密码学教程 9787030349118 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈少真 著

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• 数学基础
• 应用密码学
• 安全协议

店铺： 北京文博宏图图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030349118

商品编码：29235975004

包装：平装

出版时间：2016-02-01

基本信息

书名：密码学教程

定价：45.0元

作者：陈少真

出版社：科学出版社

出版日期：2016-02-01

ISBN：9787030349118

字数：404

页码：

版次：31

装帧：平装

开本：B5

商品重量：0.422kg

编辑推荐

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导语_点评_推荐词

内容提要

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目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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序言

《密码学：原理与实践》 内容简介： 在信息时代飞速发展的今天，数据安全与隐私保护已成为至关重要的议题。从网络通信到金融交易，从个人隐私到国家安全，无处不在的数据流动都依赖于强大的加密技术来保障其机密性、完整性和可用性。《密码学：原理与实践》一书，旨在为读者提供一个全面而深入的密码学知识体系，帮助理解并掌握现代密码学的核心概念、基本原理以及实际应用。本书不仅涵盖了密码学的理论基础，更注重实际操作和工程实现，力求让读者在掌握理论的同时，也能具备解决实际安全问题的能力。 本书结构与内容概览： 本书分为多个核心部分，层层递进，由浅入深地引导读者进入密码学的世界。 第一部分：密码学基础 第一章：引言与历史回顾 本章将带领读者回顾密码学的悠久历史，从古代的简单替换密码，如凯撒密码，到现代复杂的多项式算法，了解密码学发展的脉络和驱动因素。我们将探讨密码学在不同历史时期扮演的角色，以及它如何随着计算能力和理论研究的进步而不断演变。同时，本章将阐述信息安全的基本概念，包括机密性、完整性、可用性、真实性和不可否认性，并引出密码学在实现这些目标中的核心作用。我们将明确密码学的研究范畴，包括密码编码学（加密和解密）和密码分析学（破解密码）。 第二章：数论在密码学中的应用 数论是现代密码学的重要理论基石。本章将详细介绍与密码学紧密相关的数论概念，包括整除性、同余理论、模运算、欧几里得算法（用于计算最大公约数，也是求模逆元的基础）、费马小定理、欧拉定理及其推论。我们将深入理解这些概念如何被应用于构建安全可靠的加密算法。例如，模逆元在许多对称加密和非对称加密算法中都扮演着关键角色。本章将通过实例展示，为何这些看似抽象的数论概念能够提供强大的安全保障。 第三章：有限域与代数结构 除了整数运算，有限域（Galois Field）也是构建现代密码学算法，特别是公钥密码算法的重要数学工具。本章将介绍有限域的基本定义、性质以及算术运算，包括加法、减法、乘法和除法。我们将探讨不同阶的有限域，特别关注二元域（GF(2^m)），它在许多现代分组密码和椭圆曲线密码算法中被广泛使用。此外，本章还将触及一些基本的代数结构，如群、环，并阐述它们在密码学设计中的抽象意义和应用。 第二部分：对称密码学 第四章：分组密码 本章是关于对称密码学中最核心的内容——分组密码。我们将深入剖析分组密码的工作原理，即如何将明文分成固定长度的数据块进行加密。本章将详细介绍两种主流的分组密码结构：扩散（Diffusion）和混淆（Confusion）的概念，以及它们在提高密码安全强度方面的重要性。我们将重点讲解两种经典的密码结构： 数据加密标准（DES）及其演进： 虽然DES本身已不再安全，但其作为分组密码发展的里程碑，其结构（如Feistel网络）对后续算法产生了深远影响。我们将分析DES的结构、密钥长度、迭代轮数，并讨论其存在的安全漏洞。 高级数据加密标准（AES）： AES是目前最广泛使用的对称加密算法。本章将详细介绍AES的算法细节，包括其字节代替（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混合（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）等变换。