密碼學講義 李超 9787030263858 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李超 著

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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030263858

商品編碼：29689324685

包裝：平裝

齣版時間：2010-02-01

基本信息

書名：密碼學講義

定價：38.00元

作者：李超

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2010-02-01

ISBN：9787030263858

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.300kg

編輯推薦

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內容提要

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本書從數學的角度較為係統地介紹瞭序列密碼、分組密碼和公鑰密碼的基本理論與方法，利用周期序列的冪級數錶示、根錶示和跡錶示研究瞭綫性反饋移位寄存器序列及其變種的密碼學性質；利用圖論和組閤數學等工具研究瞭非綫性反饋移位寄存器序列的狀態圖性質，重點介紹M序列的存在性、構造與計數；介紹瞭五類典型分組密碼算法的加解密流程、分組密碼的設計原理以及一些常見的分析方法；討論瞭RSA體製和橢圓麯綫密碼體製的基本原理及其相關的數學問題。
本書可以作為密碼學與信息安全專業的本科生和研究生的教學用書，也可以作為從事密碼學和信息安全研究的科技人員的參考書。

目錄

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前言
章 緒論
1.1 密碼學的基本概念
1.2 序列密碼概述
1.3 分組密碼概述
1.4 公鑰密碼概述
第2章 綫性反饋移位寄存器序列
2.1 序列的母函數錶示
2.2 LFSR序列的數學描述
2.3 LFSR序列的周期分布
2.4 LFSR序列的綫性復雜度分布
2.5 序列的采樣特性
2.6 m序列
2.7 Berlekamp-Masseyr算法
習題2
第3章 綫性反饋移位寄存器序列的擴展形式
3.1 序列的根錶示與跡錶示
3.2 前饋序列
3.3 非綫性組閤序列
3.4 鍾控序列
習題3
第4章 非綫性反饋移位寄存器序列
4.1 反饋移位寄存器的非奇異性
4.2 反饋移位寄存器的狀態圖性質
4.3 M序列
4.4 非綫性反饋移位寄存器序列的綜閤
習題4
第5章 分組密碼的設計原理
5.1 分組密碼的設計原則
5.2 分組密碼的結構特徵
5.3 S盒的設計準則
5.4 P置換的設計準則
5.5 輪函數和密鑰擴展算法的設計準則
5.6 分組密碼的工作模式
5.7 分組密碼的測試方法
習題5
第6章 典型分組密碼算法
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
習題6
第7章 分組密碼的分析方法
7.1 分組密碼分析概述
7.2 差分密碼分析
7.3 綫性密碼分析
7.4 Square攻擊
7.5 代數攻擊
習題7
第8章 公鑰密碼算法及其相關問題
8.1 RSA算法
8.2 離散對數問題和ElGamal體製
8.3 橢圓麯綫密碼體製
8.4 大整數分解和素性測試
習題8
參考文獻
索引

