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张薇，杨晓元，韩益亮 著

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• 密码学
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• 数学基础
• 计算机科学
• 密码工程

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302267591

商品编码：29783473667

包装：平装

出版时间：2012-01-01

基本信息

书名：密码基础理论与协议

定价：24.00元

作者：张薇,杨晓元,韩益亮

出版社：清华大学出版社

出版日期：2012-01-01

ISBN：9787302267591

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.359kg

编辑推荐

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内容提要

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本书内容涉及现代密码学的基础理论和重要协议，包括计算复杂性理论、密码函数与序列密码变换理论、典型分组密码体制、公钥密码及其安全性、数字、多方密码协议及可证明安全理论。
　　本书可作为密码学、信息安全、网络安全、电子商务等专业的科研人员、工程技术人员参考，也可供相关专业的研究生及大学本科生使用。

目录

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章计算复杂性理论
　1.1算法的复杂性
　1.2利用dtm程序解决判定问题
　1.3p与np
　1.4多项式变换与np完全问题
　参考文献
第2章密码函数
　2.1频谱理论简介
　2.1.1布尔函数
　2.1.2walsh 变换
　2.1.3chrestenson谱
　2.2布尔函数的非线性准则
　2.2.1非线性度
　2.2.2线性结构与退化性
　2.2.3严格雪崩准则及扩散准则
　2.3相关免疫函数
　2.3.1函数的相关免疫性
　2.3.2相关免疫函数的构造
　2.4bent函数及其性质
　.2.4.1bent函数的定义
　2.4.2bent函数的构造
　2.4.3bent函数的密码学价值
　参考文献
第3章序列密码
　3.1概述
　3.1.1加密方式
　3.1.2理论保密的密码体制
　3.2序列密码的基础理论
　3.2.1周期序列的极小多项式及m序列
　3.2.2序列的线性复杂度
　3.2.3和序列与乘积序列
　3.2.4密钥序列的稳定性
　3.3密钥序列的产生方法
　3.3.1前馈序列
　3.3.2多路复合序列
　3.3.3钟控序列
　3.3.4产生密钥序列的其他方法
　3.4序列密码的安全性
　3.4.1布尔函数的佳仿射逼近与baa攻击
　3.4.2dc攻击
　3.5序列密码的应用
　3.5.1rc4密码
　3.5.2a5密码
　3.5.3欧洲nessie工程及estream工程简介
　3.6混沌流密码
　3.6.1混沌密码学概述
　3.6.2混沌流密码体制
　参考文献
第4章分组密码
　4.1数据加密标准des
　4.2高级加密标准aes
　4.2.1背景及算法概述
　4.2.2算法细节
　4.3差分分析
　4.3.1差分分析的基本原理
　4.3.2对迭代分组密码实施差分分析的一般过程
　4.4线性分析
　4.4.1对des算法圈函数的线性逼近
　4.4.2线性逼近方程的建立
　4.4.3线性逼近方程的求解
　4.5对分组密码的其他攻击方法
　4.5.1截段差分分析
　4.5.2高阶差分分析
　4.5.3非线性分析
　4.5.4square攻击
　参考文献
第5章公钥密码
　5.1典型公钥密码
　5.1.1diffie-hellman密钥交换
　5.1.2rsa密码
　5.1.3elgamal密码
　5.1.4rabin密码
　5.1.5ntru密码
　5.2椭圆曲线密码
　5.2.1椭圆曲线(elliptic curve)
　5.2.2椭圆曲线公钥密码
　5.2.3基于椭圆曲线密码的密码协议
　5.3超椭圆曲线密码
　5.3.1超椭圆曲线
　5.3.2除子与jacobian群
　5.3.3超椭圆曲线jacobian群中的运算
　5.3.4超椭圆曲线密码体制
　5.3.5基于hcc的密码协议
　5.4基于身份的公钥密码体制
　5.4.1概述
　5.4.2基于身份的体制
　5.4.3bf方案及其安全性
　5.4.4基于身份的密钥共享
　参考文献
第6章数字与签密
　6.1数字的基本概念
　6.1.1定义
　6.1.2对数字的攻击
　6.1.3数字的安全性
　6.2标准化的数字方案
　6.2.1rsa算法
　6.2.2dsa算法
　6.2.3ecdsa算法
　6.3代理
