《現(xiàn)代密碼學理論》詳細地介紹了密碼學的基本知識,包括古典密碼、密碼體制的信息論測度、流密碼、分組密碼、Hash函數、公鑰密碼、數字簽名、密碼協(xié)議、可證明安全性理論、基于身份的密碼體制、無證書密碼體制等,力爭使用簡單的語言來描述復雜的密碼學算法。
《現(xiàn)代密碼學理論》中提供了很多例子、插圖、習題、模擬試卷,以便讀者能夠更容易地掌握密碼學原理。
《現(xiàn)代密碼學理論》既可以作為網絡空間安全、計算機科學與技術、信息安全等專業(yè)的本科生和研究生教材,又可以作為密碼學和信息安全領域的教師、科研人員與工程技術人員的參考書。
密碼學是信息安全的核心技術,是高等院校網絡空間安全、計算機科學與技術、信息安全等專業(yè)的必修課程,但密碼學涉及的數學知識多,算法復雜,對初學者來說不易掌握。本書使用了大量的例子、插圖、習題、模擬試卷,力爭用簡單的語言和形式來描述復雜的密碼學算法,讓讀者能夠更容易地掌握密碼學原理。為了貼近教學實際,所有習題和模擬試卷都給出了參考答案。
本書全面詳細地介紹了密碼學的基本知識。全書共12章:第1章介紹密碼學的基本概念。第2章介紹古典密碼,給出了常見的古典加密方法。第3章介紹密碼體制的信息論測度,討論完善保密性和唯一解距離等密碼體制測度方法。第4章介紹流密碼,討論流密碼的原理與A5/1、RC4等算法。第5章介紹分組密碼,重點討論了DES和AES兩種分組加密標準。第6章介紹Hash函數,討論了MD5、SHA-1及其Hash函數的分析方法。第7章介紹公鑰密碼,重點介紹了公鑰密碼的原理、RSA、EIGamal、Rabin、橢圓曲線公鑰密碼等。第8章介紹數字簽名,討論了RSA、EIGamal、數字簽名標準、Schnorr、盲簽名、群簽名、代理簽名等。第9章介紹密碼協(xié)議,討論了密鑰分配、密鑰協(xié)商、秘密共享+身份識別、零知識證明、簽密等。第10章介紹可證明安全性理論,給出了公鑰加密和數字簽名的安全性、隨機預言模型、EIGamal和RSA-OAEP的具體證明過程等。第11章介紹基于身份的密碼體制,討論了基于身份的加密、基于身份的簽名、基于身份的密鑰協(xié)商、基于身份的簽密等。第12章介紹無證書密碼體制,討論了無證書加密、無證書簽名、無證書密鑰協(xié)商、無證書簽密等。附錄1給出了每章習題的參考答案。附錄2給出了兩套模擬試卷及其參考答案。
多年來,我們一直在電子科技大學為信息安全、網絡空間安全專業(yè)的學生講授密碼學課程。本書是在我們多年的教學經驗基礎上編寫而成的,目的是為高等院校網絡空間安全、計算機科學與技術、信息安全專業(yè)的本科生和研究生提供一本通俗易懂的密碼學教材。該教材的出版得到了電子科技大學研究生教材建設基金資助。
第1章 引言
1.1 基本概念
1.2 保密通信系統(tǒng)模型
1.3 安全性要求和密碼分析
習題一
第2章 古典密碼
2.1 整除與同余
2.2 代替密碼
2.2.1 單表代替密碼
2.2.2 多表代替密碼
2.3 置換密碼
習題二
第3章 密碼體制的信息論測度
3.1 信息論
3.2 完善保密性
3.3 冗余度與唯一解距離
習題三
第4章 流密碼
4.1 流密碼的基本原理
4.2 有限域
4.3 線性反饋移位寄存器
4.4 線性反饋移位寄存器的非線性組合
4.5 兩個流密碼算法
4.5.1 A5/1
4.5.2 RC4
習題四
第5章 分組密碼
5.1 分組密碼的基本原理
5.2 數據加密標準
5.2.1 DES算法概述
5.2.2 DES的內部結構
5.2.3 DES的安全性
5.2.4 多重DES
5.3 高級加密標準
5.3.1 AES的基本運算單位
5.3.2 AES的結構
5.4 分組密碼的工作模式
習題五
第6章 Hash函數
6.1 Hash函數的概念
6.2 Hash函數MD
6.3 Hash函數SHA
6.4 基于分組密碼的Hash函數
6.5 HMAC
6.6 Hash函數的分析方法
6.7 Hash函數的應用
習題六
……
第7章 公鑰密碼
第8章 數字簽名
第9章 密碼協(xié)議
第10章 可證明安全性理論
第11章 基于身份的密碼體制
第12章 無證書密碼體制
附錄
參考文獻