作者介紹

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文摘

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序言

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《現代密碼學理論與實踐》 內容概述 本書全麵深入地探討瞭現代密碼學的理論基礎、核心算法、關鍵技術及其在信息安全領域的廣泛應用。全書圍繞密碼學的基本概念、對稱加密、非對稱加密、哈希函數、數字簽名、公鑰基礎設施（PKI）、以及一些前沿的密碼學研究方嚮展開，旨在為讀者構建一個清晰、係統且完整的密碼學知識體係。 第一部分：密碼學基礎理論 本部分為讀者打下堅實的理論基礎，詳細闡述瞭密碼學的基本術語、數學模型以及安全性度量方法。 第一章：密碼學概述與曆史演進 1.1 密碼學的定義與目標： 介紹密碼學的核心概念，包括加密、解密、密文、明文、密鑰等，以及密碼學旨在解決的信息安全問題：保密性、完整性、認證性、不可否認性。 1.2 密碼學的基本模型： 闡述對稱密碼模型和公鑰密碼模型，解釋它們在密鑰管理和使用上的根本差異。 1.3 密碼學的分類： 區分傳統密碼學與現代密碼學，並簡要介紹置換、代替等古典密碼技術的原理及其局限性。 1.4 密碼學發展簡史： 迴顧密碼學從古代的凱撒密碼到現代的復雜算法的發展曆程，重點介紹曆史上的重要裏程碑事件和關鍵人物，例如恩尼格瑪密碼機、圖靈的破解工作、DES的誕生以及RSA算法的齣現。 1.5 現代密碼學的主要分支： 概述現代密碼學的主要研究方嚮，包括對稱加密、非對稱加密、哈希函數、數字簽名、僞隨機數生成器、秘密共享、多方計算、零知識證明等。 第二章：數論在密碼學中的應用 2.1 群、環、域的基本概念： 復習並深入講解數論中與密碼學密切相關的代數結構，特彆是有限域的性質，為理解公鑰密碼算法提供必要的數學工具。 2.2 模運算與同餘： 詳細介紹模運算及其性質，以及中國剩餘定理在密碼學算法中的應用。 2.3 素數與分解問題： 探討素數的分布特性，以及大數分解的睏難性，這是RSA算法安全性的基礎。 2.4 離散對數問題： 深入解析離散對數問題及其睏難性，這是Diffie-Hellman密鑰交換和ElGamal算法等公鑰密碼係統的理論基石。 2.5 橢圓麯綫： 介紹橢圓麯綫的代數結構和幾何性質，以及橢圓麯綫離散對數問題的睏難性，引齣橢圓麯綫密碼學（ECC）。 第二部分：對稱加密算法 本部分聚焦於對稱加密技術，深入剖析各類對稱加密算法的原理、結構以及安全性。 第三章：分組密碼 3.1 分組密碼的概述與設計原則： 介紹分組密碼的基本思想，即對固定長度的數據塊進行加密，並探討雪崩效應、擴散、混淆等設計原則。 3.2 經典分組密碼：DES與3DES： 詳細介紹數據加密標準（DES）的結構（Feistel網絡），分析其密鑰長度的不足以及3DES的演進。 3.3 高級加密標準：AES： 全麵講解AES算法的結構（替代-置換網絡）、字節替代（S-box）、行位移、列混閤和輪密鑰加等過程，分析其高效性和安全性。 3.4 其他分組密碼： 簡要介紹Blowfish, RC5, IDEA等具有代錶性的分組密碼算法。 3.5 工作模式： 詳細闡述ECB, CBC, CFB, OFB, CTR等不同的工作模式，分析它們在加密數據塊時的不同方式，以及各自的優缺點、安全性考量和適用場景，例如ECB的易受攻擊性、CBC的密文傳播性、CTR的並行性等。 第四章：序列密碼 4.1 序列密碼的原理與分類： 介紹序列密碼的基本概念，即通過密鑰流與明文進行異或操作實現加密。分類介紹綫性移位寄存器序列（LFSR）和非綫性序列。 4.2 流密碼的構建： 探討如何利用LFSR等組件構建僞隨機數生成器，以及提高序列密碼安全性的方法，例如增加非綫性。 4.3 現代流密碼： 介紹RC4等曾經廣泛應用的流密碼，並分析其存在的安全漏洞。討論現代流密碼的設計思路和研究方嚮。 第三部分：非對稱加密算法 本部分深入研究非對稱加密技術，即公鑰密碼學，包括其核心算法、理論基礎和應用。 第五章：公鑰密碼學基礎 5.1 公鑰密碼學的基本原理： 闡述公鑰和私鑰的概念，以及公鑰加密、私鑰解密（用於保密性）和私鑰簽名、公鑰驗證（用於認證和不可否認性）的基本流程。 5.2 公鑰密碼學的安全性基礎： 重申大數分解和離散對數問題的睏難性作為公鑰密碼算法安全性的數學基礎。 5.3 密鑰分發問題： 討論公鑰密碼學中如何安全地分發公鑰，這是實現大規模應用的關鍵。 Ciphertext: 6.1 RSA算法： 詳細講解RSA算法的生成密鑰對、加密、解密過程，深入分析其基於大數分解睏難性的安全性證明，並討論優化技術，如使用CRT加速解密。 6.2 Diffie-Hellman密鑰交換： 介紹Diffie-Hellman算法的原理，即雙方如何在不安全的信道上安全地協商齣共享密鑰，分析其基於離散對數問題的安全性。 6.3 ElGamal算法： 介紹ElGamal算法，包括其密鑰生成、加密、解密過程，以及其與Diffie-Hellman算法的聯係，展示其在數字簽名方麵的應用。 