现代密码学原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李海峰，马海云，徐燕文 著

图书标签:

• 密码学
• 现代密码学
• 应用密码学
• 加密算法
• 安全通信
• 网络安全
• 信息安全
• 公钥密码学
• 对称密码学
• 密码分析

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118088731

版次：1

商品编码：11292671

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-06-01

用纸：胶版纸

页数：341

字数：450000

正文语种：中文

内容简介

　　《现代密码学原理及应用》围绕着现代密码学提供的基本安全特性（信息的机密性、完整性、认证性、访问控制、不可否认性等），主要从密码学基本理论、密码算法和密码算法应用三方面介绍了现代密码学的基本原理及其应用。全书共分为四大部分，内容涉及密码学基本理论、信息加密技术（古典密码学、对称密码体制、公钥密码体制）、信息认证技术（消息认证、数字签名、身份认证）、密钥管理技术（密钥分配、秘密共享、密钥托管、公钥基础设施（PKI）技术）等。
　　《现代密码学原理及应用》面向应用型本科专业，适合用作普通高等院校信息安全、密码学、计算机科学与技术、网络工程、通信工程、信息工程、信息管理与信息系统、电子商务、软件工程、电子信息科学与技术、物流管理等相关专业的高年级本科学生和硕士研究生“信息安全”课程的教学用书。《现代密码学原理及应用》也可作为信息安全工程师、网络安全管理人员和信息技术类用户的培训或自学教材及上述相关人员的技术参考书。
　　本课程的先修课程有“程序设计”、“数据结构”、“计算机网络”、“信息安全数学基础”等。

内页插图

目录

第1部分 密码学基本理论
第1章 信息安全概述
1.1 信息安全面临的威胁
1.1.1 信息安全的重要性
1.1.2 信息安全问题产生的原因
1.1.3 信息安全面临的攻击
1.2 信息安全的定义与目标
1.2.1 信息安全的定义
1.2.2 信息安全的目标
1.3 信息安全的基本模型
1.3.1 通信安全模型
1.3.2 访问安全模型

第2章 密码学——信息安全技术的核心
2.1 密码学的基本概念
2.1.1 密码学的定义
2.1.2 密码学的基本术语
2.1.3 经典保密通信模型
2.2 密码体制的分类
2.2.1 古典密码体制和现代密码体制
2.2.2 对称密钥密码体制和公开密钥密码体制
2.2.3 对称密码体制的分类
2.2.4 公钥密码体制的分类
2.3 密码分析
2.3.1 密码学分析概述
2.3.2 密码学分析方法分类
2.4 密码系统的安全性
2.4.1 密码系统安全性的基本要求
2.4.2 评估密码系统安全性的主要方法
2.4.3 好的密码系统的要求

第2部分 信息加密技术
第3章 古典密码学
3.1 古典密码学概述
3.2 替换密码
3.2.1 单表替换密码
3.2.2 多表替换密码
3.2.3 一次一密密码体制
3.3 置换密码
3.3.1 周期置换密码
3.3.2 列置换密码
3.4 古典密码的安全性分析
3.4.1 替换密码的安全性
3.4.2 置换密码的安全性

第4章 对称密码体制
4.1 序列密码
4.1.1 序列密码概述
4.1.2 序列密码的基本思想及其模型
4.1.3 序列密码的分类及其工作方式
4.1.4 密钥序列发生器的组成和分类
4.2 分组密码体制
4.2.1 分组密码概述
4.2.2 数据加密标准
4.2.3 数据加密算法的变型

第5章 公钥密码体制
5.1 公钥密码体制概述
5.1.1 公钥密码体制产生的背景
5.1.2 公钥密码体制的基本原理
5.1.3 对称密码体制和公钥密码体制的比较
5.1.4 公钥密码算法应满足的条件
5.1.5 公钥密码体制的安全性分析
5.2 RSA密码体制
5.2.1 RSA算法概述
5.2.2 RSA算法描述
5.2.3 RSA的安全性分析
5.2.4 RSA算法应用举例
5.3 椭圆曲线密码体制
5.3.1 椭圆曲线产生的数学背景、定义和运算
5.3.2 椭圆曲线的相关运算
5.3.3 椭圆曲线上的密码体制
5.3.4 椭圆密码体制的优点
5.3.5 椭圆密码体制的应用
5.3.6 椭圆密码体制安全性的实现
5.3.7 椭圆曲线国际标准

