù)模乘 304 9.14.4 大數(shù)模冪 308 9.15 練習(xí)題 309 參考文獻(xiàn) 311 第10章 數(shù)字簽名 314 10.1 數(shù)字簽名概述 314 10.2 安全要求與設(shè)計(jì)原理 316 10.3 RSA數(shù)字簽名 317 10.4 ElGamal數(shù)字簽名 320 10.5 Schnorr數(shù)字簽名 322 10.6 DSA數(shù)字簽名 324 10.7 國(guó)密標(biāo)準(zhǔn)SM2數(shù)字簽名 326 10.8 后量子數(shù)字簽名 327 10.8.1 后量子數(shù)字簽名概述 327 10.8.2 Dilithium數(shù)字簽名 329 10.9 練習(xí)題 333 參考文獻(xiàn) 335 第11章 其他公鑰密碼體制 337 11.1 基于身份的密碼 337 11.1.1 雙線性群和相關(guān)困難假設(shè) 337 11.1.2 基于身份的加密 338 11.1.3 基于身份的簽名 340 11.1.4 基于身份的非交互密鑰交換 342 11.2 同態(tài)密碼 344 11.2.1 同態(tài)加密基本概念 345 11.2.2 ElGamal同態(tài)加密方案 347 11.2.3 CKKS同態(tài)加密方案 34811.3 門(mén)限密碼 349 11.3.1 門(mén)限簽名基本概念 350 11.3.2 秘密分享 351 11.3.3 可驗(yàn)證秘密分享 353 11.3.4 分布式密鑰生成 355 11.3.5 FROST門(mén)限簽名方案 356 11.4 簽密 359 11.4.1 簽密基本概念
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密碼學(xué)概論 作者簡(jiǎn)介
魏普文，教授，博導(dǎo)，現(xiàn)任山東大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院副院長(zhǎng)，F(xiàn)rontiers of Computer Science期刊青年AE、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISOIEC JTC 1/SC6專(zhuān)家、從事密碼學(xué)相關(guān)教學(xué)和科研工作，主要研究方向?yàn)槔碚撁艽a學(xué)與區(qū)塊鏈安全，在ASIA-CRYPT、NDSS等密碼學(xué)與信息安全頂級(jí)會(huì)議及期刊發(fā)表論文多篇，主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目等，獲得黨政機(jī)要密碼科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)。 王美琴，現(xiàn)任山東大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院常務(wù)副院長(zhǎng)、密碼技術(shù)與信息安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，是中國(guó)密碼學(xué)會(huì)理事、中國(guó)密碼學(xué)會(huì)密碼數(shù)學(xué)理論專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副主任和教育部高等學(xué)校網(wǎng)絡(luò)空間安全專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員，國(guó)務(wù)院特殊津貼專(zhuān)家。王美琴教授長(zhǎng)期從事密碼分析與設(shè)計(jì)理論的教學(xué)和科研工作，在EUROCRYPT、ASIACRYPT等國(guó)際密碼學(xué)頂級(jí)會(huì)議和頂級(jí)刊物發(fā)表高水平論文百余篇，主持國(guó)家“變革性技術(shù)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)課題、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等多個(gè)項(xiàng)目，獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、黨政機(jī)要密碼科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)。
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