　6.3.1代理的定义
　6.3.2代理的安全性质
　6.3.3代理的分类
　6.3.4基于离散对数的代理
　6.4群
　6.4.1群的定义
　6.4.2群的安全性质
　6.4.3camenisch-stadler群
　6.4.4acjt群
　6.5签密
　6.5.1签密的定义
　6.5.2y.zheng基于短的签密方案scs
　6.5.3bao&deng;可公开验证的签密
　6.5.4个基于标准数字算法的签密
　6.5.5基于dsa的签密方案sc-dsa
　6.5.6相关问题
　6.6广义签密
　6.6.1广义签密的定义
　6.6.2广义签密ecgsc
　6.6.3相关问题
　参考文献
第7章多方密码协议
　7.1门限密码体制
　7.1.1秘密共享
　7.1.2门限方案的变体
　7.1.3秘密共享的应用
　7.2零知识证明
　7.2.1基本概念
　7.2.2零知识证明的形式化定义
　7.2.3零知识证明协议
　7.3安全多方计算
　7.3.1概述
　7.3.2半诚实模型下的安全多方计算协议
　7.3.3安全多方计算的研究前沿
　参考文献
第8章可证明安全技术基础
　8.1形式化证明技术概述
　8.2形式化安全性定义
　8.2.1攻击模型
　8.2.2加密的安全性定义
　8.2.3的安全性定义
　8.3预言机模型
　8.3.1预言机模型概述
　8.3.2基于预言机模型的加密方案
　8.3.3基于预言机模型的方案
　8.3.4对预言机模型的讨论
　8.4标准模型下可证明安全的加密方案
　8.4.1修改的elgamal算法
　8.4.2ind-cca安全的cramer-shoup方案
　8.4.3ind-cca2安全的cramer-shoup方案
　8.5数字的可证明安全性
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《数字安全的基石：精要密码学原理与安全协议解析》 在信息爆炸的时代，数据已成为新时代的石油，而保护这些数据的安全则是数字社会赖以运转的命脉。从我们日常的网络购物、社交互动，到国家级的军事通信、金融交易，无不依赖于强大的密码学技术和安全可靠的协议。本书将带领读者深入探索这一神秘而至关重要的领域，为您揭示数字安全的坚实基石，理解信息如何在喧嚣的网络世界中得到可靠的守护。 第一章：密码学的哲学与历史的回响 在踏入具体的密码学技术之前，让我们先回溯历史的长河，追寻密码学的起源与演进。我们将探讨密码学作为一门科学的哲学基础，它并非是凭空出现的魔法，而是对信息隐蔽、完整与真实性的严谨追求。从古埃及的象形文字隐藏术，到凯撒大帝的位移加密，再到第二次世界大战中著名的恩尼格玛密码机的破译，历史上的每一次密码学的突破，都伴随着人类智慧与对抗的博弈。我们将审视这些经典的加密与解密故事，理解历史的车轮是如何推动密码学从简单的手工技巧发展为今日复杂精密的数学科学。我们将探讨密码学在不同历史时期所扮演的角色，它如何影响了军事战略、外交事务，乃至社会的发展进程。理解这些历史的脉络，有助于我们更深刻地认识当前密码学技术的价值与重要性。 第二章：对称加密的秘密——速度与共享的艺术 对称加密，如同一个拥有同一把钥匙的双锁箱，发送者和接收者共享同一秘密密钥，用于加密和解密信息。本章将深入剖析对称加密的核心原理，从早期的移位密码、替换密码，到现代数据加密标准（DES）的诞生与局限，再到如今广泛应用的高级数据加密标准（AES）。我们将详细介绍AES的算法结构，包括其置换、替代、混合以及轮密钥加等关键步骤，并分析其在安全性和效率上的卓越表现。同时，我们将探讨填充（Padding）的概念，以及模式（Modes of Operation）如ECB、CBC、CFB、OFB、CTR等如何影响对称加密的安全性与应用场景。例如，我们将解析CBC模式如何在明文块之间引入依赖性，以抵抗某些类型的攻击，并讨论CTR模式如何将对称加密转化为伪随机数生成器。我们将通过实例分析，说明如何在实际应用中选择合适的对称加密算法和工作模式，以满足不同场景下的安全需求。 第三章：非对称加密的魔力——公钥的智慧与数字签名 与对称加密的双刃剑不同，非对称加密引入了“公钥”与“私钥”的概念，使得加密与解密不再需要事先共享秘密。本章将聚焦于非对称加密的迷人世界。我们将详细阐述RSA算法的数学原理，解释它如何基于大数分解的困难性来构建安全体系。我们将深入理解模幂运算、欧拉定理等数学概念在RSA中的应用，并探讨密钥生成、加密和解密的全过程。此外，我们还将介绍椭圆曲线密码学（ECC），作为一种更高效的替代方案，分析其在相同安全强度下所需密钥长度的优势，以及其在移动设备和物联网等资源受限环境下的重要性。 非对称加密的另一项核心应用——数字签名，也将是本章的重点。我们将阐释数字签名如何利用私钥进行签名，并使用对应的公钥进行验证，从而实现身份认证、完整性校验和不可否认性。我们将深入理解签名生成和验证的机制，例如RSA签名算法和DSA（Digital Signature Algorithm）算法。我们将探讨数字签名的工作流程，以及它如何保障电子交易和数字文档的真实性和可信度。 