第3部分 信息认证技术
第6章 消息认证
6.1 消患认证概述
6.1.1 基本的认证系统模型
6.1.2 消息认证的定义
6.1.3 消息认证的分类
6.2 几种不同的消息认证的实现方案
6.2.1 采用消息加密函数的消息认证方案
6.2.2 采用消息认证码的消息认证方案
6.2.3 采用散列函数的消息认证方案
6.3 散列算法的分类及其应用
6.3.1 散列算法的分类
6.3.2 几种常见的散列算法
6.3.3 Hash散列算法的应用
6.4 HMAC算法
6.4.1 HMAC算法概述
6.4.2 HMAC的设计目标
6.4.3 HMAC算法描述
6.4.4 HMAC的典型应用
6.4.5 HMAC的安全性

第7章 数字签名
7.1 数字签名概述
7.1.1 消息认证的局限性与数字签名的必要性
7.1.2 数字签名与传统签名、消息认证的区别
7.2 数字签名的定义及其基本原理
7.2.1 数字签名的基本概念
7.2.2 数字签名的基本原理
7.2.3 数字签名体制的组成
7.3 数字签名的执行方式
7.3.1 直接方式的数字签名方案
7.3.2 基于仲裁方式的数字签名方案
7.4 几种常见的数字签名方案
7.4.1 RSA数字签名方案
7.4.2 ElGamal数字签名方案
7.4.3 基于椭圆曲线的数字签名方案
7.4.4 改进的椭圆曲线数字签名算法
7.5 几种特殊的数字签名方案

第8章 身份认证
8.1 身份认证概述
8.1.1 身份认证的概念
8.1.2 身份认证系统的组成和要求
8.1.3 身份认证的基本分类
8.1.4 身份认证系统的质量指标
8.2 单机环境下的身份认证
8.2.1 基于口令的认证方式
8.2.2 基于智能卡的认证方式
8.2.3 基于生物特征的认证方式
8.3 基于零知识证明的身份认证技术
8.3.1 零知识证明概述
8.3.2 交互证明系统
8.3.3 交互式的零知识证明协议
8.3.4 简化的Feige-Fiat-Shamir身份认证方案
8.3.5 Feige-Fiat-Shamir身份认证方案
8.4 网络环境下的身份认证
8.4.1 Kerberos认证系统
8.4.2 X.5 09认证服务
8.5 Kerberos认证系统
8.5.1 Kerberos认证系统的产生背景
8.5.2 Kerberos认证系统概述
8.5.3 Kerberos认证系统的基本原理

第4部分 密钥管理技术
第9章 密钥分配技术
9.1 密钥管理概述
9.1.1 密钥管理的重要性
9.1.2 密钥的分类与密钥的层次结构
9.1.3 密钥分配概述
9.2 对称密码体制的密钥分配
9.2.1 密钥分配的基本方法
9.2.2 对称密码体制的密钥分配方案
9.3 公钥密码体制的密钥分配
9.3.1 利用公钥密码体制进行公钥的分配
9.3.2 利用公钥密码体制来分配对称密码技术中使用的密钥

第10章 秘密共享
10.1 秘密共享概述
10.1.1 秘密共享产生的背景
10.1.2 秘密共享的定义
10.2 两种典型的秘密共享方案
10.2.1 Shamir门限秘密共享方案
10.2.2 Asmuth-Bloom门限方案

第11章 密钥托管
11.1 密钥托管技术概述
11.1.1 密钥托管的产生背景
11.1.2 密钥托管的定义和功能
11.2 密钥托管密码体制
11.2.1 密钥托管密码体制的组成
11.2.2 安全密钥托管的过程
11.2.3 密钥托管系统的安全和成本
11.3 密钥托管加密标准
11.3.1 密钥托管加密标准简介
11.3.2 EES密钥托管技术的具体实施
11.4 其他几种常见的密钥托管方案简介

第12章 公钥基础设施技术
12.1 公钥基础设施概述
12.1.1 PKI的基本概念
12.1.2 PKI的基本原理
12.1.3 PKI的基本组成
12.1.4 PKI中密钥和证书的管理
12.1.5 PKI的优点
12.2 X.5 09标准
12.2.1 X.5 09认证服务协议简介
12.2.2 X.5 09的证书结构
12.2.3 X.5 09用户证书的获取
12.2.4 X.5 09证书的撤销
12.2.5 X.5 09的认证过程

