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张薇，杨晓元，韩益亮 著

图书标签:

• 密码学
• 网络安全
• 协议分析
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• 信息安全
• 通信安全
• 张薇
• 杨晓元
• 韩益亮
• 高等教育

店铺： 温文尔雅图书专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302267591

商品编码：29760391882

包装：平装

出版时间：2012-01-01

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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

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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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《网络安全与加密技术：数字时代的基石》 在信息爆炸、万物互联的今天，数字世界以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面。从个人隐私的保护到国家战略的安全，再到商业活动的信赖，网络安全与加密技术的重要性日益凸显，它们不再是晦涩的技术术语，而是构筑数字时代信任与秩序的坚实基石。本书旨在为读者构建一个全面而深入的网络安全与加密技术知识体系，揭示其背后精妙的原理，剖析其在现实世界中的应用，并展望其未来的发展趋势。 第一章：数字世界的安全挑战与加密技术的必然性 我们首先将深入探讨数字世界所面临的严峻安全挑战。从个人层面，数据泄露、身份盗窃、网络欺诈等威胁无处不在，严重威胁着我们的财产安全和个人隐私。从企业层面，商业机密泄露、知识产权侵犯、服务中断等后果可能导致巨大的经济损失和声誉危机。从国家层面，关键基础设施遭受攻击、国家机密被窃取、网络战的阴影笼罩，关乎国家安全和国际稳定。 在这样的背景下，加密技术应运而生，成为应对这些挑战的核心武器。我们将阐释加密技术的本质——通过数学算法将可读信息转化为不可读的密文，从而实现信息的机密性、完整性和可用性。我们会追溯加密技术的发展历程，从古代的凯撒密码、恩尼格玛机，到现代的公钥密码体系，展示人类在信息安全领域不断探索与进步的智慧。本书将强调，加密技术并非仅仅是技术人员的工具，更是每一个数字公民应当了解的基础知识，是保障个人权益、参与数字社会、构建可信网络环境的必要技能。 第二章：对称加密算法：高效的信息保护利器 对称加密，顾名思义，即加密和解密过程使用相同的密钥。本章将详细介绍对称加密算法的基本原理。我们将深入剖析几种经典的对称加密算法，例如： DES (Data Encryption Standard)：虽然已被认为不安全，但它作为对称加密的里程碑，其历史意义和基本思想仍有研究价值。我们将探讨其结构、工作流程以及为何会逐渐被淘汰。 3DES (Triple DES)：作为DES的改进版本，3DES通过三次应用DES加密来增强安全性。我们将分析其工作方式、安全性提升原理以及其局限性。 AES (Advanced Encryption Standard)：目前被广泛采用且安全性极高的对称加密标准。我们将详细讲解AES的数学模型，包括字节代替、行位移、列混合和轮密钥加等过程，深入理解其强大的加密能力。我们将探讨AES的多种模式（如ECB, CBC, CFB, OFB, CTR），分析不同模式在数据处理方式和安全性上的差异，以及它们各自适用的场景。 此外，本章还会讨论对称加密算法在实际应用中的挑战，例如密钥分发问题。高效且安全的密钥交换机制是对称加密得以有效应用的关键，我们将简要介绍一些相关的概念和技术，为后续章节的内容铺垫。 第三章：非对称加密算法：公钥与私钥的巧妙协作 非对称加密，也称为公钥加密，是现代密码学中的一项革命性技术。它使用一对密钥：公钥用于加密，私钥用于解密。这种机制极大地解决了对称加密中的密钥分发难题，并为数字签名等应用奠定了基础。本章将深入讲解非对称加密的核心原理： RSA算法：作为最知名和最广泛使用的非对称加密算法之一，我们将详细解析RSA的数学基础，即大数分解的困难性。我们将一步步演示RSA密钥对的生成、加密过程和解密过程，让读者理解其数学原理。同时，我们也会讨论RSA的安全性影响因素，例如密钥长度的选择。 Diffie-Hellman密钥交换：这是一个用于在不安全的通信通道上安全地协商共享密钥的协议。我们将阐释其基于离散对数问题的数学原理，解释双方如何通过交换公开信息来生成一个只有他们自己知道的秘密密钥，为后续的对称加密通信奠定基础。 椭圆曲线密码学 (ECC)：作为一种新兴的非对称加密技术，ECC在提供同等安全级别的情况下，所需的密钥长度更短，计算效率更高。我们将介绍椭圆曲线的数学性质，以及基于这些性质构建的ECC算法，并分析其在资源受限设备上的优势。 本章还将探讨非对称加密在数字证书、安全套接字层 (SSL/TLS) 等关键安全协议中的应用，揭示其在保障网络通信安全方面扮演的重要角色。 第四章：哈希函数与数字签名：确保信息的完整性与身份认证 除了加密，确保信息在传输或存储过程中不被篡改（完整性）以及验证信息来源的真实性（身份认证）同样至关重要。本章将聚焦于哈希函数和数字签名技术。 哈希函数 (Hash Functions)：我们将解释哈希函数的概念，即一种将任意长度的数据映射为固定长度的“摘要”或“指纹”的函数。