現代密碼學教程第3章密碼學基礎

㈠ 現代密碼學的學科教材

《現代密碼學》系統地講述了密碼學的基礎理論與應用技術。主要內容包括密碼學的資訊理論基礎、密碼學的復雜性理論、流密碼、分組密碼、公鑰密碼、Hash函數、數字簽名、密碼協議和密鑰管理。《現代密碼學》內容豐富，取材經典、新穎，概念清楚，各章後面配有大量習題。《現代密碼學》可作為高等院校信息安全、通信工程等相關專業本科生的教材，也可供研究生與相關技術人員學習參考。 第1章 概論 1
1.1 信息安全與密碼技術 1
1.2 密碼系統模型和密碼體制 5
1.3 幾種簡單的密碼體制 10
1.4 初等密碼分析 14
1.5 密碼學的資訊理論基礎 20
1.5.1 信息量和熵 20
1.5.2 完善保密性 23
1.5.3 唯一解距離、理論保密性與實際保密性 25
1.6 密碼學的復雜性理論基礎 30
1.6.1 問題與演算法 30
1.6.2 演算法復雜性 31
1.6.3 問題按復雜性分類 32
注記 33
習題 33
第2章 流密碼 35
2.1 流密碼的一般模型 35
2.2 線性反饋移位寄存器序列 37
2.3 線性復雜度及B-M演算法 41
2.4 非線性准則及非線性序列生成器 44
2.5 流密碼演算法介紹 47
2.5.1 RC4演算法 47
2.5.2 A5演算法 48
注記 49
習題 50
第3章 分組密碼 51
3.1 分組密碼的一般模型 51
3.2 分組密碼分析方法 53
3.3 DES 54
3.3.1 DES演算法描述 54
3.3.2 DES安全性 60
3.3.3 三重DES 62
3.4 IDEA 63
3.4.1 IDEA基本運算 63
3.4.2 IDEA演算法描述 64
3.4.3 IDEA安全性和效率 68
3.5 AES演算法-Rijndael 68
3.5.1 Rijndael演算法數學基礎 69
3.5.2 Rijndael設計原理 72
3.5.3 Rijndael演算法描述 73
3.5.4 Rijndael安全性及效率 79
3.6 分組密碼工作模式 79
注記 83
習題 83
第4章 公鑰密碼學 85
4.1 公鑰密碼系統基本概念 85
4.1.1 基本概念 85
4.1.2 背包公鑰密碼系統 87
4.2 RSA公鑰密碼系統 89
4.2.1 演算法描述 89
4.2.2 對RSA的攻擊 91
4.2.3 RSA系統的參數選取 93
4.3 離散對數公鑰密碼系統 93
4.3.1 ElGamal密碼系統 93
4.3.2 ElGamal密碼系統的安全性 95
4.3.3 橢圓曲線密碼系統 96
4.4 可證明安全公鑰密碼系統 99
4.4.1 可證明安全性 99
4.4.2 公鑰密碼系統的安全性 100
4.4.3 可證明安全抗選擇明文攻擊密碼系統 101
4.4.4 可證明安全抗選擇密文攻擊密碼系統 102
注記 106
習題 107
第5章 Hash函數與消息認證 108
5.1 Hash函數概述 108
5.1.1 Hash函數定義 108
5.1.2 Hash函數的安全性 109
5.1.3 Hash函數的迭代構造法 111
5.2 Hash函數MD5 112
5.2.1 MD5演算法 112
5.2.2 MD5的安全性 116
5.3 安全Hash演算法SHA-1 117
5.3.1 SHA-1演算法 117
5.3.2 SHA-1和MD5的比較 120
5.3.3 SHA-1的修訂版 121
5.4 基於分組密碼與離散對數的Hash函數 122
5.4.1 利用分組密碼構造Hash函數 122
5.4.2 基於離散對數問題構造Hash函數 123
5.5 消息認證 125
5.5.1 消息認證碼 125
5.5.2 HMAC演算法 126
5.6 應用 127
注記 129
習題 129
第6章 數字簽名 131
6.1 數字簽名概述 131
6.2 RSA數字簽名體制 133
6.2.1 演算法描述 133
6.2.2 RSA數字簽名的安全性 134
6.3 ElGamal數字簽名體制 135
6.3.1 演算法描述 135
6.3.2 ElGamal數字簽名的安全性 137
6.3.3 ElGamal簽名體制的變形 139
6.4 其他數字簽名體制 140
6.4.1 Schnorr數字簽名 140
6.4.2 Fiat-Shamir數字簽名 141
6.4.3 一次性數字簽名 143
6.4.4 不可否認數字簽名 145
6.4.5 盲簽名 147
6.5 數字簽名標准 150
6.5.1 美國數字簽名標准 150
6.5.2 俄羅斯數字簽名標准 151
6.6 應用 152
注記 153
習題 153
第7章 密碼協議 155
7.1 密碼協議概述 155
7.2 實體認證協議 156
7.3 密鑰認證協議 162
7.3.1 基於對稱密碼技術的密鑰認證協議 162
7.3.2 基於非對稱密碼技術的密鑰認證協議 164
7.4 比特承諾協議 169
7.5 零知識證明與身份識別協議 171
7.5.1 零知識證明 171
7.5.2 身份識別協議 173
注記 176
習題 176
第8章 密鑰管理 178
8.1 密鑰管理的基本概念 178
8.2 密鑰生成與密鑰分發 179
8.2.1 密鑰的種類 179
8.2.2 密鑰生成 180
8.2.3 密鑰分配 182
8.3 秘密共享與密鑰託管 186
8.3.1 秘密共享 186
8.3.2 密鑰託管 189
8.4 公鑰基礎設施PKI 192
8.4.1 PKI的概念 192
8.4.2 PKI的組成 193
8.4.3 X.509認證業務 193
8.4.4 認證中心的體系結構與服務 196
8.4.5 PKI中的信任模型 197
注記 199
習題 199
參考文獻 201
……