附录A MD5算法参考应用程序
A.1 MD5算法的伪代码描述
A.2 MD5算法的标准C语言形式的程序实现
参考文献

前言/序言

《数字时代的守护者：揭秘信息安全的基石》 在这个信息爆炸、万物互联的时代，我们每时每刻都在产生、传输和存储着海量的数据。从社交媒体上的点滴分享，到金融交易中的每一次支付，再到国家层面的敏感信息，数据的安全与隐私变得前所未有的重要。然而，伴随而来的是日益严峻的网络威胁，恶意攻击、数据泄露、身份盗窃等事件层出不穷，它们潜伏在数字世界的阴影中，伺机而动。那么，我们如何才能有效地保护这些宝贵的数字资产，确保信息的真实性、保密性、完整性和可用性呢？《数字时代的守护者：揭秘信息安全的基石》一书，将为您揭开信息安全领域最核心、最坚实的基石——加密学的神秘面纱。 本书并非一部枯燥的技术手册，而是一次引人入胜的探索之旅，带您深入理解那些默默守护我们数字生活的“魔法”。我们将从历史的长河中回溯，探寻人类早期是如何通过巧妙的编码和解码技术来传递秘密信息，了解凯撒密码、恩尼格玛机等经典加密方法的原理和局限，感受密码学从古代智慧到现代科学的演进。随后，我们将笔锋一转，聚焦于当代信息安全的核心——现代密码学。 第一部分：加密学的语言——秘密的艺术与科学 在这里，您将学会理解加密学最基本的概念和语言。我们将详细介绍对称加密和非对称加密这两种截然不同的加密体系。 对称加密：速度与效率的双刃剑。 您将了解到，在对称加密的世界里，加密和解密使用同一把“钥匙”。我们会深入剖析诸如AES（高级加密标准）这样的现代对称加密算法，揭示它们是如何通过一系列复杂的数学运算，如替换、置换、混淆和扩散，将明文转化为密文，又如何高效地将密文还原。我们会探讨不同模式（如ECB、CBC、CTR等）的优劣，理解它们在实际应用中的适用场景，例如如何保护文件、数据库和通信流。我们也会讨论对称加密在实际部署中面临的挑战，比如密钥分发的难题，并引出下一代加密方法的必要性。 非对称加密：共享的秘密，信任的桥梁。 相较于对称加密，非对称加密则显得更为神奇。它使用一对相互关联的密钥：一把公钥用于加密，另一把私钥用于解密。您将了解RSA、ECC（椭圆曲线密码学）等经典的非对称加密算法背后的数学原理，例如大数分解和椭圆曲线离散对数问题的难度。我们将详细阐述非对称加密如何解决对称加密中的密钥分发难题，以及它在数字签名、密钥交换等关键应用中的核心作用。您将理解，正是这种公私钥对的设计，使得在不可信的网络环境中进行安全通信成为可能，构建起数字世界中的信任基础。 第二部分：可信的基石——数字身份与数据完整性 除了加密本身，现代密码学还提供了构建数字世界信任的另一大利器——散列函数和数字签名。 散列函数：数字世界的“指纹”。 您将学习到，散列函数（如SHA-256）能够将任意长度的数据转换成一个固定长度的“摘要”或“指纹”。这种摘要具有“单向性”和“雪崩效应”，即使原文发生微小改变，摘要也会截然不同。我们将探讨散列函数在文件校验、密码存储、区块链技术等领域的广泛应用，理解它如何帮助我们快速检测数据是否被篡改，确保信息的完整性。 数字签名：身份的认证，信息的“盖章”。 数字签名是密码学在身份验证和防抵赖方面的一项革命性技术。本书将详细解析数字签名的工作原理：发送方使用自己的私钥对信息进行签名，接收方则使用发送方的公钥进行验证。您将明白，通过数字签名，我们不仅可以确认信息的来源是否真实可靠，还能确保信息在传输过程中未被篡改。我们将深入探讨数字签名在电子合同、软件发行、安全电子邮件等方面的实际应用，理解它如何为数字交易和通信赋予法律和技术上的双重保障。 