密码学讲义 李超 9787030263858 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李超 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030263858

商品编码：29689324685

包装：平装

出版时间：2010-02-01

基本信息

书名：密码学讲义

定价：38.00元

作者：李超

出版社：科学出版社

出版日期：2010-02-01

ISBN：9787030263858

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.300kg

编辑推荐

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内容提要

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本书从数学的角度较为系统地介绍了序列密码、分组密码和公钥密码的基本理论与方法，利用周期序列的幂级数表示、根表示和迹表示研究了线性反馈移位寄存器序列及其变种的密码学性质；利用图论和组合数学等工具研究了非线性反馈移位寄存器序列的状态图性质，重点介绍M序列的存在性、构造与计数；介绍了五类典型分组密码算法的加解密流程、分组密码的设计原理以及一些常见的分析方法；讨论了RSA体制和椭圆曲线密码体制的基本原理及其相关的数学问题。
本书可以作为密码学与信息安全专业的本科生和研究生的教学用书，也可以作为从事密码学和信息安全研究的科技人员的参考书。

目录

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前言
章 绪论
1.1 密码学的基本概念
1.2 序列密码概述
1.3 分组密码概述
1.4 公钥密码概述
第2章 线性反馈移位寄存器序列
2.1 序列的母函数表示
2.2 LFSR序列的数学描述
2.3 LFSR序列的周期分布
2.4 LFSR序列的线性复杂度分布
2.5 序列的采样特性
2.6 m序列
2.7 Berlekamp-Masseyr算法
习题2
第3章 线性反馈移位寄存器序列的扩展形式
3.1 序列的根表示与迹表示
3.2 前馈序列
3.3 非线性组合序列
3.4 钟控序列
习题3
第4章 非线性反馈移位寄存器序列
4.1 反馈移位寄存器的非奇异性
4.2 反馈移位寄存器的状态图性质
4.3 M序列
4.4 非线性反馈移位寄存器序列的综合
习题4
第5章 分组密码的设计原理
5.1 分组密码的设计原则
5.2 分组密码的结构特征
5.3 S盒的设计准则
5.4 P置换的设计准则
5.5 轮函数和密钥扩展算法的设计准则
5.6 分组密码的工作模式
5.7 分组密码的测试方法
习题5
第6章 典型分组密码算法
6.1 DES算法
6.2 IDEA算法
6.3 AES算法
6.4 Camellia算法
6.5 SMS4算法
习题6
第7章 分组密码的分析方法
7.1 分组密码分析概述
7.2 差分密码分析
7.3 线性密码分析
7.4 Square攻击
7.5 代数攻击
习题7
第8章 公钥密码算法及其相关问题
8.1 RSA算法
8.2 离散对数问题和ElGamal体制
8.3 椭圆曲线密码体制
8.4 大整数分解和素性测试
习题8
参考文献
索引

