密碼學教程 9787030349118 科學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳少真 著

圖書標籤:

• 密碼學
• 信息安全
• 網絡安全
• 加密算法
• 密碼分析
• 通信安全
• 計算安全
• 數學基礎
• 應用密碼學
• 安全協議

店鋪： 北京文博宏圖圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030349118

商品編碼：29235975004

包裝：平裝

齣版時間：2016-02-01

基本信息

書名：密碼學教程

定價：45.0元

作者：陳少真

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2016-02-01

ISBN：9787030349118

字數：404

頁碼：

版次：31

裝幀：平裝

開本：B5

商品重量：0.422kg

編輯推薦

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導語_點評_推薦詞

內容提要

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目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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序言

《密碼學：原理與實踐》 內容簡介： 在信息時代飛速發展的今天，數據安全與隱私保護已成為至關重要的議題。從網絡通信到金融交易，從個人隱私到國傢安全，無處不在的數據流動都依賴於強大的加密技術來保障其機密性、完整性和可用性。《密碼學：原理與實踐》一書，旨在為讀者提供一個全麵而深入的密碼學知識體係，幫助理解並掌握現代密碼學的核心概念、基本原理以及實際應用。本書不僅涵蓋瞭密碼學的理論基礎，更注重實際操作和工程實現，力求讓讀者在掌握理論的同時，也能具備解決實際安全問題的能力。 本書結構與內容概覽： 本書分為多個核心部分，層層遞進，由淺入深地引導讀者進入密碼學的世界。 第一部分：密碼學基礎 第一章：引言與曆史迴顧 本章將帶領讀者迴顧密碼學的悠久曆史，從古代的簡單替換密碼，如凱撒密碼，到現代復雜的多項式算法，瞭解密碼學發展的脈絡和驅動因素。我們將探討密碼學在不同曆史時期扮演的角色，以及它如何隨著計算能力和理論研究的進步而不斷演變。同時，本章將闡述信息安全的基本概念，包括機密性、完整性、可用性、真實性和不可否認性，並引齣密碼學在實現這些目標中的核心作用。我們將明確密碼學的研究範疇，包括密碼編碼學（加密和解密）和密碼分析學（破解密碼）。 第二章：數論在密碼學中的應用 數論是現代密碼學的重要理論基石。本章將詳細介紹與密碼學緊密相關的數論概念，包括整除性、同餘理論、模運算、歐幾裏得算法（用於計算最大公約數，也是求模逆元的基礎）、費馬小定理、歐拉定理及其推論。我們將深入理解這些概念如何被應用於構建安全可靠的加密算法。例如，模逆元在許多對稱加密和非對稱加密算法中都扮演著關鍵角色。本章將通過實例展示，為何這些看似抽象的數論概念能夠提供強大的安全保障。 第三章：有限域與代數結構 除瞭整數運算，有限域（Galois Field）也是構建現代密碼學算法，特彆是公鑰密碼算法的重要數學工具。本章將介紹有限域的基本定義、性質以及算術運算，包括加法、減法、乘法和除法。我們將探討不同階的有限域，特彆關注二元域（GF(2^m)），它在許多現代分組密碼和橢圓麯綫密碼算法中被廣泛使用。此外，本章還將觸及一些基本的代數結構，如群、環，並闡述它們在密碼學設計中的抽象意義和應用。 第二部分：對稱密碼學 第四章：分組密碼 本章是關於對稱密碼學中最核心的內容——分組密碼。我們將深入剖析分組密碼的工作原理，即如何將明文分成固定長度的數據塊進行加密。本章將詳細介紹兩種主流的分組密碼結構：擴散（Diffusion）和混淆（Confusion）的概念，以及它們在提高密碼安全強度方麵的重要性。我們將重點講解兩種經典的密碼結構： 數據加密標準（DES）及其演進： 雖然DES本身已不再安全，但其作為分組密碼發展的裏程碑，其結構（如Feistel網絡）對後續算法産生瞭深遠影響。我們將分析DES的結構、密鑰長度、迭代輪數，並討論其存在的安全漏洞。 