㈡ 現代密碼學教程圖書目錄

現代密碼學教程圖書目錄概覽

這部教程分為多個章節，詳細探討了密碼學的基礎與進階內容。

• 
  第1章 - 密碼學概論
  

  1.1 強調信息安全與密碼學的聯系，解釋信息安全的重要性，介紹攻擊的形式與分類，以及密碼學在其中的作用。

  
  

  1.2 縱覽密碼學發展史，區分傳統與現代密碼學，講述密碼學的基礎概念。

  
  

  1.3 包括密碼體制模型、原則、分類、安全性評估和攻擊方式，以及習題環節。

  
  


• 
  第2章 - 傳統密碼體制
  

  涵蓋置換密碼，如列置換和周期置換，以及代換密碼的類別，如單表和多表代換，還有傳統密碼的分析方法和習題。

  
  


• 
  第3章 - 密碼學基礎
  

  深入數學原理，如數論中的素數、模運算和歐拉定理，以及近世代數中的群和域概念，還涉及香農理論和復雜度理論，最後是習題部分。

  
  


• 
  第4章 - 分組密碼
  

  解釋分組密碼原理，介紹DES和AES演算法，對比兩者並列舉典型演算法，討論工作模式，以及習題練習。

  
  


• 
  第5章 - 序列密碼
  

  探討序列密碼的歷史、原理，如線性反饋移位寄存器，以及各類非線性序列演算法和習題。

  
  


• 
  第6章 - Hash函數和消息認證
  

  解釋Hash函數概念，列舉MD5、SHA等演算法，涉及消息認證碼和攻擊方法，配以習題環節。

  
  


• 
  第7章 - 公鑰密碼體制
  

  介紹公鑰密碼體制，詳細講解RSA、ElGamal等演算法，以及現代公鑰密碼的優劣勢，最後是相關習題。

  
  


• 
  第8章 - 數字簽名技術
  

  解析數字簽名原理，列舉不同實現方案，包括代理簽名和特殊數字簽名，以及習題部分。

  
  


• 
  第9章 - 密碼協議
  

  概述密碼協議，涉及零知識證明、比特承諾等，探討電子商務中的密碼協議應用和習題。

  
  


• 
  第10章 - 密鑰管理
  

  講解密鑰管理的重要性和原則，涉及密鑰生命周期、分發技術和協商方法，以及密鑰託管和秘密共享技術的介紹。

  
  


• 
  第11章 - 新進展
  

  探討量子密碼學、混沌密碼學和DNA密碼學等前沿領域，以及相關問題和挑戰。

  
  

《現代密碼學教程》，坐著谷利澤、楊義先，北京郵電大學出版社2009年08月出版，信息安全專業的專業基礎課教材，是一本介紹現代密碼學基礎知識、基本技術以及應用的書籍。

