網(wǎng)絡(luò)空間安全不僅牽動(dòng)著國家安全的命脈，更是社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基石。密碼技術(shù)作為保障網(wǎng)絡(luò)空間安全的核心技術(shù)，其重要性無疑是舉足輕重的。本書秉承正反聯(lián)動(dòng)、理實(shí)融合的理念;全面講解密碼學(xué)的基本知識，并注重體現(xiàn)密碼設(shè)計(jì)與分析的思想。在闡述密碼理論的同時(shí)，還介紹大量的算法和標(biāo)準(zhǔn)，特別在序列密碼、分組密碼和公鑰密碼體制的章節(jié)中，不僅闡釋經(jīng)典的密碼體制及其安全性分析，還介紹我國商用密碼標(biāo)準(zhǔn)算法及其應(yīng)用。此外，本書關(guān)注密碼學(xué)近些年的研究成果，重點(diǎn)介紹量子密碼、抗量子計(jì)算的密碼體制、云計(jì)算中的同態(tài)加密等前沿領(lǐng)域的新發(fā)展。為方便讀者更好地掌握密碼學(xué)知識，本書添加了豐富的數(shù)字資源，讀者掃描二維碼，即可學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。本書還在每章的末尾附帶了理論或?qū)嵺`習(xí)題，便于讀者鞏固所學(xué)，深化理解。
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該同志從事密碼學(xué)的教學(xué)工作21年，為研究生開設(shè)了《現(xiàn)代密碼學(xué)》、《分組密碼》、《數(shù)字簽名》等課程；為本科生開設(shè)了《初等數(shù)論》、《有限域》、《密碼概論》、《網(wǎng)絡(luò)信息安全》 和《密碼學(xué)基礎(chǔ)》等課程。
目錄
叢書序
序言
前言
第1章 引論 1
1.1 密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全概述 1
1.2 密碼體制與密碼分析 5
1.3 密碼體制的安全性 10
1.3.1 計(jì)算安全性 10
1.3.2 可證明安全性 10
1.3.3 無條件安全性 11
小結(jié)與注釋 12
習(xí)題1 13
參考文獻(xiàn)1 14
第2章 古典密碼體制及分析 15
2.1 古典密碼體制中的基本運(yùn)算 15
2.1.1 換位變換 15
2.1.2 代替變換 16
2.2 單表代替密碼 16
2.2.1 移位代替密碼 16
2.2.2 乘法代替密碼 18
2.2.3 仿射代替密碼 19
2.2.4 密鑰短語密碼 20
2.3 單表代替密碼的分析 20
2.3.1 語言的統(tǒng)計(jì)特性 20
2.3.2 單表代替密碼的分析 25
2.4 多表代替密碼 28
2.4.1 維吉尼亞密碼 29
2.4.2 博福特密碼 30
2.4.3 滾動(dòng)密鑰密碼 30
2.4.4 弗納姆密碼 30
2.5 多表代替密碼的分析 31
2.5.1 識別周期多表代替密碼的參數(shù) 32
2.5.2 確定密表數(shù)的方法 36
2.5.3 密表的匹配 38
2.6 轉(zhuǎn)輪密碼與M-209 41
*2.7 M-209的已知明文攻擊 48
小結(jié)與注釋 61
習(xí)題2 62
實(shí)踐習(xí)題2 67
參考文獻(xiàn)2 68
第3章 序列密碼體制 69
3.1 線性反饋移位寄存器序列 70
3.1.1 基本概念和性質(zhì) 70
3.1.2 m序列 72
3.1.3 線性復(fù)雜度與Berlekamp-Massey算法 74
3.2 基于LFSR的序列生成器 75
3.2.1 非線性組合生成器 75
3.2.2 非線性過濾生成器 76
3.2.3 鐘控生成器 77
3.3 A5算法 80
3.3.1 A5加密算法 81
3.3.2 A5算法的加解密方式 82
3.4 ZUC算法 83
3.4.1 ZUC算法結(jié)構(gòu) 83
3.4.2 ZUC算法密鑰載入及設(shè)計(jì)原理 86
3.5 序列密碼分析方法 88
3.5.1 序列密碼的相關(guān)攻擊 88
3.5.2 序列密碼的立方攻擊 92
小結(jié)與注釋 95
習(xí)題3 96
實(shí)踐習(xí)題3 98
參考文獻(xiàn)3 99
第4章 分組密碼體制 101
4.1 分組密碼的基本概念 102
4.2 數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn) 104
4.2.1 DES的描述 104
4.2.2 DES的安全性分析 112
4.3 高級數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn) 113
4.3.1 AES算法描述 114
4.3.2 AES算法加解密相似性 123
4.4 SM4算法 125
4.4.1 SM4加密算法 126
