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密碼學(xué)教程 版權(quán)信息
- ISBN：9787111766919
- 條形碼：9787111766919 ; 978-7-111-76691-9
- 裝幀：平裝
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類：>
密碼學(xué)教程 本書特色
以密碼通信的實(shí)際需求和現(xiàn)實(shí)問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，采用探究式、研究性講授方式，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生積極思考與探索解決問(wèn)題的思路和方法。 通過(guò)經(jīng)典密碼算法被破譯的現(xiàn)實(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考如何提升經(jīng)典密碼算法的計(jì)算復(fù)雜度，從而提高密碼算法的破譯難度或抗攻擊能力。 通過(guò)密碼算法的破譯、改進(jìn)和完善過(guò)程，學(xué)生可以認(rèn)識(shí)到密碼算法的安全性是建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)之上的，以提升對(duì)理論基礎(chǔ)研究重要性的認(rèn)知。 將密碼學(xué)中的設(shè)計(jì)與分析、理論與實(shí)踐、基礎(chǔ)與拓展等內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，*小限度地介紹數(shù)學(xué)概念。 配套提供電子課件、微課視頻、習(xí)題答案、教學(xué)大綱、教案、源代碼。
密碼學(xué)教程 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書系統(tǒng)介紹了密碼學(xué)的主要知識(shí)，共6章：古典密碼、序列密碼、分組密碼、Hash函數(shù)、公鑰密碼和密碼協(xié)議。本書內(nèi)容全面，實(shí)例豐富，論述深入淺出，注重探究式講授，將密碼學(xué)中的設(shè)計(jì)與分析、理論與實(shí)踐、基礎(chǔ)與拓展等內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，*小限度地介紹數(shù)學(xué)概念，并將其“隨遇隨講”地寓于各類型密碼算法的介紹之中。
本書凝聚了作者多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教研成果，可作為高等院校密碼科學(xué)與技術(shù)、信息安全、網(wǎng)絡(luò)空間安全及相關(guān)專業(yè)的本科生和研究生教材，也可作為密碼與信息安全專業(yè)人員的參考書。
密碼學(xué)教程 目錄
前言
第1章 古典密碼 1
1.1 源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的保密通信 1
1.1.1 “隱符”“隱書”與“密碼棒” 1
1.1.2 加密與解密 2
1.2 置換密碼及其破解方法 4
1.2.1 置換密碼的數(shù)學(xué)描述 4
1.2.2 置換密碼的蠻力破解 5
1.3 代替密碼及其破解方法 6
1.3.1 凱撒密碼 6
1.3.2 代替密碼的數(shù)學(xué)描述 7
1.3.3 代替密碼的頻率破解 9
1.3.4 漢字加/解密方法——字典密碼 9
1.4 Vigenere密碼及其破解方法 12
1.4.1 Vigenere密碼 12
1.4.2 多表代替密碼的數(shù)學(xué)描述 14
1.4.3 Vigenere密碼的分析破解 15
1.5 二戰(zhàn)中的秘密武器——轉(zhuǎn)輪 密碼機(jī) 19
1.5.1 轉(zhuǎn)輪密碼機(jī)設(shè)計(jì)原理 19
1.5.2 恩尼格瑪密碼機(jī) 21
1.5.3 紫色密碼機(jī) 23
1.6 香農(nóng)保密通信理論概要 23