㈢ 學習現代密碼學需要什麼基礎知識

呃，數學的話，主要是近世代數和概率論。
課上老師會講這一部分數學基礎的，很簡單，主要涉及的有歐拉定理、費馬小定理、拉格朗日定理這三個。
上課聽不懂可以下課看看書來理解一下這部分內容。

㈣ 現代密碼學教程的圖書目錄

第1章 密碼學概論
1.1 信息安全與密碼學
1.1.1 信息安全的重要性
1.1.2 攻擊的主要形式和分類
1.1.3 信息安全的目標
1.1.4 密碼學在信息安全中的作用
1.2 密碼學發展史
1.2.1 傳統密碼
1.2.2 現代密碼學
1.3 密碼學基礎
1.3.1 密碼體制模型及相關概念
1.3.2 密碼體制的原則
1.3.3 密碼體制的分類
1.3.4 密碼體制的安全性
1.3.5 密碼體制的攻擊
1.4 習題
第2章 傳統密碼體制
2.1 置換密碼
2.1.1 列置換密碼
2.1.2 周期置換密碼
2.2 代換密碼
2.2.1 單表代換密碼
2.2.2 多表代換密碼
2.2.3 轉輪密碼機
2.3 傳統密碼的分析
2.3.1 統計分析法
2.3.2 明文-密文對分析法
2.4 習題
第3章 密碼學基礎
3.1 數論
3.1.1 素數
3.1.2 模運算
3.1.3 歐幾里得演算法
3.1.4 歐拉定理
3.1.5 一次同餘方程與中國剩餘定理
3,1.6 二次剩餘和Blum整數
3.1.7 勒讓德和雅可比符號
3.2 近世代數
3.2.1 群
3.2.2 環與域
3.2.3 多項式環
3.2.4 域上的多項式環
3.2.5 有限域
3.3 香農理論
3.3.1 熵及其性質
3.3.2 完全保密
3.3.3 冗餘度.唯一解距離與保密性
3.3.4 乘積密碼體制
3.4 復雜度理論
3.4.1 演算法的復雜度
3.4.2 問題的復雜度
3.5 習題
第4章 分組密碼
4.1 分組密碼概述
4.1.1 分組密碼簡介
4.1.2 理想分組密碼
4.1.3 分組密碼的原理
4,1.4 分組密碼的設計准則
4.2 數據加密標准(DES)
4.2.1 DES的歷史
4.2.2 DES的基本結構
4.2.3 DES的初始置換和逆初始置換
4.2.4 DES的F函數
4.2.5 DES的子密鑰生成
4.2.6 DES的安全性
4.2.7 三重DES
4.2.8 DES的分析方法
4.3 AES演算法
4.3.1 AES的基本結構
4.3.2 位元組代換
4.3.3 行移位
4.3.4 列混合
4.3.5 輪密鑰加
4.3.6 密鑰擴展
4.3.7 AES的解密
4.3.8 AES的安全性和可用性
4,3.9 AES和DES的對比
4.4 典型分組密碼
4.4.1 1DEA演算法
4.4.2 RC6演算法
4.4.3 Skipjack演算法
4.4.4 Camellia演算法
4.5 分組密碼的工作模式
4.5.1 電子密碼本模式(ECB)
4.5.2 密碼分組鏈接模式(CBC)
4.5.3 密碼反饋模式(CFB)
4.5.4 輸出反饋模式(OFB)
4.5.5 計數器模式(CTR)
4.6 習題
第5章 序列密碼
5.1 序列密碼簡介
5.1.1 起源
5.1.2 序列密碼定義
5.1.3 序列密碼分類
5.1.4 序列密碼原理
5.2 線性反饋移位寄存器
5.2.1 移位寄存器
5.2.2 線性反饋移位寄存器
5.2.3 LFSR周期分析
5.2.4 偽隨機性測試
5.2.5 m序列密碼的破譯
5.2.6 帶進位的反饋移位寄存器
5.3 非線性序列
5.3.1 Geffe發生器
5.3.2 J-K觸發器
5.3.3 Pless生成器
5.3.4 鍾控序列生成器
5.3.5 門限發生器
5.4 典型序列密碼演算法
5.4.1 RC4演算法
5.4.2 A5演算法
5.4.3 SEAL演算法
5.4.4 SNOW2.0演算法
5.4.5 WAKE演算法
5.4.6 PKZIP演算法
5.5 習題
第6章 Hash函數和消息認證
6.1 Hash函數
6.1.1 Hash函數的概念
6.1.2 Hash函數結構