第三部分：安全的通行证——密钥管理与协议设计 理论上的加密算法只是工具，如何有效、安全地使用这些工具，才是保障实际信息安全的关键。 密钥管理：数字宝藏的守护。 密钥是加密系统的灵魂。本书将深入探讨密钥的生成、分发、存储、更新和销毁等整个生命周期管理过程。您将了解不同场景下密钥管理的重要性，以及常见的密钥管理策略和技术，例如密钥管理系统（KMS）、硬件安全模块（HSM）等。我们将分析密钥泄露可能带来的灾难性后果，强调建立健全的密钥管理机制是信息安全工作的重中之重。 安全协议：通信的“暗道”与“守卫”。 仅仅拥有加密算法和密钥是不够的，还需要有精心设计的通信协议来规范信息交互的流程。您将接触到一系列在互联网安全中扮演着至关重要角色的协议，例如： TLS/SSL（传输层安全/安全套接层）： 我们将详细解析，当您在浏览器中看到“https”时，背后的TLS/SSL协议是如何通过握手过程，使用非对称加密来安全地交换对称密钥，然后利用对称加密来高效地保护您的网络通信。您将理解它如何保护您的浏览历史、登录凭据和支付信息免受窃听和篡改。 SSH（安全外壳协议）： 我们将探讨SSH是如何提供安全的远程登录和文件传输功能的，以及它如何使用公钥认证来替代脆弱的密码认证。 IPsec（IP安全协议）： 您将了解IPsec如何在网络层为IP数据包提供加密和认证服务，为VPN（虚拟专用网络）等提供安全保障。 我们将不仅仅停留在协议的表面，而是深入剖析这些协议中密码学原理的应用，理解它们是如何协同工作，构建起层层防护，确保数据在不确定的网络环境中安全可靠地传输。 第四部分：走向未来——先进密码学与挑战 信息安全领域的发展永无止境，威胁与防御的较量一直在进行。本书的最后部分将带您展望密码学的前沿领域和未来的发展趋势。 后量子密码学：应对未来挑战。 随着量子计算的飞速发展，传统的公钥加密算法（如RSA、ECC）将面临被破解的巨大威胁。本书将介绍后量子密码学这一新兴领域，探讨基于格、编码、多变量方程组等不同数学难题的新型加密算法，以及它们如何为我们应对量子计算机时代的到来做好准备。 同态加密：在密文上进行计算。 想象一下，您无需将敏感数据解密，就可以在云端对其进行分析和处理。同态加密技术正使这一愿景成为可能。我们将介绍不同类型的同态加密（部分同态、层次同态、全同态），以及它在隐私保护计算、安全多方计算等前沿领域的应用潜力。 零知识证明：证明“知道”而不暴露“秘密”。 您将了解零知识证明的奇妙之处——如何在不泄露任何额外信息的情况下，向对方证明某个陈述是真实的。我们将探讨其在身份验证、隐私保护和区块链技术中的应用。 密码学在人工智能与区块链中的应用。 我们还将探讨密码学与人工智能、区块链等新兴技术的深度融合。例如，在AI模型训练中如何保护数据的隐私；在区块链中，密码学如何保障交易的安全、不可篡改和去中心化。 结语 《数字时代的守护者：揭秘信息安全的基石》旨在为您提供一个全面而深入的视角，让您不仅仅是信息的消费者，更能理解信息安全的底层逻辑。无论您是技术开发者、安全从业者，还是对数字世界充满好奇的普通读者，本书都将为您打开一扇通往信息安全奥秘的大门。通过对本书的学习，您将能够更清晰地认识到，现代密码学不仅仅是数学和计算机科学的交叉领域，更是我们在这个日益互联的数字世界中，守护个人隐私、保障商业安全、维护国家安全的关键力量。它如同隐形的盾牌和锋利的剑，默默地在我们看不见的数字领域里，构筑起一道道坚不可摧的防线，守护着我们信息时代的安宁与秩序。