我们将分析AES的密钥扩展过程，以及不同模式（如ECB, CBC, CFB, OFB, CTR）下分组密码的工作方式，并讨论它们的安全性与适用场景。 第五章：流密码 与分组密码不同，流密码以比特或字节为单位对数据流进行加密。本章将介绍流密码的基本原理，包括其生成伪随机密钥流（keystream）的过程。我们将讨论两种主要的流密码类型： 同步流密码： 密钥流的生成不依赖于密文，双方需要严格同步。我们将介绍基于线性反馈移位寄存器（LFSR）的流密码，并探讨其安全性和潜在的攻击方法。 自同步流密码（或称异步流密码）： 密钥流的生成依赖于之前的密钥流和明文（或密文）。我们将分析其工作机制，并讨论其在实际应用中的优缺点。本章还将探讨一些现代流密码算法，如RC4（及其安全分析）和ChaCha20。 第六章：对称密码的安全性分析与攻击 本章将深入探讨对称密码的安全性，以及密码分析者可能采用的攻击手段。我们将介绍几种经典的密码分析技术： 差分密码分析（Differential Cryptanalysis）： 分析明文的微小差异如何导致密文的特定差异，从而推断密钥。 线性密码分析（Linear Cryptanalysis）： 利用明文、密文和密钥位之间的线性近似关系来逼近密钥。 统计攻击（Statistical Attacks）： 利用密码系统输出的统计特性与随机性之间的偏差进行分析。 蛮力攻击（Brute-Force Attack）： 尝试所有可能的密钥。我们将讨论密钥长度对蛮力攻击的抵抗能力。 本章还将讨论密钥管理问题，包括对称密钥的生成、分发和存储，以及密钥管理系统（KMS）的重要性。 第三部分：非对称密码学（公钥密码学） 第七章：公钥密码学基础与RSA算法 本章将介绍公钥密码学的革命性概念：公钥与私钥的分离。我们将阐述公钥密码学如何解决了对称密码学中的密钥分发难题，并使其能够实现数字签名。随后，我们将详细介绍最著名的公钥密码算法——RSA算法。本章将深入解析RSA算法的数学原理，包括基于大整数因子分解问题的困难性。我们将讲解RSA的密钥生成、加密和解密过程，并讨论其安全强度与密钥长度的关系。本章还会初步介绍RSA在实际应用中的一些问题，如素数选择、填充方案（如OAEP）的重要性。 第八章：迪菲-赫尔曼密钥交换协议 在通信双方建立安全通信通道之前，需要一个安全的方式来共享秘密密钥。迪菲-赫尔曼密钥交换协议（Diffie-Hellman Key Exchange）正是为此目的而设计的。本章将详细解释DH协议的原理，它如何利用有限域的离散对数问题（Discrete Logarithm Problem）的困难性，使得双方能够在不安全的信道上安全地生成共享密钥。我们将分析DH协议的工作流程，并讨论其安全性，以及可能面临的中途攻击（Man-in-the-Middle Attack）等威胁，以及如何通过身份验证来解决这些问题。 第九章：椭圆曲线密码学（ECC） 椭圆曲线密码学（ECC）是近年来发展迅速且日益重要的公钥密码学技术。与RSA算法基于大整数因子分解问题不同，ECC基于椭圆曲线上的离散对数问题（Elliptic Curve Discrete Logarithm Problem, ECDLP）的困难性。本章将介绍椭圆曲线的基本概念，包括椭圆曲线方程、点加法运算以及标量乘法运算。我们将详细解析基于ECC的密钥生成、加密和签名方案（如ECDSA），并重点阐述ECC相对于RSA在相同安全强度下具有更短密钥长度的优势，这使其在资源受限的设备（如智能卡、移动设备）上具有显著优势。 第十章：数字签名与公钥基础设施（PKI） 数字签名是公钥密码学的重要应用之一，它提供了身份验证、数据完整性和不可否认性。本章将深入讲解数字签名的工作原理，包括如何使用私钥对消息进行签名，以及如何使用公钥进行验证。我们将介绍几种典型的数字签名算法，如RSA签名、DSA（Digital Signature Algorithm）和ECDSA。 在此基础上，本章将介绍公钥基础设施（PKI）的概念。PKI是建立和管理数字证书的网络体系，它通过可信的第三方（证书颁发机构，CA）来验证公钥的真实性。我们将详细介绍数字证书的结构（如X.509标准）、证书颁发机构（CA）和证书撤销列表（CRL）/在线证书状态协议（OCSP）等关键组件，以及PKI如何在保障网络通信安全中发挥关键作用。 第四部分：密码学应用与进阶主题 第十一章：哈希函数与消息认证码（MAC） 哈希函数是将任意长度的数据映射到固定长度的摘要（digest）的单向函数。本章将介绍哈希函数的基本性质，如抗碰撞性（collision resistance）、抗原像攻击性（preimage resistance）和抗第二原像攻击性（second preimage resistance）。我们将深入分析几种常用的哈希函数，如MD5（及其安全漏洞）、SHA-1（及其局限性）以及SHA-2系列（SHA-256, SHA-512）和SHA-3。 