高級數據加密標準（AES）： AES是目前最廣泛使用的對稱加密算法。本章將詳細介紹AES的算法細節，包括其字節代替（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混閤（MixColumns）和輪密鑰加（AddRoundKey）等變換。我們將分析AES的密鑰擴展過程，以及不同模式（如ECB, CBC, CFB, OFB, CTR）下分組密碼的工作方式，並討論它們的安全性與適用場景。 第五章：流密碼 與分組密碼不同，流密碼以比特或字節為單位對數據流進行加密。本章將介紹流密碼的基本原理，包括其生成僞隨機密鑰流（keystream）的過程。我們將討論兩種主要的流密碼類型： 同步流密碼： 密鑰流的生成不依賴於密文，雙方需要嚴格同步。我們將介紹基於綫性反饋移位寄存器（LFSR）的流密碼，並探討其安全性和潛在的攻擊方法。 自同步流密碼（或稱異步流密碼）： 密鑰流的生成依賴於之前的密鑰流和明文（或密文）。我們將分析其工作機製，並討論其在實際應用中的優缺點。本章還將探討一些現代流密碼算法，如RC4（及其安全分析）和ChaCha20。 第六章：對稱密碼的安全性分析與攻擊 本章將深入探討對稱密碼的安全性，以及密碼分析者可能采用的攻擊手段。我們將介紹幾種經典的密碼分析技術： 差分密碼分析（Differential Cryptanalysis）： 分析明文的微小差異如何導緻密文的特定差異，從而推斷密鑰。 綫性密碼分析（Linear Cryptanalysis）： 利用明文、密文和密鑰位之間的綫性近似關係來逼近密鑰。 統計攻擊（Statistical Attacks）： 利用密碼係統輸齣的統計特性與隨機性之間的偏差進行分析。 蠻力攻擊（Brute-Force Attack）： 嘗試所有可能的密鑰。我們將討論密鑰長度對蠻力攻擊的抵抗能力。 本章還將討論密鑰管理問題，包括對稱密鑰的生成、分發和存儲，以及密鑰管理係統（KMS）的重要性。 第三部分：非對稱密碼學（公鑰密碼學） 第七章：公鑰密碼學基礎與RSA算法 本章將介紹公鑰密碼學的革命性概念：公鑰與私鑰的分離。我們將闡述公鑰密碼學如何解決瞭對稱密碼學中的密鑰分發難題，並使其能夠實現數字簽名。隨後，我們將詳細介紹最著名的公鑰密碼算法——RSA算法。本章將深入解析RSA算法的數學原理，包括基於大整數因子分解問題的睏難性。我們將講解RSA的密鑰生成、加密和解密過程，並討論其安全強度與密鑰長度的關係。本章還會初步介紹RSA在實際應用中的一些問題，如素數選擇、填充方案（如OAEP）的重要性。 第八章：迪菲-赫爾曼密鑰交換協議 在通信雙方建立安全通信通道之前，需要一個安全的方式來共享秘密密鑰。迪菲-赫爾曼密鑰交換協議（Diffie-Hellman Key Exchange）正是為此目的而設計的。本章將詳細解釋DH協議的原理，它如何利用有限域的離散對數問題（Discrete Logarithm Problem）的睏難性，使得雙方能夠在不安全的信道上安全地生成共享密鑰。我們將分析DH協議的工作流程，並討論其安全性，以及可能麵臨的中途攻擊（Man-in-the-Middle Attack）等威脅，以及如何通過身份驗證來解決這些問題。 第九章：橢圓麯綫密碼學（ECC） 橢圓麯綫密碼學（ECC）是近年來發展迅速且日益重要的公鑰密碼學技術。與RSA算法基於大整數因子分解問題不同，ECC基於橢圓麯綫上的離散對數問題（Elliptic Curve Discrete Logarithm Problem, ECDLP）的睏難性。本章將介紹橢圓麯綫的基本概念，包括橢圓麯綫方程、點加法運算以及標量乘法運算。我們將詳細解析基於ECC的密鑰生成、加密和簽名方案（如ECDSA），並重點闡述ECC相對於RSA在相同安全強度下具有更短密鑰長度的優勢，這使其在資源受限的設備（如智能卡、移動設備）上具有顯著優勢。 第十章：數字簽名與公鑰基礎設施（PKI） 數字簽名是公鑰密碼學的重要應用之一，它提供瞭身份驗證、數據完整性和不可否認性。本章將深入講解數字簽名的工作原理，包括如何使用私鑰對消息進行簽名，以及如何使用公鑰進行驗證。我們將介紹幾種典型的數字簽名算法，如RSA簽名、DSA（Digital Signature Algorithm）和ECDSA。 在此基礎上，本章將介紹公鑰基礎設施（PKI）的概念。PKI是建立和管理數字證書的網絡體係，它通過可信的第三方（證書頒發機構，CA）來驗證公鑰的真實性。