4.4.2 SM4的密鑰擴(kuò)展算法 128
4.5 輕量級及ARX型分組密碼 128
4.6 差分密碼分析原理 130
4.7 線性密碼分析原理 136
4.7.1 堆積引理 137
4.7.2 S盒的線性逼近 137
4.8 分組密碼的工作模式 139
小結(jié)與注釋 142
習(xí)題4 144
實(shí)踐習(xí)題4 147
參考文獻(xiàn)4 148
第5章 公鑰密碼體制 152
5.1 公鑰密碼體制概述 152
5.1.1 公鑰密碼產(chǎn)生的背景 152
5.1.2 公鑰密碼體制的思想 153
5.1.3 公鑰密碼體制的設(shè)計(jì)原理 154
5.1.4 公鑰密碼的發(fā)展 155
5.2 RSA公鑰密碼體制 156
5.2.1 RSA算法加密過程 156
5.2.2 RSA的參數(shù)選取和運(yùn)算 157
5.2.3 Miller-Rabin素性檢測算法 159
5.3 RSA的安全性 160
5.3.1 大整數(shù)分解問題算法 160
5.3.2 非整數(shù)分解攻擊方法 162
5.4 ElGamal密碼體制 165
5.4.1 ElGamal密碼體制 165
5.4.2 離散對數(shù)問題的算法 166
*5.5 橢圓曲線上的密碼體制[12-14] 170
5.5.1 Zp上的橢圓曲線 170
5.5.2 橢圓曲線上循環(huán)群的存在性和離散對數(shù)問題 173
5.5.3 SM2公鑰加密算法 174
小結(jié)與注釋 177
習(xí)題5 178
實(shí)踐習(xí)題5 179
參考文獻(xiàn)5 180
第6章 消息認(rèn)證碼、Hash函數(shù)與數(shù)字簽名 181
6.1 消息認(rèn)證碼 181
6.1.1 消息認(rèn)證碼概述 181
6.1.2 幾種典型消息認(rèn)證碼 182
6.2 Hash函數(shù) 184
6.2.1 Hash函數(shù)的安全性 185
6.2.2 安全Hash函數(shù)算法 188
6.2.3 SM3算法 198
6.3 數(shù)字簽名體制 202
6.3.1 幾種著名數(shù)字簽名體制 205
6.3.2 ElGamal簽名體制的變形 207
6.4 具有隱私保護(hù)的數(shù)字簽名體制 209
6.4.1 群簽名及其應(yīng)用 209
6.4.2 盲簽名及其應(yīng)用 210
6.5 簽密體制 211
6.5.1 簽密的形式化定義與安全性 212
6.5.2 基于離散對數(shù)的簽密體制 213
6.5.3 基于RSA的簽密體制 215
小結(jié)與注釋 217
習(xí)題6 219
實(shí)踐習(xí)題6 221
參考文獻(xiàn)6 222
第7章 密碼協(xié)議與身份認(rèn)證和識別 224
7.1 密碼協(xié)議 224
7.1.1 密碼協(xié)議基本概念 224
7.1.2 密碼協(xié)議的安全性 225
7.1.3 密碼協(xié)議的分類 226
7.2 身份認(rèn)證協(xié)議 226
7.2.1 基于口令的認(rèn)證 227
7.2.2 基于密碼技術(shù)的認(rèn)證 228
7.3 零知識證明的基本概念 229
7.4 識別個(gè)人身份的零知識證明 234
7.4.1 Feige-Fiat-Shamir身份識別體制 236
7.4.2 Guillou-Quisquater身份識別體制 239
7.4.3 Schnorr身份識別體制 242
小結(jié)與注釋 245
習(xí)題7 246
參考文獻(xiàn)7 248
*第8章 密鑰管理技術(shù) 249
8.1 密鑰概述 249
8.1.1 密鑰的種類 249
8.1.2 建立密鑰的方式 250
8.2 密鑰分配 251
8.2.1 基于對稱密碼體制的密鑰分配協(xié)議——Kerberos方案 252
8.2.2 公鑰密碼系統(tǒng)的密鑰傳送方案 254
8.3 密鑰協(xié)商 256
8.4 秘密共享 257
8.5 密鑰保護(hù) 260
小結(jié)與注釋 262
習(xí)題8 264
實(shí)踐習(xí)題8 265
參考文獻(xiàn)8 266
*第9章 密碼學(xué)新進(jìn)展 267
9.1 概述 267
9.2 量子計(jì)算與量子密碼 268
9.2.1 量子計(jì)算 268
9.2.2 量子密碼 270
9.3 抗量子計(jì)算的公鑰密碼體制 272
9.3.1 GGH公鑰加密體制 274
9.3.2 NTRU公鑰加密體制 276
9.3.3 Regev公鑰加密體制 278
9.4 面向云計(jì)算的同態(tài)加密 281
9.4.1 同態(tài)加密 281
9.4.2 云計(jì)算 283
小結(jié)與注釋 283
參考文獻(xiàn)9 285
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