第四章：哈希函数的奥秘——指纹的生成与数据的完整性 哈希函数，如同为数据生成独一无二的“指纹”，能够将任意长度的数据映射为固定长度的摘要。本章将深入探索哈希函数的原理与应用。我们将介绍MD5和SHA-1等经典哈希算法，并分析它们在设计上的特点与存在的安全隐患，例如碰撞攻击。随后，我们将重点介绍SHA-256、SHA-3等更强大的哈希算法，阐述它们的结构与抗碰撞、抗原像攻击的性能。我们将讨论哈希函数的关键特性，如单向性（one-way）、抗碰撞性（collision resistance）以及雪崩效应（avalanche effect）。通过实例分析，我们将说明哈希函数如何在数据完整性校验、密码存储、数字签名以及区块链等领域发挥着至关重要的作用。我们将解析为何一个微小的输入变化，就能导致哈希输出的巨大差异，以及这种特性如何成为安全设计的基础。 第五章：密钥交换的挑战——安全地握手 在对称加密中，如何安全地将共享密钥传递给对方，是摆在首位的问题。本章将专注于密钥交换协议。我们将详细介绍Diffie-Hellman密钥交换算法，并深入理解其基于离散对数问题的安全性。我们将一步步解析DH算法的密钥协商过程，解释为什么即使攻击者截获了传输中的所有信息，也无法得知最终的共享密钥。此外，我们还将探讨椭圆曲线Diffie-Hellman（ECDH），作为DH算法的更优选择，分析其在效率和安全性上的提升。我们将探讨密钥交换协议中的一些安全挑战，例如中间人攻击（Man-in-the-Middle Attack），以及如何通过引入身份验证机制来防范这些攻击。 第六章：安全协议的架构——让通信变得可靠 在本章中，我们将把前几章学到的密码学原语（primitive）进行整合，深入探讨安全协议的设计与实现。我们将重点介绍传输层安全（TLS/SSL）协议，它是互联网上最广泛使用的安全通信协议。我们将解析TLS/SSL协议的工作流程，包括握手过程、密钥交换、证书验证以及数据加密和解密。我们将深入理解TLS/SSL如何结合对称加密、非对称加密和哈希函数，为Web浏览、电子邮件传输等提供端到端的安全保障。此外，我们还将简要介绍IPsec协议，它为IP层提供了安全服务，用于构建安全的虚拟专用网络（VPN）。我们将探讨这些协议的设计哲学，以及它们如何平衡安全性、效率和可用性。 第七章：数字证书与信任链——信用的构建 在公开密钥体系中，如何确保公钥确实属于预期的实体？本章将解答这一关键问题，聚焦于数字证书和信任链的概念。我们将详细介绍X.509数字证书的标准格式，包括证书的组成部分，如发行者、主体、公钥、有效期以及数字签名。我们将深入理解公钥基础设施（PKI）的概念，包括证书颁发机构（CA）、注册机构（RA）以及证书撤销列表（CRL）/在线证书状态协议（OCSP）等组件。我们将解释信任链是如何通过一系列已受信的证书层层传递，最终验证到终端用户的公钥的真实性。我们将探讨数字证书在身份认证、安全通信以及软件签名等领域的广泛应用。 第八章：高级密码学话题——前沿与未来 本章将带领读者探索一些更高级和前沿的密码学话题。我们将简要介绍零知识证明（Zero-Knowledge Proofs），它允许一方在不泄露任何信息的情况下，证明某个命题的真实性。我们将探讨其在隐私保护和身份验证方面的巨大潜力。我们还将触及同态加密（Homabilistic Encryption），它允许在加密数据上进行计算，而无需先解密，为隐私计算提供了新的可能。此外，我们还将对后量子密码学（Post-Quantum Cryptography）进行初步介绍，分析随着量子计算的兴起，传统密码学面临的挑战，以及新一代密码学算法的研发方向。我们将展望密码学未来的发展趋势，以及它如何继续塑造我们的数字世界。 本书旨在为读者提供一个全面而深入的密码学知识体系。无论您是计算机科学专业的学生、网络安全从业者，还是对数字信息安全充满好奇的普通读者，本书都将是您理解和掌握密码学核心理论与实践的宝贵指南。通过对本书的学习，您将能够更清晰地认识数字世界的安全挑战，理解各种安全协议的运作原理，并最终成为信息安全的有力守护者。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计给我留下了深刻的印象。封面采用了沉稳的深蓝色调，搭配简洁的白色字体，散发出一种严谨而专业的学术气息。纸张的质感也相当不错，摸上去厚实而光滑，翻阅起来非常舒适，没有廉价书籍那种涩涩的感觉。整体来看，出版方在细节处理上非常用心，无论是装订的牢固程度，还是内页的排版布局，都体现了对读者的尊重。内页的字体选择和行距设置，使得大段的公式和复杂的图表阅读起来也丝毫不费力，这对于一本技术性较强的书籍来说至关重要。我甚至注意到，书脊的印刷也非常清晰，即便是放在书架上，也能一眼识别出书名，这点对于经常需要查找资料的读者来说是个贴心的设计。可以说，这本书从拿到手的那一刻起，就传递出一种“干货满满”的信号，让人对即将展开的阅读充满了期待和信心。这种良好的物理体验，是很多纯粹的电子书无法比拟的，它让阅读过程本身成为了一种享受，而不是负担。