消息认证码（MAC）结合了哈希函数和密钥，用于验证消息的完整性和来源。本章将介绍HMAC（基于哈希的消息认证码）等MAC的构造方法和安全性。 第十二章：密码学协议与应用 本章将介绍密码学在实际网络协议中的应用，帮助读者理解理论知识如何转化为实际的安全解决方案。我们将重点探讨： TLS/SSL协议： Transport Layer Security (TLS) 及其前身Secure Sockets Layer (SSL) 是互联网上最广泛使用的安全协议，用于保护Web浏览器和服务器之间的通信。我们将分析TLS/SSL协议的握手过程、密钥交换、身份验证和数据加密等环节，以及其在HTTPS等应用中的作用。 IPsec协议： Internet Protocol Security (IPsec) 是一套用于保护IP网络通信的安全协议。我们将介绍IPsec提供的认证头（AH）和封装安全载荷（ESP）等功能，以及它在VPN等场景中的应用。 PGP/GPG： Pretty Good Privacy (PGP) 及其开源实现GNU Privacy Guard (GPG) 是用于电子邮件加密和签名的常用工具。我们将探讨PGP/GPG的工作原理，包括其混合加密模式和数字签名机制。 第十三章：伪随机数生成器（PRNG） 在密码学中，高质量的伪随机数至关重要，它们被用于生成密钥、初始化向量（IV）以及其他安全参数。本章将介绍伪随机数生成器的基本概念，包括其统计随机性要求和安全性要求。我们将区分两种主要类型的PRNG： 确定性PRNG（DPRNG）： 基于一个种子值生成伪随机序列。 加密PRNG（CPRNGR）： 能够抵抗对手的分析，即使知道部分输出也无法预测或改变生成器状态。 本章还将介绍一些常见的PRNG算法，如Mersenne Twister（主要用于非密码学应用）以及加密PRNG（如基于HMAC的PRNG, Hash_DRBG, CTR_DRBG等）。 第十四章：高级主题与前沿研究 本章将对密码学的一些高级主题和当前的研究热点进行介绍，包括： 零知识证明（Zero-Knowledge Proofs）： 允许一方（证明者）向另一方（验证者）证明某个陈述的真实性，而无需泄露除该陈述真实性之外的任何信息。 同态加密（Homomorphic Encryption）： 允许在加密数据上进行计算，而无需先解密。 安全多方计算（Secure Multi-Party Computation, MPC）： 允许多个参与方共同计算一个函数，而无需透露各自的输入。 后量子密码学（Post-Quantum Cryptography）： 研究能够抵抗量子计算机攻击的密码学算法。 本章将对这些领域进行概述，并简要介绍其潜在的应用前景和面临的挑战。 本书特色： 理论与实践相结合： 本书不仅深入讲解密码学的理论基础，还通过丰富的实例和对实际协议的分析，展示了密码学在信息安全领域中的广泛应用。 循序渐进的结构： 内容组织清晰，从基础概念到复杂算法，层层递进，便于不同背景的读者理解和学习。 数学严谨性： 对关键的数学原理进行了详细的阐述，为理解密码学算法提供了坚实的数学基础。 前沿视野： 涵盖了当前密码学领域的一些热门研究方向，为读者提供对未来发展趋势的洞察。 目标读者： 本书适合计算机科学、信息安全、网络工程、数学等专业的学生，以及对信息安全技术感兴趣的广大从业人员和爱好者。无论您是初学者还是有一定基础的研究者，都能从本书中获得宝贵的知识和启发。 通过《密码学：原理与实践》，读者将能够建立起对现代密码学的系统性认知，理解数据安全的核心挑战，并掌握保护数字资产的关键工具。在信息安全日益重要的今天，掌握密码学知识已成为一项必备的技能。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容非常扎实，虽然我还没有完全消化，但从其组织结构和逻辑脉络来看，绝对是一部值得细细品味的作品。它没有简单地罗列概念，而是将各种加密算法、协议和理论巧妙地串联起来，形成了一个完整而连贯的知识体系。我尤其喜欢的是，书中在讲解某个技术点时，会适当地追溯其历史渊源或与其他相关技术进行对比，这使得我对整个密码学的发展脉络有了更深刻的理解，而不是停留在孤立的知识点上。这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，对于培养批判性思维和创新能力至关重要。此外，我注意到书中在一些关键的数学证明和推导过程的处理上，也显得格外清晰和严谨，没有含糊其辞的地方，这对于想要深入理解底层原理的学习者来说，无疑是宝贵的财富。总而言之，这本书的学术深度和严谨性，都让我对其内容充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