6.1.3 Hash函數應用
6.2 Hash演算法
6.2.1 MD5演算法
6.2.2 SHAl演算法
6.2.3 SHA256演算法
6.2.4 SHA512演算法
6.3 消息認證
6.3.1 消息認證碼
6.3.2 基於DES的消息認證碼
6.3.3 基於Hash的認證碼
6.4 Hash函數的攻擊
6.4.1 生日悖論
6.4.2 兩個集合相交問題
6.4.3 Hash函數的攻擊方法
6.4.4 Hash攻擊新進展
6.5 習題
第7章 公鑰密碼體制
7.1 公鑰密碼體制概述
7.1.1 公鑰密碼體制的提出
7.1.2 公鑰密碼體制的思想
7.1.3 公鑰密碼體制的分類
7.2 RSA公鑰密碼
7.2.1 RSA密鑰對生成
7.2.2 RSA加解密演算法
7.2.3 RSA公鑰密碼安全性
7.3 ElGamal公鑰密碼
7.3.1 ElGamal密鑰對生成
7.3.2 ElGamal加解密演算法
7.3.3 EIGamal公鑰密碼安全性
7.4 橢圓曲線公鑰密碼
7.4.1 橢圓曲線
7.4.2 ECC密鑰對生成
7.4.3 ECC加解密演算法
7.4.4 ECC安全性
7.4.5 ECC的優勢
7.5 其他公鑰密碼
7.5.1 MH背包公鑰密碼
7.5.2 Rabin公鑰密碼
7.5.3 Goldwasser-Micali概率公鑰密碼
7.5.4 NTRU公鑰密碼
7.5.5 基於身份的公鑰密碼
7.6 習題
第8章 數字簽名技術
8.1 數字簽名概述
8.1.1 數字簽名簡介
8.1.2 數字簽名原理
8.2 數字簽名的實現方案
8.2.1 基於RSA的簽名方案
8.2.2 基於離散對數的簽名方案
8.2.3 基於橢圓曲線的簽名方案
8.3 特殊數字簽名
8.3.1 代理簽名
8.3.2 盲簽名
8.3.3 多重數字簽名
8.3.4 群簽名
8.3.5 不可否認簽名
8.3.6 其他數字簽名
8.4 習題
第9章 密碼協議
9.1 密碼協議概述
9.2 零知識證明
9.2.1 Quisquater-Guillou零知識協議
9.2.2 Hamilton零知識協議
9.2.3 身份的零知識證明
9.3 比特承諾
9.3.1 基於對稱密碼演算法的比特承諾方案
9.3.2 基於單向函數的比特承諾方案
9.3.3 Pedersen比特承諾協議
9.4 不經意傳送協議
9.4.1 Blum不經意傳送協議
9.4.2 公平擲幣協議
9.5 安全多方計算
9.5.1 百萬富翁問題
9.5.2 平均薪水問題
9.6 電子商務中密碼協議
9.6.1 電子貨幣
9.6.2 電子投票
9.6.3 電子拍賣
9.?習題
第10章 密鑰管理
10.1 密鑰管理概述
10.1.1 密鑰管理的層次結構
10.1.2 密鑰管理的原則
10.2 密鑰生命周期
10.3 密鑰分發技術
10.3.1 公開密鑰的分發
10.3.2 秘密密鑰分發模式
10.4 密鑰協商技術
10.4.1 Diffie-Hellman密鑰交換協議
10.4.2 中間人攻擊
10.4.3 端-端協議
10.5 密鑰託管技術
10.5.1 密鑰託管簡介
10.5.2 密鑰託管主要技術
10.6 秘密共享技術
10.6.1 Shamir門限方案
10.6.2 Asmuth-Bloom門限方案
10.7 習題
第11章 密碼學新進展
11.1 量子密碼學
11.1.1 量子密碼學的物理學基礎
11.1.2 量子密碼信息理論
11.1.3 量子密碼的實現
11.1.4 量子密碼的應用
11.1.5 量子密碼面臨的問題
11.2 混沌密碼學
11.2.1 混沌學的歷史發展與現狀
11.2.2 混沌學基本原理
11.2.3 混沌密碼學原理
11.2.4 混沌密碼目前存在的主要問題
11.3 DNA密碼
11.3.1 背景與問題的提出
11.3.2 相關生物學背景
11.3.3 DNA計算與密碼學
11.3.4 DNA密碼
11.3.5 DNA密碼安全性分析
11.3.6 DNA計算及DNA密碼所遇到的問題
11.4 習題
參考文獻
……