我們將詳細介紹數字證書的結構（如X.509標準）、證書頒發機構（CA）和證書撤銷列錶（CRL）/在綫證書狀態協議（OCSP）等關鍵組件，以及PKI如何在保障網絡通信安全中發揮關鍵作用。 第四部分：密碼學應用與進階主題 第十一章：哈希函數與消息認證碼（MAC） 哈希函數是將任意長度的數據映射到固定長度的摘要（digest）的單嚮函數。本章將介紹哈希函數的基本性質，如抗碰撞性（collision resistance）、抗原像攻擊性（preimage resistance）和抗第二原像攻擊性（second preimage resistance）。我們將深入分析幾種常用的哈希函數，如MD5（及其安全漏洞）、SHA-1（及其局限性）以及SHA-2係列（SHA-256, SHA-512）和SHA-3。 消息認證碼（MAC）結閤瞭哈希函數和密鑰，用於驗證消息的完整性和來源。本章將介紹HMAC（基於哈希的消息認證碼）等MAC的構造方法和安全性。 第十二章：密碼學協議與應用 本章將介紹密碼學在實際網絡協議中的應用，幫助讀者理解理論知識如何轉化為實際的安全解決方案。我們將重點探討： TLS/SSL協議： Transport Layer Security (TLS) 及其前身Secure Sockets Layer (SSL) 是互聯網上最廣泛使用的安全協議，用於保護Web瀏覽器和服務器之間的通信。我們將分析TLS/SSL協議的握手過程、密鑰交換、身份驗證和數據加密等環節，以及其在HTTPS等應用中的作用。 IPsec協議： Internet Protocol Security (IPsec) 是一套用於保護IP網絡通信的安全協議。我們將介紹IPsec提供的認證頭（AH）和封裝安全載荷（ESP）等功能，以及它在VPN等場景中的應用。 PGP/GPG： Pretty Good Privacy (PGP) 及其開源實現GNU Privacy Guard (GPG) 是用於電子郵件加密和簽名的常用工具。我們將探討PGP/GPG的工作原理，包括其混閤加密模式和數字簽名機製。 第十三章：僞隨機數生成器（PRNG） 在密碼學中，高質量的僞隨機數至關重要，它們被用於生成密鑰、初始化嚮量（IV）以及其他安全參數。本章將介紹僞隨機數生成器的基本概念，包括其統計隨機性要求和安全性要求。我們將區分兩種主要類型的PRNG： 確定性PRNG（DPRNG）： 基於一個種子值生成僞隨機序列。 加密PRNG（CPRNGR）： 能夠抵抗對手的分析，即使知道部分輸齣也無法預測或改變生成器狀態。 本章還將介紹一些常見的PRNG算法，如Mersenne Twister（主要用於非密碼學應用）以及加密PRNG（如基於HMAC的PRNG, Hash_DRBG, CTR_DRBG等）。 第十四章：高級主題與前沿研究 本章將對密碼學的一些高級主題和當前的研究熱點進行介紹，包括： 零知識證明（Zero-Knowledge Proofs）： 允許一方（證明者）嚮另一方（驗證者）證明某個陳述的真實性，而無需泄露除該陳述真實性之外的任何信息。 同態加密（Homomorphic Encryption）： 允許在加密數據上進行計算，而無需先解密。 安全多方計算（Secure Multi-Party Computation, MPC）： 允許多個參與方共同計算一個函數，而無需透露各自的輸入。 後量子密碼學（Post-Quantum Cryptography）： 研究能夠抵抗量子計算機攻擊的密碼學算法。 本章將對這些領域進行概述，並簡要介紹其潛在的應用前景和麵臨的挑戰。 本書特色： 理論與實踐相結閤： 本書不僅深入講解密碼學的理論基礎，還通過豐富的實例和對實際協議的分析，展示瞭密碼學在信息安全領域中的廣泛應用。 循序漸進的結構： 內容組織清晰，從基礎概念到復雜算法，層層遞進，便於不同背景的讀者理解和學習。 數學嚴謹性： 對關鍵的數學原理進行瞭詳細的闡述，為理解密碼學算法提供瞭堅實的數學基礎。 前沿視野： 涵蓋瞭當前密碼學領域的一些熱門研究方嚮，為讀者提供對未來發展趨勢的洞察。 目標讀者： 本書適閤計算機科學、信息安全、網絡工程、數學等專業的學生，以及對信息安全技術感興趣的廣大從業人員和愛好者。無論您是初學者還是有一定基礎的研究者，都能從本書中獲得寶貴的知識和啓發。 通過《密碼學：原理與實踐》，讀者將能夠建立起對現代密碼學的係統性認知，理解數據安全的核心挑戰，並掌握保護數字資産的關鍵工具。在信息安全日益重要的今天，掌握密碼學知識已成為一項必備的技能。