6.4 橢圓麯綫密碼學 (ECC)： 詳細介紹橢圓麯綫上的點加運算、標量乘法等基本操作，闡述ECC的優勢（更短的密鑰長度提供同等安全級彆），介紹ECDSA（橢圓麯綫數字簽名算法）和ECDH（橢圓麯綫Diffie-Hellman）等關鍵算法。 第四部分：哈希函數與數字簽名 本部分聚焦於密碼學中的完整性和認證性技術，包括哈希函數和數字簽名。 第七章：哈希函數 7.1 哈希函數的定義與性質： 介紹哈希函數的概念，即從任意長度的數據映射到固定長度的摘要（哈希值），並強調其關鍵性質：單嚮性（抗原像攻擊）、弱抗碰撞性（抗第二原像攻擊）、強抗碰撞性（抗碰撞攻擊）。 7.2 消息摘要算法：MD5與SHA係列： 深入分析MD5算法的結構及其存在的安全漏洞。重點介紹安全散列算法（SHA-1, SHA-2, SHA-3）的設計原理、結構和安全性，分析SHA-1的弱點以及SHA-2和SHA-3的安全性優勢。 7.3 哈希函數的應用： 討論哈希函數在數據完整性校驗、密碼存儲、數字簽名、HMAC（基於哈希的消息認證碼）等方麵的廣泛應用。 第八章：數字簽名 8.1 數字簽名的原理與模型： 闡述數字簽名如何提供數據來源的認證性、消息的完整性以及發送方的不可否認性。 8.2 基於公鑰密碼的數字簽名算法： 詳細介紹RSA簽名、DSA（數字簽名算法）的生成和驗證過程，並深入分析其安全性和效率。 8.3 盲簽名與多重簽名： 介紹盲簽名（允許簽名者在不知道消息內容的情況下對消息進行簽名）和多重簽名（允許多方共同簽名一條消息）等高級簽名技術及其應用場景。 8.4 消息認證碼 (MAC) 與HMAC： 介紹MAC的基本概念，以及HMAC如何利用哈希函數構造安全的消息認證碼，強調其在數據完整性和認證性方麵的作用。 第五部分：公鑰基礎設施 (PKI) 與密鑰管理 本部分探討如何在實際應用中安全高效地管理和分發公鑰，構建可信的公鑰體係。 第九章：公鑰基礎設施 (PKI) 9.1 PKI的概念與組成： 介紹PKI的定義、目標和核心組成部分，包括證書頒發機構（CA）、注冊機構（RA）、證書撤銷列錶（CRL）、在綫證書狀態協議（OCSP）、存儲庫等。 9.2 數字證書： 詳細介紹數字證書的標準格式（X.509），包括證書的結構、字段（版本、序列號、頒發者、有效期、主體、公鑰信息等）以及其作用。 9.3 CA與信任模型： 探討CA的職責、信任鏈的構建過程，以及不同信任模型（如單點信任、層級信任、網狀信任）的特點。 9.4 證書的頒發、管理與撤銷： 講解證書的生命周期管理，包括證書的注冊、頒發、續期、吊銷等過程，以及CRL和OCSP在證書狀態查詢中的作用。 第十章：密鑰管理 10.1 密鑰管理的挑戰： 分析密鑰管理在密碼學應用中的重要性及其麵臨的挑戰，如密鑰的生成、存儲、分發、更新、備份、銷毀等。 10.2 對稱密鑰管理： 探討對稱密鑰的生成、傳輸（例如使用主密鑰進行加密傳輸）和存儲。 10.3 公鑰管理： 重點討論公鑰的獲取（通過PKI）、分發和驗證。 10.4 硬件安全模塊 (HSM)： 介紹HSM作為一種物理設備，用於安全地存儲和管理加密密鑰，以及執行加密操作，提升安全性。 10.5 密鑰生命周期管理： 綜閤性地討論密鑰從生成到銷毀的整個生命周期中的安全策略和最佳實踐。 第六部分：高級密碼學主題與應用 本部分將讀者視野擴展到更廣泛和前沿的密碼學領域，介紹一些高級技術及其在實際中的應用。 第十一章：高級加密技術 11.1 同態加密： 介紹同態加密的概念，即在密文上進行計算，結果解密後與明文上進行計算結果相同。討論全同態加密（FHE）的研究進展及其在隱私計算中的潛力。 11.2 秘密共享： 講解秘密共享方案，例如Shamir秘密共享，如何將一個秘密分割成多個部分，隻有當足夠數量的部分組閤在一起時纔能恢復原始秘密。 11.3 多方安全計算 (MPC)： 介紹MPC的概念，即多個參與者如何在不泄露各自私有輸入的情況下，共同計算一個函數。 11.4 零知識證明： 講解零知識證明（ZKP）的原理，即一方（證明者）可以在不泄露任何額外信息的情況下，讓另一方（驗證者）確信某個命題是真實的。介紹交互式和非交互式ZKP。 第十二章：密碼學在信息安全中的應用 12.1 網絡通信安全： 深入探討TLS/SSL協議（HTTPS）、IPsec等協議的工作原理，以及它們如何利用密碼學技術保證網絡通信的保密性、完整性和認證性。 12.2 數據存儲安全： 分析全盤加密、文件加密、數據庫加密等技術，以及它們在保護靜態數據安全中的作用。 12.3 身份認證與訪問控製： 介紹基於密碼學的身份認證機製，如密碼、數字證書、生物特徵識彆與密碼學的結閤等。 12.4 區塊鏈與加密貨幣： 探討密碼學在區塊鏈技術中的核心作用，如哈希函數用於塊鏈接、公鑰密碼學用於數字簽名和交易驗證、以及POW/POS等共識機製中的密碼學應用。 12.5 隱私保護技術： 介紹差分隱私、匿名化技術等與密碼學相結閤的隱私保護方法。 結論 《現代密碼學理論與實踐》是一本集理論性、係統性和實踐性於一體的著作，旨在為讀者提供一個全麵而深入的密碼學知識框架。本書從基礎概念入手，逐步深入到各類核心算法、關鍵技術和前沿研究，並結閤實際應用場景進行講解。通過對本書的學習，讀者將能夠深刻理解密碼學在構建安全可靠的數字世界中的關鍵作用，並具備分析和應用密碼學技術解決信息安全問題的能力。本書適閤計算機科學、信息安全、通信工程等專業的學生、研究人員以及相關領域的從業人員閱讀。

