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密碼學概論 版權信息
- ISBN：9787030792990
- 條形碼：9787030792990 ; 978-7-03-079299-0
- 裝幀：平裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
密碼學概論 內容簡介
本書是新一代信息技術網絡空間安全高等教育系列教材之一，系統介紹了現代密碼學設計、分析及實現的基本理論與技術，主要內容包括對稱密碼、公鑰密碼與密碼協議三部分。對稱密碼部分涉及對稱加密、雜湊函數、消息認證碼等，公鑰密碼部分涉及公鑰加密、數字簽名等，作為對稱密碼與公鑰密碼的綜合應用，密碼協議部分介紹密鑰建立、零知識證明、電子支付等。本書精選密碼學典型理論技術，注重闡述密碼方案的研究動機與研究思路，探討方案所蘊含的安全性（隱患），強調對稱密碼、公鑰密碼和密碼協議在設計、分析與應用上的內在關聯，引導讀者抽絲剝繭，把握各類技術發展的繼承關系，理解密碼學理論體系。同時，密碼實現技術相關章節介紹經典的密碼快速實現技術，幫助讀者初步掌握密碼應用方法。通過掃描二維碼，即可訪問配套電子課件和關鍵知識點的教學視頻，方便廣大教師和同學們參考。
密碼學概論 目錄
目錄 叢書序 序一 序二 前言 第1章 密碼學概述 1 1.1 密碼學發展史 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 現代密碼學基本概念與觀點 4 1.2.1 基本概念 4 1.2.2 安全性與攻擊 5 1.3 練習題 10 參考文獻 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 練習題 29 參考文獻 31 第3章 密碼學信息理論基礎32 3.1 香農保密系統的數學模型 32 3.2 熵 35 3.2.1 熵的定義 36 3.2.2 熵的基本性質 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 練習題 43 參考文獻 43 第4章 分組密碼 44 4.1 分組密碼概述 44 4.1.1 對稱加密 44 4.1.2 分組密碼 45 4.2 安全要求與設計原理 46 4.2.1 理想分組密碼 46 4.2.2 分組密碼的設計原則 47 4.2.3 分組密碼的典型結構 48 4.3 數據加密標準 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 強力攻擊 62 4.4.3 專用分析技術 67 4.5 高級加密標準 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的安全強度 88 4.6 國密標準 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 輕量級分組密碼 95 4.8.1 輕量級密碼的應用場景 96 4.8.2 輕量級分組密碼的性能指標 96 4.8.3 輕量級分組密碼算法實現性能優勢的常見策略 97 4.8.4 輕量級分組密碼算法的分類 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 計數器模式 107 4.10 對稱密碼的軟件實現 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 練習題 115 參考文獻 118 第5章 流密碼 124 5.1 流密碼概述 124 5.2 安全要求與設計原理125 5.2.1 流密碼的典型結構 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 流密碼標準Trivium 133 5.5 國密標準ZUC 135 5.5.1 初始化階段 136 5.5.2 密鑰流生成階段 139 5.6 練習題 140 參考文獻 141 第6章 密碼雜湊函數 143 6.1 雜湊函數概述 143 6.1.1 雜湊函數的應用 144 6.1.2 雜湊函數的安全屬性 145 6.2 雜湊函數的設計 148 6.2.1 迭代結構的設計 149 6.2.2 壓縮函數的設計 153 6.3 雜湊函數的安全性分析 155 6.3.1 強力攻擊 156 6.3.2 專用分析技術 159 6.4 雜湊函數標準 SHA-2 160 6.4.1 預處理階段 161 6.4.2 雜湊值計算階段 162 6.5 國密標準SM3 164 6.5.1 預處理階段 164 6.5.2 雜湊值計算階段 165 6.5.3 密碼雜湊算法SM3的特點 168 6.6 雜湊函數標準SHA-3 168 6.6.1 填充規則pad 168 6.6.2 置換函數f 169 6.7 練習題 173 參考文獻 174 第7章 消息認證碼.177 7.1 消息認證碼概述 177 7.1.1 消息認證 177 7.1.2 消息認證碼 1797.2 安全要求與設計原理 180 7.2.1 消息認證碼的安全要求 180 7.2.2 安全性的形式化定義 182 7.2.3 消息認證碼的通用攻擊 182 7.2.4 消息認證碼的設計 184 7.3 基于雜湊函數的消息認證碼 184 7.3.1 密鑰前綴的MAC 184 7.3.2 消息認證碼標準 HMAC 185 7.4 基于分組密碼的消息認證碼 188 7.4.1 