1.6.1 完全保密的密碼體制 23
1.6.2 計(jì)算安全的密碼體制 26
1.7 相關(guān)的數(shù)學(xué)概念和算法 27
1.7.1 同余 27
1.7.2 代數(shù)結(jié)構(gòu) 28
1.7.3 歐幾里得算法 29
應(yīng)用示例：中途島戰(zhàn)役中選擇明文 攻擊 30
小結(jié) 30
習(xí)題 31
參考文獻(xiàn) 32
第2章 序列密碼 33
2.1 序列密碼的起源 33
2.1.1 產(chǎn)生與明文一樣長(zhǎng)的密鑰 33
2.1.2 密鑰序列的偽隨機(jī)化 35
2.2 線性反饋移位寄存器（LFSR） 35
2.2.1 LFSR的工作原理 35
2.2.2 n-LFSR的有理表示 37
2.2.3* 退化的LFSR情況 40
2.3 m序列的偽隨機(jī)性 41
2.3.1 隨機(jī)性和偽隨機(jī)性的特性指標(biāo) 42
2.3.2 m序列的偽隨機(jī)性證明 42
2.4 對(duì)偶移位寄存器（DSR） 44
2.4.1 DSR的性質(zhì) 44
2.4.2 DSR的狀態(tài)更新過(guò)程 45
2.5 LFSR序列的線性綜合解和 非線性綜合 47
2.5.1 Berlekamp-Massey算法 47
2.5.2 LFSR輸出序列的非線性綜合 49
2.5.3 針對(duì)序列密碼的攻擊 51
2.6 序列密碼的著名算法 52
2.6.1 A5算法 52
2.6.2 RC4算法 54
2.6.3* NESSIE和eSTREAM項(xiàng)目中的序列密碼 55
2.6.4 我國(guó)序列密碼商密標(biāo)準(zhǔn)ZUC算法 57
2.7 KG的統(tǒng)計(jì)測(cè)試方法 62
2.7.1 一般統(tǒng)計(jì)測(cè)試原理 62
2.7.2 常見(jiàn)的統(tǒng)計(jì)測(cè)試 64
應(yīng)用示例：移動(dòng)通信中的序列密碼 67
小結(jié) 68
習(xí)題 68
參考文獻(xiàn) 69
第3章 分組密碼 70
3.1 分組密碼概述 70
3.1.1 分組密碼與序列密碼的區(qū)別 70
3.1.2 香農(nóng)提出的“擴(kuò)散”和“混淆”準(zhǔn)則 71
3.2 國(guó)際上**個(gè)密碼標(biāo)準(zhǔn)DES 73
3.2.1 Feistel結(jié)構(gòu) 74
3.2.2 數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)（DES） 75
3.2.3 DES的破譯與安全性增強(qiáng)措施 81
3.3 IDEA和MISTY算法 85
3.3.1 LM結(jié)構(gòu)和IDEA 85
3.3.2 MISTY結(jié)構(gòu)和MISTY1算法 88
3.4 高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（AES） 91
3.4.1 NIST征集高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn) 91
3.4.2 AES算法 91
3.4.3 AES的優(yōu)勢(shì) 98
3.5 我國(guó)商用密碼標(biāo)準(zhǔn)SM4 99
3.5.1 我國(guó)分組算法標(biāo)準(zhǔn)SM4 99
3.5.2 SM4的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì) 101
3.6 輕量級(jí)分組密碼算法的興起 103
3.6.1 更“節(jié)儉”的應(yīng)用需求 103
3.6.2 標(biāo)準(zhǔn)算法PRESENT 105
3.7 分組密碼的工作模式 107
3.7.1 電碼本（ECB）模式 107
3.7.2 密碼分組鏈接（CBC）模式 108
3.7.3 輸出反饋（OFB）模式 109
3.7.4 密文反饋（CFB）模式 110
3.7.5 計(jì)數(shù)器（CTR）模式 111
應(yīng)用示例：分組密碼算法在云端存儲(chǔ)中的應(yīng)用 112