評分☆☆☆☆☆

這本厚重的著作，光是捧在手裏就能感受到它所蘊含的知識分量。我特地挑瞭一個安靜的周末，準備沉浸在這本講述數字世界基石的書中。從翻開第一頁開始，我就被作者那種近乎執著的嚴謹態度所摺服。書中對基本概念的闡述，不是那種蜻蜓點水式的介紹，而是深入到數學原理的每一個角落，每一個公式的推導都力求清晰無懈可擊。我尤其欣賞作者在處理一些復雜算法時所展現齣的耐心，他似乎總能找到最直觀的方式來解釋那些初看之下令人望而生畏的數學模型。閱讀的過程更像是一場智力上的探險，每攻剋一個難點，心中都會湧起一股巨大的成就感。這對於我這種對底層原理有著強烈好奇心的人來說，無疑是極大的滿足。不過，也正因為其深度，對於沒有紮實數學基礎的讀者來說，可能需要反復閱讀和查閱輔助資料，它不是一本可以輕鬆“瀏覽”的書籍，更像是需要細細“品味”的教科書。但正是這種深度，保證瞭其內容的權威性和持久的參考價值，我相信在未來的很長一段時間裏，它都會是我書架上最常被翻閱的工具書之一。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我原本對這類偏硬核的技術書籍是有些畏懼的，總覺得充斥著晦澀難懂的符號和復雜的邏輯推理。但拿到這本書後，我開始嘗試用一種更開放的心態去接觸它。一開始的章節確實需要集中精力去理解那些基礎的代數結構和數論背景，但隨著閱讀的深入，我發現作者的敘事節奏控製得非常好。他會巧妙地穿插一些曆史背景或者著名密碼學傢的小故事，這極大地緩和瞭純技術內容的枯燥感，讓整個學習過程變得生動有趣起來。這種講故事的方式，使得那些原本冰冷的定理和證明，似乎都擁有瞭鮮活的生命力。我甚至在通勤的地鐵上，也能被某個精巧的密鑰交換協議所吸引，忘記瞭周遭的喧囂。這對於我來說，是一次非常愉快的“智力健身”，它不僅教會瞭我知識，更重要的是，重燃瞭我對底層技術刨根問底的熱情。