數據認證算法DAA 188 7.4.2 消息認證碼標準 CMAC 189 7.5 認證加密 191 7.5.1 認證加密的通用構造 191 7.5.2 認證加密標準CCM 193 7.5.3 認證加密標準GCM 195 7.5.4 輕量級認證加密 198 7.6 練習題 202 參考文獻 202 第8章 密碼學的復雜性理論基礎 205 8.1 計算模型及問題復雜性 205 8.1.1 計算模型 205 8.1.2 問題復雜性分類 210 8.2 量子計算模型 213 8.2.1 量子計算 214 8.2.2 量子電路 215 8.3 密碼學復雜性理論假設 218 8.3.1 單向函數 218 8.3.2 偽隨機數生成器 219 8.3.3 偽隨機函數 225 8.3.4 相關結論 228 8.4 練習題 228 參考文獻 229 第9章 公鑰加密 231 9.1 公鑰密碼概述 2319.2 安全要求與設計原理 233 9.3 RSA加密 235 9.3.1 RSA數學基礎 235 9.3.2 RSA加密方案 239 9.3.3 相關計算問題 242 9.4 RSA 加密的安全性(1) 245 9.4.1 因子分解與 RSA 問題 245 9.4.2 典型攻擊與防范方法 247 9.4.3 RSA安全的參數設置 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d與因子分解 252 9.5.3 RSA比特安全性 256 9.6 素性檢測與因子分解 260 9.6.1 素性檢測 260 9.6.2 因子分解 264 9.7 ElGamal加密 268 9.7.1 ElGamal加密數學基礎 268 9.7.2 ElGamal加密方案 269 9.7.3 相關計算問題 272 9.8 ElGamal加密安全性證明 272 9.9 密鑰封裝機制/數據封裝機制 275 9.9.1 混合加密 275 9.9.2 KEM/DEM 275 9.10 橢圓*線密碼學 277 9.10.1 基本概念 278 9.10.2 標量乘 281 9.10.3 橢圓*線ElGamal加密方案 282 9.11 國密標準SM2加密 283 9.12 求解離散對數問題 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 指數演算算法 2909.12.5 離散對數的比特安全性 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 公鑰密碼的軟件實現——大數運算 302 9.14.1 大數加法 302 9.14.2 大數乘法 302 9.14.3 大數模乘 304 9.14.4 大數模冪 308 9.15 練習題 309 參考文獻 311 第10章 數字簽名 314 10.1 數字簽名概述 314 10.2 安全要求與設計原理 316 10.3 RSA數字簽名 317 10.4 ElGamal數字簽名 320 10.5 Schnorr數字簽名 322 10.6 DSA數字簽名 324 10.7 國密標準SM2數字簽名 326 10.8 后量子數字簽名 327 10.8.1 后量子數字簽名概述 327 10.8.2 Dilithium數字簽名 329 10.9 練習題 333 參考文獻 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 雙線性群和相關困難假設 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 同態密碼 344 11.2.1 同態加密基本概念 345 11.2.2 ElGamal同態加密方案 347 11.2.3 CKKS同態加密方案 34811.3 門限密碼 349 11.3.1 門限簽名基本概念 350 11.3.2 秘密分享 351 11.3.3 可驗證秘密分享 353 11.3.4 分布式密鑰生成 355 11.3.5 FROST門限簽名方案 356 11.4 簽密 359 11.4.1 簽密基本概念
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密碼學概論 作者簡介
魏普文，教授，博導，現任山東大學網絡空間安全學院副院長，Frontiers of Computer Science期刊青年AE、國際標準化組織ISOIEC JTC 1/SC6專家、從事密碼學相關教學和科研工作，主要研究方向為理論密碼學與區塊鏈安全，在ASIA-CRYPT、NDSS等密碼學與信息安全頂級會議及期刊發表論文多篇，主持國家重點研發計劃課題、國家自然科學基金項目、山東省自然科學基金項目等，獲得黨政機要密碼科技進步獎一等獎等獎勵。 王美琴，現任山東大學網絡空間安全學院常務副院長、密碼技術與信息安全教育部重點實驗室副主任，是中國密碼學會理事、中國密碼學會密碼數學理論專業委員會副主任和教育部高等學校網絡空間安全專業教學指導委員會委員，國務院特殊津貼專家。王美琴教授長期從事密碼分析與設計理論的教學和科研工作，在EUROCRYPT、ASIACRYPT等國際密碼學頂級會議和頂級刊物發表高水平論文百余篇，主持國家“變革性技術關鍵科學問題”重點專項課題、國家自然科學基金重點項目等多個項目，獲得國家科技進步獎一等獎、黨政機要密碼科技進步獎一等獎等獎勵。
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