評分☆☆☆☆☆

我被這本書的版式設計深深吸引。打開它，撲麵而來的是一種嚴謹而又不失活力的學術氣息。字體大小、行間距、段落劃分都處理得恰到好處，即使是內容密集的部分，閱讀起來也毫不費力，眼睛不容易疲勞。書中的圖錶和公式排版清晰，符號標注準確，這對於理解復雜的數學概念尤為重要。我曾遇到過一些技術書籍，其排版混亂，公式變形，這極大地影響瞭閱讀體驗和學習效率。而這本《密碼學教程》在這方麵做得非常齣色，它讓我能夠專注於內容的理解，而不是被糟糕的排版所乾擾。此外，書的裝訂也很牢固，封麵設計既有專業感又不失美感，整體給人一種精心打磨的感覺，這讓我對書中內容的質量更加充滿期待。

評分☆☆☆☆☆

作為一名已經接觸過一段時間密碼學相關知識的開發者，我深知理論與實踐相結閤的重要性。雖然我還沒有深入閱讀這本書的具體章節，但從其目錄和前言來看，它似乎非常注重理論體係的構建，同時也預留瞭與實際應用場景的連接。我期待這本書能夠在理論推導的基礎上，提供一些關於實際密碼學係統設計、實現或安全分析的指導。畢竟，脫離實際應用的理論學習，往往難以産生實際價值。我尤其關心的是，書中是否能夠就當前一些熱門的密碼學應用（例如區塊鏈、量子密碼學等）提供相關的理論基礎或技術解讀，這對我目前的開發工作和未來的技術發展都將大有裨益。一本好的技術教程，不僅要傳授知識，更要啓發思考，並指引未來的方嚮。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對計算機安全領域充滿好奇的初學者，我一直在尋找一本能夠係統性地介紹密碼學知識的入門讀物。在瀏覽瞭眾多書籍後，我被《密碼學教程》的封麵和齣版社名稱所吸引，科學齣版社一直以來都是我信賴的齣版機構，其齣版的書籍質量通常都很有保障。收到這本書後，我迫不及待地翻閱起來，雖然內容本身還在探索之中，但光是這嚴謹細緻的編排和清晰易懂的語言就足以讓我心生好感。很多技術類書籍動輒就充斥著晦澀難懂的專業術語，讓人望而卻步，但這本書似乎在這方麵做得相當不錯，循序漸進地引導讀者進入密碼學的世界。我尤其欣賞的是，書中在介紹復雜概念時，似乎會輔以恰當的圖示或例子，這對於我這種理解能力相對較弱的學習者來說，簡直是福音。我相信，這本書能夠為我打下堅實的密碼學基礎，讓我能夠更自信地探索更深入的技術細節。

評分☆☆☆☆☆

這本書的包裝和印刷質量屬實令人驚艷，封麵設計簡潔大氣，很有學術範兒，翻開內頁，紙張的觸感溫潤，油墨的印製清晰銳利，沒有一絲一毫的暈染或模糊，閱讀體驗非常愉悅。對於一本技術類的書籍來說，這一點尤為重要，畢竟我們要長時間地盯著書本進行學習，良好的印刷質量能夠大大緩解眼部疲勞。而且，裝訂非常牢固，即使經常翻閱，也不擔心書頁鬆散脫落，這體現瞭齣版社的專業和用心。我之前也買過一些電子版的技術書，雖然方便攜帶，但總覺得缺少瞭實體書的那種沉甸甸的實在感和儀式感。拿到這本《密碼學教程》的時候，我立刻就愛上瞭它，它不僅僅是一本學習的工具，更像是一件值得收藏的工藝品。封麵的材質非常有質感，拿在手裏沉甸甸的，打開書頁，印刷的字體大小適中，行間距也恰到好處，即使是密集的公式和符號，也依然清晰易辨，長時間閱讀也不會覺得眼睛疲勞。書本的裝訂也非常結實，我嘗試著將書本完全攤平，也沒有齣現書頁鬆散的跡象，這對於經常翻閱和做筆記的學習者來說，無疑是一個巨大的福音。科學齣版社在圖書製作上的精益求精，在這本《密碼學教程》中得到瞭充分的體現，讓我對後續的學習充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容非常紮實，雖然我還沒有完全消化，但從其組織結構和邏輯脈絡來看，絕對是一部值得細細品味的作品。它沒有簡單地羅列概念，而是將各種加密算法、協議和理論巧妙地串聯起來，形成瞭一個完整而連貫的知識體係。我尤其喜歡的是，書中在講解某個技術點時，會適當地追溯其曆史淵源或與其他相關技術進行對比，這使得我對整個密碼學的發展脈絡有瞭更深刻的理解，而不是停留在孤立的知識點上。這種“知其然，更知其所以然”的講解方式，對於培養批判性思維和創新能力至關重要。此外，我注意到書中在一些關鍵的數學證明和推導過程的處理上，也顯得格外清晰和嚴謹，沒有含糊其辭的地方，這對於想要深入理解底層原理的學習者來說，無疑是寶貴的財富。總而言之，這本書的學術深度和嚴謹性，都讓我對其內容充滿瞭信心。