評分☆☆☆☆☆

我最近在進行一個關於信息安全架構的項目，急需一本能夠提供全麵且最新視角的參考資料。這本被同事力薦的書籍，果然沒有讓我失望。它將理論與實踐的結閤做到瞭一個很高的水平，不僅僅停留在對RSA、橢圓麯綫等經典算法的講解上，更是對現代密碼學在實際應用中麵臨的挑戰，比如後量子密碼學的萌芽、零知識證明的最新進展等，都給予瞭相當的關注。閱讀時，我感覺自己像是在與一位經驗豐富的行業前輩對話，他不僅傳授瞭“是什麼”，更重要的是解釋瞭“為什麼是這樣設計”，以及在不同場景下應用不同密碼學原語的權衡考量。書中大量的案例分析，幫助我迅速理解瞭抽象概念在真實世界中的落地點，比如如何在分布式係統中保證數據的完整性和機密性。唯一的遺憾是，有些前沿主題的深入程度略顯不足，可能需要讀者自行拓展閱讀最新的學術論文來跟上步伐，但就作為一本係統性的入門與進階讀物而言，它的廣度和深度已經非常令人印象而稱贊瞭。

評分☆☆☆☆☆

作為一名軟件工程師，我經常需要在不安全的環境中處理敏感數據。我購買這本書的目的非常明確：就是希望能夠建立起一個紮實的、能夠支撐實際工程決策的密碼學知識體係。這本書在這方麵做得非常齣色，它沒有僅僅停留在理論的象牙塔裏。書中詳細討論瞭如何安全地實現這些算法，哪些地方容易齣現工程上的漏洞，以及如何避免常見的錯誤實現。例如，對隨機數生成器的安全性的詳盡討論，以及如何正確處理旁路攻擊的風險，這些都是教科書上不常深入探討，但在實際工作中至關重要的內容。我特彆喜歡它對“安全模型”的強調，這讓我開始以一個更係統、更批判性的眼光去看待我們當前使用的所有安全協議。這本書提供的不是一堆現成的“API調用手冊”，而是構建安全思維的“藍圖”，這一點價值連城。

評分☆☆☆☆☆

我對比瞭市麵上幾本知名的密碼學教材，最終選擇瞭這一本。最大的區彆在於其邏輯的連貫性和整體架構的完整性。很多教材為瞭追求新穎性，往往在內容組織上顯得碎片化，一會兒講格密碼，一會兒又跳到信息論基礎。而這本書，則像一位經驗豐富的建築師，從最堅實的地基——數論和抽象代數開始，一步步嚮上搭建，確保每一個模塊的建立都依賴於前一個模塊的牢固性。特彆是它在介紹公鑰密碼學體係時，對數學難題的選擇標準和安全性論證的嚴密性描述，令人印象深刻。閱讀過程中，我發現自己對“為什麼選擇這個群”而非“那個域”的理解，達到瞭前所未有的清晰程度。這本教材的價值在於，它不僅僅是知識的匯編，更是一種嚴密的、經過時間檢驗的思維方式的傳承，它塑造的不僅僅是讀者的知識麵，更是他們的邏輯框架。