我被这本书的版式设计深深吸引。打开它，扑面而来的是一种严谨而又不失活力的学术气息。字体大小、行间距、段落划分都处理得恰到好处，即使是内容密集的部分，阅读起来也毫不费力，眼睛不容易疲劳。书中的图表和公式排版清晰，符号标注准确，这对于理解复杂的数学概念尤为重要。我曾遇到过一些技术书籍，其排版混乱，公式变形，这极大地影响了阅读体验和学习效率。而这本《密码学教程》在这方面做得非常出色，它让我能够专注于内容的理解，而不是被糟糕的排版所干扰。此外，书的装订也很牢固，封面设计既有专业感又不失美感，整体给人一种精心打磨的感觉，这让我对书中内容的质量更加充满期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的包装和印刷质量属实令人惊艳，封面设计简洁大气，很有学术范儿，翻开内页，纸张的触感温润，油墨的印制清晰锐利，没有一丝一毫的晕染或模糊，阅读体验非常愉悦。对于一本技术类的书籍来说，这一点尤为重要，毕竟我们要长时间地盯着书本进行学习，良好的印刷质量能够大大缓解眼部疲劳。而且，装订非常牢固，即使经常翻阅，也不担心书页松散脱落，这体现了出版社的专业和用心。我之前也买过一些电子版的技术书，虽然方便携带，但总觉得缺少了实体书的那种沉甸甸的实在感和仪式感。拿到这本《密码学教程》的时候，我立刻就爱上了它，它不仅仅是一本学习的工具，更像是一件值得收藏的工艺品。封面的材质非常有质感，拿在手里沉甸甸的，打开书页，印刷的字体大小适中，行间距也恰到好处，即使是密集的公式和符号，也依然清晰易辨，长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳。书本的装订也非常结实，我尝试着将书本完全摊平，也没有出现书页松散的迹象，这对于经常翻阅和做笔记的学习者来说，无疑是一个巨大的福音。科学出版社在图书制作上的精益求精，在这本《密码学教程》中得到了充分的体现，让我对后续的学习充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对计算机安全领域充满好奇的初学者，我一直在寻找一本能够系统性地介绍密码学知识的入门读物。在浏览了众多书籍后，我被《密码学教程》的封面和出版社名称所吸引，科学出版社一直以来都是我信赖的出版机构，其出版的书籍质量通常都很有保障。收到这本书后，我迫不及待地翻阅起来，虽然内容本身还在探索之中，但光是这严谨细致的编排和清晰易懂的语言就足以让我心生好感。很多技术类书籍动辄就充斥着晦涩难懂的专业术语，让人望而却步，但这本书似乎在这方面做得相当不错，循序渐进地引导读者进入密码学的世界。我尤其欣赏的是，书中在介绍复杂概念时，似乎会辅以恰当的图示或例子，这对于我这种理解能力相对较弱的学习者来说，简直是福音。我相信，这本书能够为我打下坚实的密码学基础，让我能够更自信地探索更深入的技术细节。

评分☆☆☆☆☆

作为一名已经接触过一段时间密码学相关知识的开发者，我深知理论与实践相结合的重要性。虽然我还没有深入阅读这本书的具体章节，但从其目录和前言来看，它似乎非常注重理论体系的构建，同时也预留了与实际应用场景的连接。我期待这本书能够在理论推导的基础上，提供一些关于实际密码学系统设计、实现或安全分析的指导。毕竟，脱离实际应用的理论学习，往往难以产生实际价值。我尤其关心的是，书中是否能够就当前一些热门的密码学应用（例如区块链、量子密码学等）提供相关的理论基础或技术解读，这对我目前的开发工作和未来的技术发展都将大有裨益。一本好的技术教程，不仅要传授知识，更要启发思考，并指引未来的方向。