小結(jié) 112
習(xí)題 113
參考文獻(xiàn) 114
第4章 Hash函數(shù) 115
4.1 消息的完整性及可靠性 115
4.1.1 消息認(rèn)證的現(xiàn)實(shí)需求 115
4.1.2 電子文檔的指紋生成器——Hash函數(shù) 117
4.2 Hash函數(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 120
4.2.1 Hash函數(shù)設(shè)計(jì)方法 120
4.2.2 Hash函數(shù)的一般實(shí)現(xiàn)過(guò)程 123
4.3 Hash算法標(biāo)準(zhǔn)的誕生與演變 125
4.3.1 早期的Hash算法標(biāo)準(zhǔn) 127
4.3.2 摘要長(zhǎng)度的不斷擴(kuò)展 131
4.3.3 針對(duì)MD5/SHA-1等的攻擊 133
4.3.4 針對(duì)MD結(jié)構(gòu)的攻擊方法 136
4.4 Hash算法的新標(biāo)準(zhǔn) 139
4.4.1 NIST的SHA-3 139
4.4.2 我國(guó)商密標(biāo)準(zhǔn)SM3 142
4.4.3 針對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)算法的攻擊 144
4.5 Hash函數(shù)的廣泛應(yīng)用 146
4.5.1 消息認(rèn)證碼（MAC） 146
4.5.2 認(rèn)證加密 150
4.5.3 其他應(yīng)用 153
應(yīng)用示例：計(jì)算機(jī)軟件的完整性保護(hù) 154
小結(jié) 155
習(xí)題 155
參考文獻(xiàn) 156
第5章 公鑰密碼 157
5.1 公鑰密碼的誕生 157
5.1.1 解決對(duì)稱密鑰建立的問(wèn)題 157
5.1.2 密碼學(xué)的“新方向” 159
5.2 早期提出的公鑰加密算法 161
5.2.1 基于背包問(wèn)題的公鑰加密算法 161
5.2.2 基于大整數(shù)分解的公鑰加密算法 163
5.2.3 RSA選擇多大的數(shù)才安全 166
5.3 基于離散對(duì)數(shù)問(wèn)題的公鑰加密 算法 169
5.3.1 ElGamal提出的解決方案 169
5.3.2 橢圓曲線的“加盟” 171
5.3.3 離散對(duì)數(shù)的破解之道 174
5.4 公鑰密碼中的數(shù)字簽名 177
5.4.1 認(rèn)證技術(shù)的主要工具 177
5.4.2 數(shù)字簽名經(jīng)典算法 178
5.4.3 數(shù)字簽名的安全性 180
5.4.4 數(shù)字簽名的應(yīng)用 182
5.5 公鑰密碼算法標(biāo)準(zhǔn) 184
5.5.1 美國(guó)NIST公鑰密碼標(biāo)準(zhǔn) 184
5.5.2 我國(guó)商用密碼標(biāo)準(zhǔn)SM2 186
5.5.3* 我國(guó)商用密碼標(biāo)準(zhǔn)SM9 188
5.6 迎接量子計(jì)算的挑戰(zhàn) 191
5.6.1 傳統(tǒng)密碼算法的“危機(jī)” 191
5.6.2 后量子密碼算法的“涌現(xiàn)” 194
5.6.3 后量子密碼算法標(biāo)準(zhǔn) 199
應(yīng)用示例：數(shù)字簽名在電子保單中的應(yīng)用 202
小結(jié) 202
習(xí)題 203
參考文獻(xiàn) 204
……
第1章 古典密碼 1
1.1 源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的保密通信 1
1.1.1 “隱符”“隱書”與“密碼棒” 1
1.1.2 加密與解密 2
1.2 置換密碼及其破解方法 4
1.2.1 置換密碼的數(shù)學(xué)描述 4
1.2.2 置換密碼的蠻力破解 5
1.3 代替密碼及其破解方法 6
1.3.1 凱撒密碼 6
1.3.2 代替密碼的數(shù)學(xué)描述 7
1.3.3 代替密碼的頻率破解 9
1.3.4 漢字加/解密方法——字典密碼 9