评分☆☆☆☆☆

对于那些对算法和理论细节有很高要求的读者，这本书绝对是一个宝库。我被书中对各种加密算法的数学原理的详细阐述所震撼。比如，作者对RSA算法的分解，以及离散对数问题的艰难性进行了深入的探讨，让我对公钥加密的安全性有了更深刻的理解。书中关于密码学证明的部分，虽然对我来说有些挑战，但作者的引导还是非常到位的，让我能够大致跟上思路。我特别喜欢关于安全证明（Security Proof）的章节，它揭示了密码学算法是如何通过严谨的数学证明来保证其安全性的，这让我对密码学的严谨性有了全新的认识。此外，作者在介绍各种密码学原语（Primitives）时，也非常细致，详细讲解了它们的属性和应用场景。这本书更像是一本“工具书”，当你遇到某个特定的密码学问题时，翻阅它，很可能就能找到你想要的答案或者相关的背景知识。它不是那种让你读完就能马上变成专家的书，但它会让你具备一个坚实的理论基础，去理解更深层次的密码学研究。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是打开了我对信息安全世界的新大门！一直以来，我总觉得密码学是高高在上的神秘学科，只存在于电影或者科幻小说里。但翻开这本书，我才意识到，原来我们每天接触到的互联网、支付、通讯，背后都离不开这些“看不见”的保护。作者用一种非常平易近人的方式，将原本晦涩的数学原理剥茧抽丝地呈现在我们面前。我特别喜欢其中关于对称加密和非对称加密的章节，以前总觉得它们是独立的，看完才明白它们是如何相互配合，构建起一套完整的安全体系。而且，书中并没有止步于理论，还穿插了大量的实际应用案例，比如数字签名如何保证交易的真实性，哈希函数又如何在数据完整性方面发挥作用。读到那些关于网络攻击和防御的描述时，我仿佛身临其境，更能体会到密码学在现实世界中的重要性。这本书的优点在于，它既有深度，又不失广度，让我这个初学者能够快速建立起对现代密码学的基本认知，而且时不时会跳出来一些让我眼前一亮、豁然开朗的细节，让人忍不住想要继续往下读。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我花费了不少时间去消化的书，但收获绝对是巨大的。我之前对公钥基础设施（PKI）的概念一直有些模糊，总觉得它离我太遥远。但通过这本书的深入讲解，我终于理清了其中的逻辑和架构。作者对证书颁发机构（CA）、数字证书的生命周期以及信任链的建立过程进行了非常细致的描绘，让我理解了为什么我们能够信任那些网站上的HTTPS连接。特别值得一提的是，书中对于一些经典的密码学攻击场景的分析，比如中间人攻击（Man-in-the-Middle Attack），让我更深刻地认识到安全协议设计中的每一个细节都至关重要。作者并没有回避这些复杂的概念，而是通过清晰的图示和生动的比喻，将它们变得易于理解。我尤其欣赏的是，作者在讲解过程中，会经常引导读者思考“为什么会这样设计”或者“有没有更安全的方法”，这种启发式的教学方式，极大地激发了我的主动学习兴趣。这本书不适合走马观花地阅读，需要静下心来，反复琢磨，但一旦你投入了，你会发现其中蕴含的知识宝藏是多么的丰富。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我一开始是被书名吸引的。“现代密码学”，听起来就充满了科技感和前沿性。读下来之后，这本书确实没有让我失望，它所涵盖的内容比我预期的还要广泛。从早期的凯撒密码，到如今的椭圆曲线密码学，作者非常有条理地梳理了密码学发展的脉络，让我对这个学科的演进有了清晰的认识。让我印象深刻的是，书中对一些前沿研究方向的介绍，比如后量子密码学和零知识证明，虽然只是简要提及，但已经足够勾起我的好奇心，让我开始主动去搜索相关资料。作者在处理这些前沿话题时，并没有一味地堆砌术语，而是尽可能地用通俗的语言解释其核心思想和潜在的应用价值。此外，这本书在排版和插图上也做得相当用心，很多复杂的数学公式都被配上了清晰的图解，大大降低了阅读门槛。总的来说，这本书是一本非常好的“入坑”指南，能够帮助读者建立起对现代密码学的宏观认识，并且激发进一步探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一个亮点在于它对密码学在不同领域的实际应用进行了生动的展示。我尤其对书中关于区块链技术的加密原理的讲解感到着迷。作者将其中的哈希函数、数字签名以及共识机制等概念，与基础的密码学原理巧妙地联系起来，让我看到了密码学如何支撑起一个去中心化的信任系统。此外，书中对隐私计算、同态加密等新兴技术的介绍，也让我对未来的信息安全发展充满了期待。作者并没有仅仅停留在“是什么”的层面，而是尝试去解释“为什么需要”以及“有什么用”，这使得技术不再是枯燥的符号，而是有了鲜活的生命力。读这本书，你能够感受到密码学是如何渗透到我们生活的方方面面，从保护我们的个人隐私，到保障国家安全，都发挥着不可或缺的作用。这本书的语言风格非常灵活，时而严谨，时而又充满人文关怀，让我在学习知识的同时，也体会到了密码学背后所蕴含的智慧和价值。