作者介绍

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文摘

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序言

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《现代密码学理论与实践》 内容概述 本书全面深入地探讨了现代密码学的理论基础、核心算法、关键技术及其在信息安全领域的广泛应用。全书围绕密码学的基本概念、对称加密、非对称加密、哈希函数、数字签名、公钥基础设施（PKI）、以及一些前沿的密码学研究方向展开，旨在为读者构建一个清晰、系统且完整的密码学知识体系。 第一部分：密码学基础理论 本部分为读者打下坚实的理论基础，详细阐述了密码学的基本术语、数学模型以及安全性度量方法。 第一章：密码学概述与历史演进 1.1 密码学的定义与目标： 介绍密码学的核心概念，包括加密、解密、密文、明文、密钥等，以及密码学旨在解决的信息安全问题：保密性、完整性、认证性、不可否认性。 1.2 密码学的基本模型： 阐述对称密码模型和公钥密码模型，解释它们在密钥管理和使用上的根本差异。 1.3 密码学的分类： 区分传统密码学与现代密码学，并简要介绍置换、代替等古典密码技术的原理及其局限性。 1.4 密码学发展简史： 回顾密码学从古代的凯撒密码到现代的复杂算法的发展历程，重点介绍历史上的重要里程碑事件和关键人物，例如恩尼格玛密码机、图灵的破解工作、DES的诞生以及RSA算法的出现。 1.5 现代密码学的主要分支： 概述现代密码学的主要研究方向，包括对称加密、非对称加密、哈希函数、数字签名、伪随机数生成器、秘密共享、多方计算、零知识证明等。 第二章：数论在密码学中的应用 2.1 群、环、域的基本概念： 复习并深入讲解数论中与密码学密切相关的代数结构，特别是有限域的性质，为理解公钥密码算法提供必要的数学工具。 2.2 模运算与同余： 详细介绍模运算及其性质，以及中国剩余定理在密码学算法中的应用。 2.3 素数与分解问题： 探讨素数的分布特性，以及大数分解的困难性，这是RSA算法安全性的基础。 2.4 离散对数问题： 深入解析离散对数问题及其困难性，这是Diffie-Hellman密钥交换和ElGamal算法等公钥密码系统的理论基石。 2.5 椭圆曲线： 介绍椭圆曲线的代数结构和几何性质，以及椭圆曲线离散对数问题的困难性，引出椭圆曲线密码学（ECC）。 第二部分：对称加密算法 本部分聚焦于对称加密技术，深入剖析各类对称加密算法的原理、结构以及安全性。 第三章：分组密码 3.1 分组密码的概述与设计原则： 介绍分组密码的基本思想，即对固定长度的数据块进行加密，并探讨雪崩效应、扩散、混淆等设计原则。 3.2 经典分组密码：DES与3DES： 详细介绍数据加密标准（DES）的结构（Feistel网络），分析其密钥长度的不足以及3DES的演进。 3.3 高级加密标准：AES： 全面讲解AES算法的结构（替代-置换网络）、字节替代（S-box）、行位移、列混合和轮密钥加等过程，分析其高效性和安全性。 3.4 其他分组密码： 简要介绍Blowfish, RC5, IDEA等具有代表性的分组密码算法。 3.5 工作模式： 详细阐述ECB, CBC, CFB, OFB, CTR等不同的工作模式，分析它们在加密数据块时的不同方式，以及各自的优缺点、安全性考量和适用场景，例如ECB的易受攻击性、CBC的密文传播性、CTR的并行性等。 第四章：序列密码 4.1 序列密码的原理与分类： 介绍序列密码的基本概念，即通过密钥流与明文进行异或操作实现加密。分类介绍线性移位寄存器序列（LFSR）和非线性序列。 4.2 流密码的构建： 探讨如何利用LFSR等组件构建伪随机数生成器，以及提高序列密码安全性的方法，例如增加非线性。 4.3 现代流密码： 介绍RC4等曾经广泛应用的流密码，并分析其存在的安全漏洞。讨论现代流密码的设计思路和研究方向。 第三部分：非对称加密算法 本部分深入研究非对称加密技术，即公钥密码学，包括其核心算法、理论基础和应用。 第五章：公钥密码学基础 5.1 公钥密码学的基本原理： 阐述公钥和私钥的概念，以及公钥加密、私钥解密（用于保密性）和私钥签名、公钥验证（用于认证和不可否认性）的基本流程。 5.2 公钥密码学的安全性基础： 重申大数分解和离散对数问题的困难性作为公钥密码算法安全性的数学基础。 5.3 密钥分发问题： 讨论公钥密码学中如何安全地分发公钥，这是实现大规模应用的关键。 Ciphertext: 6.1 RSA算法： 详细讲解RSA算法的生成密钥对、加密、解密过程，深入分析其基于大数分解困难性的安全性证明，并讨论优化技术，如使用CRT加速解密。 6.2 Diffie-Hellman密钥交换： 介绍Diffie-Hellman算法的原理，即双方如何在不安全的信道上安全地协商出共享密钥，分析其基于离散对数问题的安全性。 6.3 ElGamal算法： 介绍ElGamal算法，包括其密钥生成、加密、解密过程，以及其与Diffie-Hellman算法的联系，展示其在数字签名方面的应用。 6.4 椭圆曲线密码学 (ECC)： 详细介绍椭圆曲线上的点加运算、标量乘法等基本操作，阐述ECC的优势（更短的密钥长度提供同等安全级别），介绍ECDSA（椭圆曲线数字签名算法）和ECDH（椭圆曲线Diffie-Hellman）等关键算法。 