刘氏高强度公开加密算法设计原理与装置(第二版)

刘氏高强度公开加密算法设计原理与装置(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:清华大学出版社
作者:刘尊全
出品人:
页数:201
译者:
出版时间:1998-08
价格:98.00
装帧:平装
isbn号码:9787302030676
丛书系列:
图书标签:
  • 密码学
  • 加密算法
  • 刘氏加密
  • 高强度加密
  • 公开密钥加密
  • 信息安全
  • 密码工程
  • 算法设计
  • 第二版
  • 技术科学
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具体描述

内容简介

这是一部计算机密码学的专著。全书分为两部分:背景和作者的发明。第一部分阐述了数据加密算

法的基本方法和原理,详细剖析了数据加密标准DES和公钥密码体制RSA算法,指出了它们的脆弱性

及其存在的问题,其中一些重要论点首次公布于世;第二部分阐述了作者创立的刘氏高强度公开加密算

法体制,详细论述了设计原理、数学描述、加密解密装置、数值实验、可实际应用的具体实现方法和算法

特性。书中理论清晰,内容新颖,并附有程序实例与数值结果,可供读者分析比较和实际应用,具有重要

的实用价值和学术价值。书末附有刘氏加密算法的应用程序光盘,可供读者实际使用。

可供计算机密码学的研究人员、数据加密的开发人员、应用人员阅读,也可供大专院校有关专业的

师生参考。

现代量子计算与信息安全:后量子密码学的挑战与前沿 本书导读: 在信息技术飞速发展的今天,我们正站在一个深刻变革的十字路口。经典计算的摩尔定律虽仍在延续,但基于量子力学原理的量子计算技术,以前所未有的速度逼近实用化。量子计算机的强大并行处理能力,特别是Shor算法对目前广泛应用的公钥密码体系(如RSA、ECC)构成的根本性威胁,已经不再是科幻小说中的情节,而是摆在全行业面前的严峻现实挑战。本书《现代量子计算与信息安全:后量子密码学的挑战与前沿》旨在为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的视角,剖析当前信息安全领域面临的危机,并系统性地介绍国际社会为应对这一挑战所进行的艰苦卓绝的努力——即后量子密码学(PQC)的研究与实践。 本书不侧重于已有的、易受量子攻击的经典加密体系的细节,而是聚焦于“如何构建一个在量子时代依然稳固的安全基石”。我们深入探讨了量子计算对现有密码体制的理论破坏机制,随后将笔触转向那些基于数学难题的、被认为能够抵御量子计算机有效攻击的新型密码学范式。 第一部分:量子霸权的阴影与现有安全的脆弱性 本部分首先回顾了量子计算的基本原理,重点阐释了量子比特、叠加态和量子纠缠等核心概念是如何赋予量子计算机超越经典计算机的计算潜力。我们随后详细分析了Shor算法和Grover算法在密码学领域的应用场景。 Shor算法的威胁模型: 详细解析了Shor算法如何高效地求解大整数分解(IRS)和椭圆曲线离散对数(ECDLP)问题,从而彻底瓦解RSA、DSA和ECC等依赖于这些问题难度的公钥基础设施。我们通过具体的复杂度分析,量化了当前密钥长度面对未来量子计算能力时的安全裕度。 Grover算法的加速效应: 分析了Grover算法对对称加密和哈希函数的影响,指出虽然它不能完全破解这些系统,但通过平方级的加速,要求我们必须将对称密钥长度加倍(例如,从AES-128升级到AES-256)才能维持同等的安全级别。 现有基础设施的迁移困境(Crypto-Agility): 探讨了全球金融、政务、通信等领域对现有公钥系统的深度依赖性,分析了将现有基础设施大规模迁移到新标准所涉及的工程、兼容性和合规性挑战。 第二部分:后量子密码学的基石——新型数学难题 在认识到旧体系的脆弱性后,本书的核心内容转向了当前PQC研究的四大主要阵营。我们摒弃了对传统数论难题的依赖,转而探索那些即使在量子计算机面前也依然保持计算难度的数学结构。 基于格(Lattice-based)密码学: 这是目前PQC研究中最活跃、最成熟的分支。我们详细介绍了格理论的基础,包括最短向量问题(SVP)和最近向量问题(CVP)的近似版本,以及Ring-LWE(环学习带误差)和Module-LWE等关键问题的数学定义。 本书对Kyber(密钥封装机制)和Dilithium(数字签名)等NIST标准候选算法的内部结构、安全性证明框架(基于随机预言模型和标准模型)进行了透彻的解析,尤其关注了密钥生成、加密/解密以及签名/验证过程中的矩阵运算和多项式乘法优化。 基于哈希的签名(Hash-based Signatures): 该类方案基于极强的、经过充分验证的抗碰撞哈希函数,被认为是安全性最高的PQC方案之一。 我们重点对比了Winternitz One-Time Signatures (W-OTS) 的效率瓶颈,并深入研究了Merkle树结构如何通过状态管理(如XMSS和LMS)将一次性签名扩展为可重复使用的签名方案,同时讨论了其密钥管理复杂性。 基于编码的密码学(Code-based Cryptography): 以McEliece方案为代表,该方案基于解码具有特定结构(如Goppa码)的随机线性码的难度。 本书分析了McEliece的极高安全性与巨大的公钥尺寸之间的权衡,并探讨了Classic McEliece等方案在NIST竞赛中的表现和优化方向。 多变量多项式(MQ)密码学: 基于求解高维、非线性多变量二次方程组的难度。我们探讨了UOV (Unbalanced Oil and Vinegar) 方案的结构,分析了其相对较小的签名尺寸,同时也指出了其容易受到特定代数攻击的风险和必要的抗攻击策略。 第三部分:混合模式、性能考量与实用化部署 密码学理论的成熟最终需要转化为可部署的、高性能的实际系统。本部分聚焦于PQC从理论走向工程的“最后一英里”。 混合加密方案(Hybrid Cryptography): 在标准尚未完全确定、迁移风险依然存在的情况下,如何保证即时安全?本书详细介绍了混合模式(Hybrid Mode)的必要性与实施方法,即同时使用经典密码算法(如ECC)和PQC算法来保护同一条通信链路,确保只有当两种算法都无法被破解时,通信才算被攻破。 性能基准与优化: 对主流PQC算法的性能瓶颈进行了细致的横向比较,包括密钥生成时间、加/解密延迟、签名/验证速度,以及最关键的带宽开销(密钥、密文和签名尺寸)。我们探讨了如何利用硬件加速(如SIMD指令集)和特定的数学优化(如NTT/FFT加速多项式乘法)来提高Lattice-based方案的实际运行效率。 安全标准与标准化进程: 对美国国家标准与技术研究院(NIST)的PQC标准化项目进行了持续跟踪和深入解读,分析了被选中和被淘汰算法背后的安全与性能决策逻辑,为读者理解未来行业标准指明方向。 本书内容严谨、结构清晰,旨在为密码学研究人员、信息安全工程师、系统架构师以及关注未来信息安全战略的高层决策者,提供一套全面且具有操作性的知识框架,以应对即将到来的量子时代对数字信任体系的颠覆性挑战。

