网络安全理论与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:杨波

出品人:

页数:288

译者:

出版时间:2002-1-1

价格:26.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787505370081

丛书系列:

图书标签:

• 网络安全
• 信息安全
• 计算机安全
• 网络攻防
• 安全技术
• 安全模型
• 密码学
• 渗透测试
• 漏洞分析
• 安全应用

密码学原理与实践 本书聚焦于现代密码学的核心理论基础、关键算法及其在实际安全系统中的应用。 深入探讨了信息安全领域最根本的数学工具和逻辑框架，旨在为读者构建一个坚实、系统的密码学知识体系。 第一部分：基础理论与信息安全基石 本部分奠定理解复杂密码学系统的基础，从信息论的角度审视安全性的度量，并详细介绍公认的安全模型。 第一章：信息论与安全度量 本章首先回顾香农（Shannon）的信息论基础，包括熵（Entropy）、互信息和信道容量。重点讨论如何将这些数学工具应用于量化信息安全。我们将详细剖析“不可区分性”和“计算安全性”的定义，解释为什么在实际应用中，我们依赖于计算复杂性而非绝对的理论不可破译性。引入完美保密性（一次性密码本）的局限性，并过渡到基于计算复杂性假设的现代密码设计哲学。 第二章：代数结构与数论基础 密码学严重依赖于特定的数学结构。本章系统梳理必要的数论知识，包括模运算、欧拉定理、费马小定理以及扩展欧几里得算法在求解模逆元中的应用。随后，我们将进入更抽象的代数领域，探讨有限域（Galois Fields, GF(2^n)）的构造及其在分组密码（如AES）中的重要性。对椭圆曲线（Elliptic Curves, EC）的代数几何基础进行介绍，为后续的公钥密码学打下基础，重点关注EC上的点加运算和离散对数问题。 第三章：随机性与伪随机性 安全的密码系统依赖于高质量的随机性。本章首先区分真随机数（TRNG）和伪随机数（PRNG）。深入分析各种伪随机数生成器（PRNG）的结构，例如线性同构生成器（LCG）的弱点。随后，详细介绍密码学安全伪随机数生成器（CSPRNG）的设计原则，包括基于熵池的管理、种子选择与扩展机制。本章还将涵盖确定性随机比特生成器（DRBG）的标准框架和安全要求。 第二部分：对称密码系统：保密性的核心 本部分集中探讨设计和分析保证数据在双方已知密钥下机密性的算法。 第四章：分组密码设计原理与分析 本章全面解析分组密码的工作机制。从经典密码（如DES）的结构入手，重点讲解Feistel网络和SPN（Substitution-Permutation Network）结构的异同与优劣。随后，对现代标准——美国国家标准与技术研究院（NIST）批准的高级加密标准（AES）进行深入的结构拆解、轮函数分析和实现细节探讨。本章的重点还包括差分分析（Differential Cryptanalysis）和线性分析（Linear Cryptanalysis）等侧信道攻击的基础理论，用以评估分组密码的抗攻击能力。 第五章：流密码与高效实现 流密码以其高吞吐量和硬件友好性在特定应用中占有重要地位。本章详细介绍基于有限域和有限域上的加法运算构建的反馈移位寄存器（LFSR）。重点分析了A5/1（GSM加密标准中的流密码）的结构缺陷，并深入探讨了现代同步流密码和自同步流密码的设计，例如Salsa20和ChaCha20的内部结构和密钥流生成过程。讨论在嵌入式系统和高性能计算中选择对称密码的权衡。 第六章：分组密码的运行模式（Modes of Operation） 单一的分组密码操作（如ECB）不足以满足实际应用需求。本章详细阐述各种操作模式，包括：电子密码本（ECB）、密文分组链接（CBC）、计数器模式（CTR）的并行化优势，以及密码分组链接（CFB）和输出反馈（OFB）的应用场景。特别强调伽罗瓦/计数器模式（GCM）作为认证加密（Authenticated Encryption）的黄金标准，其结合机密性和完整性的机制和数学证明。 第三部分：非对称密码系统：密钥交换与数字签名 本部分涵盖了现代互联网安全通信的基石——公钥密码学。 第七章：公钥密码学的核心算法 深入解析公钥密码系统的数学难题基础。详细阐述RSA算法的原理，包括密钥生成、加密和签名过程，并分析其安全性对大数因子分解问题的依赖性。紧接着，本章将聚焦Diffie-Hellman（DH）密钥交换协议的数学原理，及其在构建安全信道中的作用。 第八章：椭圆曲线密码学（ECC） ECC因其更短的密钥长度和相当的安全性，正逐渐成为主流。本章从基础代数回顾出发，详细解释椭圆曲线上的点群结构、标量乘法操作。重点讲解基于椭圆曲线的迪菲-赫尔曼（ECDH）密钥协商和椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）的生成与验证过程，并讨论其在移动和物联网环境中的优势。 第九章：密钥管理与数字证书体系 公钥密码学的有效性依赖于信任链的建立。本章探讨密钥的生命周期管理，包括生成、分发、存储和销毁。详细解释X.509证书的结构、证书颁发机构（CA）的作用、公钥基础设施（PKI）的架构。引入证书透明度（Certificate Transparency）等现代机制来增强TLS/SSL生态系统的鲁棒性。 第四部分：完整性、认证与应用协议 本部分关注如何验证信息的真实性、完整性，并将其应用于实际的网络通信安全协议。 第十章：消息认证码与哈希函数 哈希函数是构建完整性和身份验证的基础。本章详细剖析安全哈希算法（SHA-2和SHA-3）的内部结构和抗碰撞性要求。重点讲解消息认证码（MAC）的构造，特别是基于哈希的消息认证码（HMAC）的工作原理及其在数据完整性验证中的不可替代性。讨论长度扩展攻击（Length Extension Attacks）对某些旧式哈希函数构成的威胁。 第十一章：数字签名与零知识证明概述 本章深入探讨数字签名技术，不仅限于ECDSA，还将介绍基于格的密码学（Lattice-Based Cryptography）作为后量子密码学的重要分支。同时，引入前沿的零知识证明（Zero-Knowledge Proofs, ZKP）概念，解释其在不泄露敏感数据的前提下证明声明真实性的能力，包括交互式和非交互式证明（如SNARKs/STARKs的初步概念）。 第十二章：安全协议基础：TLS/SSL的密码学组件 本章将前述的密码学组件整合到实际应用中。详细剖析传输层安全协议（TLS）的握手过程，从客户端/服务器的密钥协商（如ECDHE）到使用对称加密和MAC算法进行数据的实际加解密。分析TLS协议的演进，重点关注TLS 1.3在简化握手流程、移除不安全算法和增强前向保密性方面的改进。 附录：密码学在后量子时代的前沿探索 简要概述当前面对量子计算威胁，密码学界正在积极研究的领域，包括格密码、基于编码的密码学以及同源密码学（Isogeny-Based Cryptography）的原理和挑战，为读者提供面向未来的视角。

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