第四部分：哈希函数与数字签名 本部分聚焦于密码学中的完整性和认证性技术，包括哈希函数和数字签名。 第七章：哈希函数 7.1 哈希函数的定义与性质： 介绍哈希函数的概念，即从任意长度的数据映射到固定长度的摘要（哈希值），并强调其关键性质：单向性（抗原像攻击）、弱抗碰撞性（抗第二原像攻击）、强抗碰撞性（抗碰撞攻击）。 7.2 消息摘要算法：MD5与SHA系列： 深入分析MD5算法的结构及其存在的安全漏洞。重点介绍安全散列算法（SHA-1, SHA-2, SHA-3）的设计原理、结构和安全性，分析SHA-1的弱点以及SHA-2和SHA-3的安全性优势。 7.3 哈希函数的应用： 讨论哈希函数在数据完整性校验、密码存储、数字签名、HMAC（基于哈希的消息认证码）等方面的广泛应用。 第八章：数字签名 8.1 数字签名的原理与模型： 阐述数字签名如何提供数据来源的认证性、消息的完整性以及发送方的不可否认性。 8.2 基于公钥密码的数字签名算法： 详细介绍RSA签名、DSA（数字签名算法）的生成和验证过程，并深入分析其安全性和效率。 8.3 盲签名与多重签名： 介绍盲签名（允许签名者在不知道消息内容的情况下对消息进行签名）和多重签名（允许多方共同签名一条消息）等高级签名技术及其应用场景。 8.4 消息认证码 (MAC) 与HMAC： 介绍MAC的基本概念，以及HMAC如何利用哈希函数构造安全的消息认证码，强调其在数据完整性和认证性方面的作用。 第五部分：公钥基础设施 (PKI) 与密钥管理 本部分探讨如何在实际应用中安全高效地管理和分发公钥，构建可信的公钥体系。 第九章：公钥基础设施 (PKI) 9.1 PKI的概念与组成： 介绍PKI的定义、目标和核心组成部分，包括证书颁发机构（CA）、注册机构（RA）、证书撤销列表（CRL）、在线证书状态协议（OCSP）、存储库等。 9.2 数字证书： 详细介绍数字证书的标准格式（X.509），包括证书的结构、字段（版本、序列号、颁发者、有效期、主体、公钥信息等）以及其作用。 9.3 CA与信任模型： 探讨CA的职责、信任链的构建过程，以及不同信任模型（如单点信任、层级信任、网状信任）的特点。 9.4 证书的颁发、管理与撤销： 讲解证书的生命周期管理，包括证书的注册、颁发、续期、吊销等过程，以及CRL和OCSP在证书状态查询中的作用。 第十章：密钥管理 10.1 密钥管理的挑战： 分析密钥管理在密码学应用中的重要性及其面临的挑战，如密钥的生成、存储、分发、更新、备份、销毁等。 10.2 对称密钥管理： 探讨对称密钥的生成、传输（例如使用主密钥进行加密传输）和存储。 10.3 公钥管理： 重点讨论公钥的获取（通过PKI）、分发和验证。 10.4 硬件安全模块 (HSM)： 介绍HSM作为一种物理设备，用于安全地存储和管理加密密钥，以及执行加密操作，提升安全性。 10.5 密钥生命周期管理： 综合性地讨论密钥从生成到销毁的整个生命周期中的安全策略和最佳实践。 第六部分：高级密码学主题与应用 本部分将读者视野扩展到更广泛和前沿的密码学领域，介绍一些高级技术及其在实际中的应用。 第十一章：高级加密技术 11.1 同态加密： 介绍同态加密的概念，即在密文上进行计算，结果解密后与明文上进行计算结果相同。讨论全同态加密（FHE）的研究进展及其在隐私计算中的潜力。 11.2 秘密共享： 讲解秘密共享方案，例如Shamir秘密共享，如何将一个秘密分割成多个部分，只有当足够数量的部分组合在一起时才能恢复原始秘密。 11.3 多方安全计算 (MPC)： 介绍MPC的概念，即多个参与者如何在不泄露各自私有输入的情况下，共同计算一个函数。 11.4 零知识证明： 讲解零知识证明（ZKP）的原理，即一方（证明者）可以在不泄露任何额外信息的情况下，让另一方（验证者）确信某个命题是真实的。介绍交互式和非交互式ZKP。 第十二章：密码学在信息安全中的应用 12.1 网络通信安全： 深入探讨TLS/SSL协议（HTTPS）、IPsec等协议的工作原理，以及它们如何利用密码学技术保证网络通信的保密性、完整性和认证性。 12.2 数据存储安全： 分析全盘加密、文件加密、数据库加密等技术，以及它们在保护静态数据安全中的作用。 12.3 身份认证与访问控制： 介绍基于密码学的身份认证机制，如密码、数字证书、生物特征识别与密码学的结合等。 12.4 区块链与加密货币： 探讨密码学在区块链技术中的核心作用，如哈希函数用于块链接、公钥密码学用于数字签名和交易验证、以及POW/POS等共识机制中的密码学应用。 12.5 隐私保护技术： 介绍差分隐私、匿名化技术等与密码学相结合的隐私保护方法。 结论 《现代密码学理论与实践》是一本集理论性、系统性和实践性于一体的著作，旨在为读者提供一个全面而深入的密码学知识框架。本书从基础概念入手，逐步深入到各类核心算法、关键技术和前沿研究，并结合实际应用场景进行讲解。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解密码学在构建安全可靠的数字世界中的关键作用，并具备分析和应用密码学技术解决信息安全问题的能力。本书适合计算机科学、信息安全、通信工程等专业的学生、研究人员以及相关领域的从业人员阅读。