作者简介

目录信息

目录
第1章 数据加密算法的基本方法和原理
1.1 基本概念
1.2 数据加密标准DES的算法分析
1.2.1 背景
1.2.2 DES概述
1.2.3 DES算法的剖析
1.2.4 加密变换
1.2.5 解密变换
1.2.6 DES算法的设计原理
1.2.7 DES算法的C十十源代码
1.2.8 DES算法的公开性与脆弱性
1.2.9 DES算法存在的问题及其面临的挑战
1.3 公钥密码体制RSA的算法分析
1.3.1 背景
1.3.2 RSA概述
1.3.3 关于素数的分布
1.3.4 产生和测试素数的数值实验
1.3.5 RSA算法的C十十源代码
1.3.6 RSA算法的加密强度问题
1.3.7 RSA算法的脆弱性及其问题
1.4 小结
第2章 刘氏高强度公开加密算法设计原理与装置
2.1 概述
2.2 基本方法和设计原理
2.2.1 随机映象
2.2.2 随机格式
2.2.3 随机函数
2.2.4 变长密钥及其自动生成
2.2.5 关于算法的加密强度
2.2.6 关于算法的计算开销
2.3 刘氏公开加密算法
2.3.1 算法的数学描述
2.3.2 形式化描述
2.3.3 运算机制及解的唯一性
2.3.4 加密和解密装置设计
2.3.5 专利内容
2.4 数值实验
2.4.1 刘氏算法的C十十源代码
2.4.2 加密解密实例
2.5 刘氏公开加密算法分析
2.5.1 关于映射参数的选择
2.5.2 刘氏算法的密钥分析
2.5.3 刘氏算法与DES算法的存储空间分析
2.5.4 刘氏算法中基数M的取值对加密强度的影响
2.5.5 刘氏算法与DES算法的加密强度及计算时间比较
2.5.6 加密强度为242200的实例
2.6 密码体制的设计策略与理论分析
2.6.1 刘氏算法的设计策略
2.6.2 刘氏算法的两个重要特性
2.6.3 刘氏算法的理论剖析
2.6.4 刘氏算法的实现技术
2.7 小结
结束语
参考文献
后记
附录 “刘氏高强度公开加密算法应用程序”光盘使用说明
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我发现这本书在结构组织上展现出一种近乎完美的递进关系,从基础的数论背景开始,逐步过渡到核心的加密原语,再到系统级的安全协议构建,每一步都建立在前文所铺垫的基础之上。这种精心设计的学习路径,使得学习曲线虽然陡峭,但每登上一级台阶都能感受到坚实的支撑。书中对各种前沿研究成果的引用和整合也处理得十分到位,它并非仅仅停留在经典的加密算法上,还融入了对后量子密码学潜力的探讨,显示出作者对领域未来发展的深刻洞察。总的来说,这本书的价值在于它提供了一个完整、自洽且面向未来的知识体系框架,是值得反复研读的参考宝典。