1.4 Vigenere密碼及其破解方法 12
1.4.1 Vigenere密碼 12
1.4.2 多表代替密碼的數(shù)學(xué)描述 14
1.4.3 Vigenere密碼的分析破解 15
1.5 二戰(zhàn)中的秘密武器——轉(zhuǎn)輪 密碼機(jī) 19
1.5.1 轉(zhuǎn)輪密碼機(jī)設(shè)計(jì)原理 19
1.5.2 恩尼格瑪密碼機(jī) 21
1.5.3 紫色密碼機(jī) 23
1.6 香農(nóng)保密通信理論概要 23
1.6.1 完全保密的密碼體制 23
1.6.2 計(jì)算安全的密碼體制 26
1.7 相關(guān)的數(shù)學(xué)概念和算法 27
1.7.1 同余 27
1.7.2 代數(shù)結(jié)構(gòu) 28
1.7.3 歐幾里得算法 29
應(yīng)用示例：中途島戰(zhàn)役中選擇明文 攻擊 30
小結(jié) 30
習(xí)題 31
參考文獻(xiàn) 32
第2章 序列密碼 33
2.1 序列密碼的起源 33
2.1.1 產(chǎn)生與明文一樣長(zhǎng)的密鑰 33
2.1.2 密鑰序列的偽隨機(jī)化 35
2.2 線性反饋移位寄存器（LFSR） 35
2.2.1 LFSR的工作原理 35
2.2.2 n-LFSR的有理表示 37
2.2.3* 退化的LFSR情況 40
2.3 m序列的偽隨機(jī)性 41
2.3.1 隨機(jī)性和偽隨機(jī)性的特性指標(biāo) 42
2.3.2 m序列的偽隨機(jī)性證明 42
2.4 對(duì)偶移位寄存器（DSR） 44
2.4.1 DSR的性質(zhì) 44
2.4.2 DSR的狀態(tài)更新過(guò)程 45
2.5 LFSR序列的線性綜合解和 非線性綜合 47
2.5.1 Berlekamp-Massey算法 47
2.5.2 LFSR輸出序列的非線性綜合 49
2.5.3 針對(duì)序列密碼的攻擊 51
2.6 序列密碼的著名算法 52
2.6.1 A5算法 52
2.6.2 RC4算法 54
2.6.3* NESSIE和eSTREAM項(xiàng)目中的序列密碼 55
2.6.4 我國(guó)序列密碼商密標(biāo)準(zhǔn)ZUC算法 57
2.7 KG的統(tǒng)計(jì)測(cè)試方法 62
2.7.1 一般統(tǒng)計(jì)測(cè)試原理 62
2.7.2 常見(jiàn)的統(tǒng)計(jì)測(cè)試 64
應(yīng)用示例：移動(dòng)通信中的序列密碼 67
小結(jié) 68
習(xí)題 68
參考文獻(xiàn) 69
第3章 分組密碼 70
3.1 分組密碼概述 70
3.1.1 分組密碼與序列密碼的區(qū)別 70
3.1.2 香農(nóng)提出的“擴(kuò)散”和“混淆”準(zhǔn)則 71
3.2 國(guó)際上**個(gè)密碼標(biāo)準(zhǔn)DES 73
3.2.1 Feistel結(jié)構(gòu) 74
3.2.2 數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)（DES） 75
3.2.3 DES的破譯與安全性增強(qiáng)措施 81
3.3 IDEA和MISTY算法 85
3.3.1 LM結(jié)構(gòu)和IDEA 85
3.3.2 MISTY結(jié)構(gòu)和MISTY1算法 88
3.4 高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（AES） 91
3.4.1 NIST征集高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn) 91
3.4.2 AES算法 91
3.4.3 AES的優(yōu)勢(shì) 98
3.5 我國(guó)商用密碼標(biāo)準(zhǔn)SM4 99
3.5.1 我國(guó)分組算法標(biāo)準(zhǔn)SM4 99
3.5.2 SM4的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì) 101
3.6 輕量級(jí)分組密碼算法的興起 103