我们将重点介绍其关键特性，如单向性（难以从哈希值反推出原始数据）、雪崩效应（输入微小变化导致输出巨大变化）以及抗碰撞性（难以找到两个不同的输入产生相同的哈希值）。我们将深入剖析几种重要的哈希算法，例如MD5（及其存在的安全问题）、SHA-1（及其已被弃用的原因）以及SHA-256、SHA-3等当前主流的、更安全的哈希算法。我们将讨论哈希函数在数据完整性校验、密码存储、区块链等领域的广泛应用。 数字签名 (Digital Signatures)：数字签名是利用非对称加密技术实现的一种安全机制，它能够提供消息的完整性、身份认证和不可否认性。我们将详细解析数字签名的工作流程：发送方使用私钥对消息的哈希值进行加密，生成数字签名；接收方使用发送方的公钥解密数字签名，并计算接收到的消息的哈希值，然后比对两个哈希值是否一致。本章还将讨论数字签名的重要性，例如在电子合同、软件分发、电子邮件安全等场景中的应用。 第五章：公钥基础设施 (PKI) 与数字证书：构建可信的网络环境 在复杂的网络世界中，如何可靠地验证对方身份，建立起相互信任的通信机制？公钥基础设施（PKI）和数字证书提供了解决方案。本章将深入解析PKI的组成部分和工作原理。 公钥基础设施 (PKI)：我们将介绍PKI的核心概念，包括证书颁发机构 (CA)、注册机构 (RA)、证书撤销列表 (CRL) 以及证书吊销链 (CRC) 等关键组件。我们将阐述CA如何通过验证身份来颁发数字证书，以及数字证书在其中扮演的角色。 数字证书 (Digital Certificates)：我们将详细解析数字证书的结构，包括颁发者信息、主体信息、公钥、有效期以及CA的数字签名等。我们将探讨不同类型的数字证书，例如SSL/TLS证书、代码签名证书、电子邮件证书等，以及它们各自的应用场景。 PKI的部署与管理：我们将讨论PKI的实际部署和管理挑战，包括密钥管理、证书生命周期管理、安全性策略等，以及如何在实际环境中构建和维护一个健壮的PKI系统。 PKI和数字证书构成了现代网络安全体系的重要支柱，它们是互联网安全通信、身份验证和可信交易的基础。 第六章：常见网络安全协议与应用：加密技术在实践中的落地 本章将把理论知识转化为实际应用，深入探讨几种至关重要的网络安全协议，展示加密技术如何在现实世界中保障我们的网络活动。 SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security)：我们将详细解析SSL/TLS协议的工作流程，从客户端握手、服务器身份验证、密钥交换到最终的加密通信建立。我们将解释它如何保护Web浏览、电子邮件传输和其他网络通信的机密性和完整性。 SSH (Secure Shell)：SSH协议是安全远程登录和文件传输的标准。我们将探讨SSH如何通过加密通道来保护远程命令执行和数据交换的安全。 IPsec (Internet Protocol Security)：IPsec是一种用于保护IP通信的网络层安全协议。我们将介绍IPsec的两种主要模式（传输模式和隧道模式）以及其提供的认证和加密服务，它在VPN（虚拟专用网络）等应用中的关键作用。 PGP (Pretty Good Privacy) / GnuPG：PGP是一种广泛用于电子邮件加密和数字签名的工具。我们将解析PGP如何结合对称加密和非对称加密来提供端到端的安全通信，以及其在保护个人通信隐私方面的应用。 通过对这些协议的深入分析，读者将能够理解加密技术如何在日常的网络交互中默默发挥作用，保护我们的信息免受侵害。 第七章：现代密码学的前沿与未来展望 随着技术的发展和安全威胁的演变，密码学领域也在不断探索新的理论和技术。本章将带领读者展望现代密码学的前沿领域，并对未来发展趋势进行展望。 后量子密码学 (Post-Quantum Cryptography)：随着量子计算能力的提升，现有的公钥加密算法（如RSA、ECC）面临被破解的风险。我们将介绍后量子密码学的重要性和研究方向，例如基于格的密码学、基于编码的密码学等。 同态加密 (Homomorphic Encryption)：同态加密允许在加密数据上进行计算，而无需先解密。我们将阐述其巨大的潜在应用价值，例如在保护隐私的云计算、数据分析等领域。 零知识证明 (Zero-Knowledge Proofs)：零知识证明允许一方在不泄露任何额外信息的情况下，向另一方证明某个陈述是真实的。我们将介绍其原理和在隐私保护、区块链等领域的应用前景。 加密货币与区块链技术：区块链技术的核心离不开密码学，如哈希函数、数字签名和共识机制。我们将简要探讨密码学在构建去中心化、不可篡改的分布式账本技术中的作用。 本书的最后，我们将再次强调网络安全与加密技术在构建一个安全、可信、高效的数字未来中的核心地位。我们鼓励读者将所学知识应用于实践，成为数字时代的负责任的参与者，共同构筑一个更安全的网络空间。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为那些对信息安全有强烈好奇心的“实干派”量身定做的。我拿到这本书的时候，首先被它扎实的工程实践导向所吸引。它不是那种只停留在纸上谈兵的纯数学理论书籍，而是大量地融入了实际应用场景和协议实现的考量。比如，书中对数字签名和证书颁发机构（CA）的讲解，不仅仅停留在算法层面，还扩展到了PKI（公钥基础设施）的整体架构和运维挑战。我印象最深的是它对TLS/SSL握手过程的细致描述，作者似乎把我们领进了服务器和客户端交互的每一个数据包现场，详细解析了每一步的意义和潜在的攻击面。这种沉浸式的学习体验，极大地提升了我对现代网络安全协议的信心。读完后，我感觉自己不再是那个只会调用库函数的“调包侠”，而是真正理解了底层安全保障机制是如何运作的，对于排查复杂的安全问题也更有底气了。