评分☆☆☆☆☆

这本厚重的著作，光是捧在手里就能感受到它所蕴含的知识分量。我特地挑了一个安静的周末，准备沉浸在这本讲述数字世界基石的书中。从翻开第一页开始，我就被作者那种近乎执着的严谨态度所折服。书中对基本概念的阐述，不是那种蜻蜓点水式的介绍，而是深入到数学原理的每一个角落，每一个公式的推导都力求清晰无懈可击。我尤其欣赏作者在处理一些复杂算法时所展现出的耐心，他似乎总能找到最直观的方式来解释那些初看之下令人望而生畏的数学模型。阅读的过程更像是一场智力上的探险，每攻克一个难点，心中都会涌起一股巨大的成就感。这对于我这种对底层原理有着强烈好奇心的人来说，无疑是极大的满足。不过，也正因为其深度，对于没有扎实数学基础的读者来说，可能需要反复阅读和查阅辅助资料，它不是一本可以轻松“浏览”的书籍，更像是需要细细“品味”的教科书。但正是这种深度，保证了其内容的权威性和持久的参考价值，我相信在未来的很长一段时间里，它都会是我书架上最常被翻阅的工具书之一。

评分☆☆☆☆☆

作为一名软件工程师，我经常需要在不安全的环境中处理敏感数据。我购买这本书的目的非常明确：就是希望能够建立起一个扎实的、能够支撑实际工程决策的密码学知识体系。这本书在这方面做得非常出色，它没有仅仅停留在理论的象牙塔里。书中详细讨论了如何安全地实现这些算法，哪些地方容易出现工程上的漏洞，以及如何避免常见的错误实现。例如，对随机数生成器的安全性的详尽讨论，以及如何正确处理旁路攻击的风险，这些都是教科书上不常深入探讨，但在实际工作中至关重要的内容。我特别喜欢它对“安全模型”的强调，这让我开始以一个更系统、更批判性的眼光去看待我们当前使用的所有安全协议。这本书提供的不是一堆现成的“API调用手册”，而是构建安全思维的“蓝图”，这一点价值连城。

评分☆☆☆☆☆

我对比了市面上几本知名的密码学教材，最终选择了这一本。最大的区别在于其逻辑的连贯性和整体架构的完整性。很多教材为了追求新颖性，往往在内容组织上显得碎片化，一会儿讲格密码，一会儿又跳到信息论基础。而这本书，则像一位经验丰富的建筑师，从最坚实的地基——数论和抽象代数开始，一步步向上搭建，确保每一个模块的建立都依赖于前一个模块的牢固性。特别是它在介绍公钥密码学体系时，对数学难题的选择标准和安全性论证的严密性描述，令人印象深刻。阅读过程中，我发现自己对“为什么选择这个群”而非“那个域”的理解，达到了前所未有的清晰程度。这本教材的价值在于，它不仅仅是知识的汇编，更是一种严密的、经过时间检验的思维方式的传承，它塑造的不仅仅是读者的知识面，更是他们的逻辑框架。

评分☆☆☆☆☆

我最近在进行一个关于信息安全架构的项目，急需一本能够提供全面且最新视角的参考资料。这本被同事力荐的书籍，果然没有让我失望。它将理论与实践的结合做到了一个很高的水平，不仅仅停留在对RSA、椭圆曲线等经典算法的讲解上，更是对现代密码学在实际应用中面临的挑战，比如后量子密码学的萌芽、零知识证明的最新进展等，都给予了相当的关注。阅读时，我感觉自己像是在与一位经验丰富的行业前辈对话，他不仅传授了“是什么”，更重要的是解释了“为什么是这样设计”，以及在不同场景下应用不同密码学原语的权衡考量。书中大量的案例分析，帮助我迅速理解了抽象概念在真实世界中的落地点，比如如何在分布式系统中保证数据的完整性和机密性。唯一的遗憾是，有些前沿主题的深入程度略显不足，可能需要读者自行拓展阅读最新的学术论文来跟上步伐，但就作为一本系统性的入门与进阶读物而言，它的广度和深度已经非常令人印象而称赞了。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我原本对这类偏硬核的技术书籍是有些畏惧的，总觉得充斥着晦涩难懂的符号和复杂的逻辑推理。但拿到这本书后，我开始尝试用一种更开放的心态去接触它。一开始的章节确实需要集中精力去理解那些基础的代数结构和数论背景，但随着阅读的深入，我发现作者的叙事节奏控制得非常好。他会巧妙地穿插一些历史背景或者著名密码学家的小故事，这极大地缓和了纯技术内容的枯燥感，让整个学习过程变得生动有趣起来。这种讲故事的方式，使得那些原本冰冷的定理和证明，似乎都拥有了鲜活的生命力。我甚至在通勤的地铁上，也能被某个精巧的密钥交换协议所吸引，忘记了周遭的喧嚣。这对于我来说，是一次非常愉快的“智力健身”，它不仅教会了我知识，更重要的是，重燃了我对底层技术刨根问底的热情。