3.6.1 更“節(jié)儉”的應(yīng)用需求 103
3.6.2 標(biāo)準(zhǔn)算法PRESENT 105
3.7 分組密碼的工作模式 107
3.7.1 電碼本（ECB）模式 107
3.7.2 密碼分組鏈接（CBC）模式 108
3.7.3 輸出反饋（OFB）模式 109
3.7.4 密文反饋（CFB）模式 110
3.7.5 計(jì)數(shù)器（CTR）模式 111
應(yīng)用示例：分組密碼算法在云端存儲(chǔ)中的應(yīng)用 112
小結(jié) 112
習(xí)題 113
參考文獻(xiàn) 114
第4章 Hash函數(shù) 115
4.1 消息的完整性及可靠性 115
4.1.1 消息認(rèn)證的現(xiàn)實(shí)需求 115
4.1.2 電子文檔的指紋生成器——Hash函數(shù) 117
4.2 Hash函數(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 120
4.2.1 Hash函數(shù)設(shè)計(jì)方法 120
4.2.2 Hash函數(shù)的一般實(shí)現(xiàn)過(guò)程 123
4.3 Hash算法標(biāo)準(zhǔn)的誕生與演變 125
4.3.1 早期的Hash算法標(biāo)準(zhǔn) 127
4.3.2 摘要長(zhǎng)度的不斷擴(kuò)展 131
4.3.3 針對(duì)MD5/SHA-1等的攻擊 133
4.3.4 針對(duì)MD結(jié)構(gòu)的攻擊方法 136
4.4 Hash算法的新標(biāo)準(zhǔn) 139
4.4.1 NIST的SHA-3 139
4.4.2 我國(guó)商密標(biāo)準(zhǔn)SM3 142
4.4.3 針對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)算法的攻擊 144
4.5 Hash函數(shù)的廣泛應(yīng)用 146
4.5.1 消息認(rèn)證碼（MAC） 146
4.5.2 認(rèn)證加密 150
4.5.3 其他應(yīng)用 153
應(yīng)用示例：計(jì)算機(jī)軟件的完整性保護(hù) 154
小結(jié) 155
習(xí)題 155
參考文獻(xiàn) 156
第5章 公鑰密碼 157
5.1 公鑰密碼的誕生 157
5.1.1 解決對(duì)稱密鑰建立的問(wèn)題 157
5.1.2 密碼學(xué)的“新方向” 159
5.2 早期提出的公鑰加密算法 161
5.2.1 基于背包問(wèn)題的公鑰加密算法 161
5.2.2 基于大整數(shù)分解的公鑰加密算法 163
5.2.3 RSA選擇多大的數(shù)才安全 166
5.3 基于離散對(duì)數(shù)問(wèn)題的公鑰加密 算法 169
5.3.1 ElGamal提出的解決方案 169
5.3.2 橢圓曲線的“加盟” 171
5.3.3 離散對(duì)數(shù)的破解之道 174
5.4 公鑰密碼中的數(shù)字簽名 177
5.4.1 認(rèn)證技術(shù)的主要工具 177
5.4.2 數(shù)字簽名經(jīng)典算法 178
5.4.3 數(shù)字簽名的安全性 180
5.4.4 數(shù)字簽名的應(yīng)用 182
5.5 公鑰密碼算法標(biāo)準(zhǔn) 184
5.5.1 美國(guó)NIST公鑰密碼標(biāo)準(zhǔn) 184
5.5.2 我國(guó)商用密碼標(biāo)準(zhǔn)SM2 186
5.5.3* 我國(guó)商用密碼標(biāo)準(zhǔn)SM9 188
5.6 迎接量子計(jì)算的挑戰(zhàn) 191
5.6.1 傳統(tǒng)密碼算法的“危機(jī)” 191
5.6.2 后量子密碼算法的“涌現(xiàn)” 194
5.6.3 后量子密碼算法標(biāo)準(zhǔn) 199
應(yīng)用示例：數(shù)字簽名在電子保單中的應(yīng)用 202
小結(jié) 202
習(xí)題 203
參考文獻(xiàn) 204
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