评分☆☆☆☆☆

最近读完了一本关于密码学基础理论与协议的书，真是受益匪浅。这本书的深度和广度都超出了我的预期，尤其是对于初学者来说，它提供了一个非常扎实且系统的入门路径。我特别欣赏作者在讲解复杂概念时所采用的循序渐进的方式，比如在介绍公钥加密体系时，他们没有直接抛出复杂的数学公式，而是先用日常生活中类比的例子来建立直观理解，这让我感到整个学习过程非常顺畅，几乎没有遇到理解上的“卡壳”。更难能可贵的是，书中对一些经典协议，如Diffie-Hellman密钥交换和RSA算法的安全性分析，进行了非常透彻的剖析，不仅告诉你“怎么做”，更深入地解释了“为什么这样做是安全的”，这种理论深度对于希望未来从事安全研究的人来说，简直是无价之宝。而且，书中的图示和流程图设计得极其精妙，复杂的过程被分解得一目了然，比那些只有文字堆砌的教材要高效得多，强烈推荐给所有想正儿八经啃下密码学基础的同仁。

评分☆☆☆☆☆

对于有一定编程基础，但对密码学只有模糊概念的开发者而言，这本书的价值是无可估量的。它清晰地划分了理论的边界和实践的切入点。书中对于有限域上的运算、椭圆曲线离散对数问题的难度分析，虽然涉及到高等代数，但作者的阐述方式非常克制，他们总是在保证理论严谨性的前提下，将重点引导回“这对我们的加密算法意味着什么”这个实用性问题上。我尤其喜欢它在讨论对称加密算法（如AES）时，对S盒（S-box）设计的非线性考量，以及如何通过侧信道攻击（Side-Channel Attacks）来分析其实现上的脆弱性。这种对“理论到实现再到安全漏洞”的完整闭环思考，培养了一种非常全面的安全思维模式，让我以后在设计系统时，会更早地将安全性纳入到架构考量之中，而不是事后打补丁。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始我对这本介绍“基础理论”的书抱有一定的保留态度，担心它会过于枯燥和学术化，但我很快发现自己的担忧是多余的。这本书的叙事风格非常独特，它像一位经验丰富的老教授在给你娓娓道来一个宏大的技术故事。它巧妙地将密码学的历史发展脉络融入到理论讲解中，让你能体会到这些安全机制是如何在不断的“矛与盾”的较量中一步步演进和完善的。特别是讲解哈希函数和碰撞抵抗性那一部分，作者引入了一些非常巧妙的反例和历史上的著名攻击案例，使得抽象的数学概念立刻变得鲜活起来，充满了戏剧张力。这种叙事手法极大地调动了我的阅读兴趣，我常常在不知不觉中就读完了好几章，完全没有那种“为了学习而学习”的疲惫感。它不仅是教科书，更像是一部关于信息世界信任构建史的精彩传记。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排堪称典范，体现了作者深厚的教学功底。它采取了一种螺旋上升的学习路径，初期的概念铺垫非常扎实，确保读者掌握了基本的数论知识和抽象思维后，才逐步引入更复杂的概念，比如格密码学的前瞻性介绍。我个人对它处理“信息论与密码学的关系”这一章节印象尤为深刻。作者没有将信息论的知识点简单罗列，而是将熵、随机性和保密性紧密地联系起来，清晰地论证了为什么一个好的密码系统必须依赖于真正的随机源。这种对基础原理的深挖，使得我对“安全”的理解不再停留在“加密/解密”这个表层操作，而是上升到了对信息本质不确定性的掌控。对于希望从“会用”走向“能创造”的读者来说，这本书提供的理论深度和前瞻视野，是其他入门书籍难以比拟的，无疑是密码学学习路上的灯塔。