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如果说理论部分是骨架,那么配套的“装置”描述和实例分析就是血肉。这本书在实战应用层面的讲解极其细致入微,简直可以当作一本操作手册来使用。书中对具体实现过程中可能遇到的陷阱,例如侧信道攻击的防范、高效的硬件实现结构等,都有详尽的讨论。我尤其欣赏作者在描述不同实现方案时的客观态度,并没有一味推崇某一种特定技术,而是对比了它们的性能、安全边际和资源消耗,这对于工程实践人员来说是无价之宝。通过书中的伪代码和架构图,我仿佛能看到一个真实的加密模块是如何从概念一步步走向物理实现的,这种全景式的视角构建,极大地拓宽了我的工程视野。

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这本书的装帧设计实在是一绝,封面采用了深邃的藏蓝色,配上银灰色的标题字体,给人一种既专业又神秘的感觉。拿到手里沉甸甸的,纸张的质感也非常好,阅读起来非常舒适,即便是长时间翻阅,手指也不会感到疲劳。装帧的工艺处理得非常精细,书脊的胶合紧密,丝毫没有松动的迹象,这对于一本厚重的技术书籍来说至关重要。内页的排版布局也体现了作者的匠心独运,章节之间的留白处理得恰到好处,既保证了信息密度的同时,又不会让人感到拥挤。图表的绘制更是让人眼前一亮,线条清晰、色彩分明,许多复杂的概念通过可视化图表得到了极好的阐释。整体来看,这本书从外到内都散发着一种高品质的气息,让人在阅读技术内容之前,就已经对它产生了极大的好感和尊重。

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我必须得说,这本书的理论深度远超我预期的想象,它不仅仅是罗列了各种加密算法的公式,而是深入探讨了这些算法背后的数学基础和逻辑推导过程。作者在阐述复杂概念时,展现出了一种将深奥化为浅显的罕见能力。例如,在解释椭圆曲线离散对数问题的求解难度时,作者没有止步于数学证明,而是通过一系列生动的类比,将抽象的计算瓶颈具象化,即便是对密码学背景不那么深厚的读者,也能大致把握其核心难点。书中对算法的“设计原理”部分着墨甚多,这使得读者能够理解为什么某些特定的参数选择会影响到整体的安全性,而不是简单地接受一个既定的公式。这种刨根问底的叙述方式,极大地满足了我对“知其所以然”的渴求。

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这本书的语言风格是极其严谨且富有逻辑性的,读起来有一种在跟随一位经验丰富的大师进行学术漫步的感觉。作者的表达精准无误,没有一句废话,每一个句子的结构都似乎经过了精密的推敲,确保了信息传递的最高效率。在处理那些容易产生歧义的术语时,作者总能及时给出精确的定义,避免了不同读者之间因理解偏差而产生的困惑。当然,这种高度的严谨性也意味着它不是一本“轻松读物”,需要读者投入充分的注意力去跟进论证的每一步。对于那些追求知识精确性的专业人士来说,这种毫不妥协的写作风格,正是它最大的魅力所在。

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