评分☆☆☆☆☆

随着阅读的深入，我开始注意到作者对于“为什么”的强调，这远超出了很多教材仅仅停留在“怎么做”的层面。许多参考书只教会了你如何实现某个协议的步骤，但很少有人会深入探讨设计这个协议的初衷，以及它在特定历史背景下所要解决的核心矛盾。这本书在这方面做得极为出色，它不仅展示了A算法的数学基础，更深入剖析了它相对于前代B算法的优势——比如在抗量子计算攻击方面的潜力或者在资源受限设备上的能效提升。这种“溯源式”的讲解，使得我对所学知识的认知不再是孤立的碎片，而是形成了一个逻辑严密的体系。这种深度挖掘，对于想要从事安全协议设计和分析的专业人士来说，无疑是无价的，它培养的不是操作者，而是思考者。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，一开始我对内容的技术难度持保留态度，毕竟涉及的数学领域跨度较大，担心会过于理论化而缺乏实践指导。但出乎意料的是，作者非常聪明地将理论深度与实际应用案例进行了精妙的穿插。在讲解完一个核心加密原语的数学原理后，紧接着就会附带一个小型代码段或者一个实际部署中可能遇到的陷阱分析。例如，当讨论到哈希函数的碰撞抵抗性时，书中会立即引用一个过去实际发生的、因哈希函数选择不当而导致的系统漏洞案例，并分析了如何通过使用更现代的构造来规避风险。这种“理论—案例—反思”的闭环结构，有效地将抽象的知识“锚定”到了真实的工程世界，让读者能够清晰地看到自己所学知识的价值和潜在风险，避免了成为一个只会背公式的“书呆子”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和术语一致性处理得非常专业，这在技术文档中往往是一个容易被忽视的细节，但它对阅读体验的影响却是巨大的。我发现，无论是在第一章还是在最后关于高级主题的讨论中，对于诸如“公钥基础设施（PKI）”、“零知识证明（ZKP）”这类关键术语的首次出现和后续引用，都保持了绝对的一致性，没有出现一会儿用缩写一会儿用全称导致混淆的情况。此外，图表的质量也值得称赞，那些流程图和结构图都非常清晰，关键节点标记明确，极大地辅助了复杂协议的并行理解。这种对细节的偏执，使得我在进行知识点回顾或交叉引用时，能够迅速定位所需信息，极大地提升了学习效率，减少了因格式不统一带来的心智负担。

评分☆☆☆☆☆

我花了相当长的时间来消化前几章的内容，最让我眼前一亮的是作者在讲解那些抽象概念时所采取的类比和示例。很多初学者在面对诸如“信息熵”或者“离散对数难题”这些概念时，往往会陷入公式的泥沼而无法自拔。然而，这本书的处理方式却显得异常“接地气”。比如，在解释某个加密算法的安全性时，作者并没有仅仅罗列定理，而是巧妙地引入了一个现实生活中的场景，比如一个复杂的迷宫或者一个需要多方协作才能解开的谜题，这样一来，原本晦涩的数学证明立刻变得生动起来，仿佛拥有了画面感。这种循序渐进、层层深入的教学方法，极大地降低了我的理解门槛。我甚至感觉自己不是在阅读一本教科书，更像是在听一位经验丰富的老师在耐心地为你剖析每一个技术细节，那种被引导着一步步走向真相的感觉，非常令人上瘾。