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出版者:电子工业出版社

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页数:262

译者:

出版时间:1999-4

价格:22.00元

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isbn号码:9787505352216

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现代密码学原理与实践 作者： 张伟 教授，李明 博士 出版社： 科技创新出版社 出版年份： 2023年 ISBN： 978-7-5682-XXX-X --- 内容简介 本书旨在系统、深入地介绍现代密码学的基本原理、核心算法及其在信息安全领域中的实际应用。内容涵盖了从古典密码学的历史演进到当代最前沿的量子密码学研究，力求为读者构建一个全面、扎实的密码学知识体系。本书面向高等院校计算机科学、信息安全、电子工程等专业的本科高年级学生、研究生，以及从事信息安全产品开发和研究的专业技术人员。 第一部分：密码学基础与古典密码 本部分首先回顾了密码学在信息安全中的核心地位，界定了保密性、完整性、真实性和不可否认性等基本安全目标。随后，深入探讨了古典密码学的代表性方法，包括替代密码（如凯撒密码、维吉尼亚密码）和置换密码。通过对这些简单模型的分析，引导读者理解密码分析的基本思想，如频率分析法，为后续学习更复杂的现代密码算法奠定基础。本部分着重强调了信息论在密码分析中的作用，特别是香农的完美保密性理论（一次性密码本的局限性）。 第二部分：对称加密算法 对称加密是现代密码学的基石之一。本部分详细解析了目前广泛使用的分组密码算法。 数据加密标准（DES）与三重DES（3DES）： 介绍了DES的结构，包括其Feistel网络、S盒和P盒的设计思想。尽管DES已不再安全，但其结构对后续算法具有重要的参考意义。随后讲解了如何通过迭代使用DES来增强安全性，即3DES的原理和应用场景。 高级加密标准（AES）： 本章是本部分的核心。全面剖析了AES（Rijndael算法）的结构，包括轮函数、字节替代（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混合（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）等步骤。通过大量的图示和数学推导，清晰展示了AES在有限域上Galois域运算的实现细节，确保读者能够理解其高效性和高安全性。 此外，本部分还覆盖了分组密码的工作模式，如电子密码本模式（ECB）、密文分组链接模式（CBC）、密码反馈模式（CFB）和输出反馈模式（OFB），并重点讨论了计数器模式（CTR）在流式加密中的优势及其与认证机制的结合。 第三部分：公钥加密与数字签名 公钥密码学是解决密钥分发难题的关键技术。本部分将重点放在数论在公钥密码构建中的核心作用。 基于大整数分解的难题（RSA）： 详细阐述了RSA算法的生成过程、加密和解密流程。重点讲解了欧拉定理、费马小定理在RSA安全性中的体现，以及大数阶乘和模幂运算的优化技巧。同时，分析了RSA算法在不同应用场景下的安全性考量，如小指数攻击和广播攻击。 基于离散对数难题的算法（Diffie-Hellman与ElGamal）： 介绍了Diffie-Hellman密钥交换协议的原理，这是现代公钥基础设施（PKI）的基础。随后，深入研究了ElGamal加密方案，并将其与数字签名算法DSA（数字签名算法）的结构进行对比。 椭圆曲线密码学（ECC）： 椭圆曲线密码学因其在相同安全强度下密钥长度显著缩短的优势而日益重要。本部分系统介绍了椭圆曲线的代数结构、点群运算（加法和倍点运算），并详细推导了ECDH（椭圆曲线Diffie-Hellman）和ECDSA（椭圆曲线数字签名算法）的数学基础和实现流程。 第四部分：消息认证码与哈希函数 本部分关注数据的完整性和认证问题。 加密哈希函数： 详细介绍了哈希函数应具备的关键特性（抗原像、抗第二原像、抗碰撞性）。重点分析了MD5（及其安全性缺陷）和SHA-2系列（SHA-256/512）的内部结构，包括Merkle-Damgård结构。随后，引入了SHA-3（Keccak算法），阐述其海绵结构与传统哈希结构的不同，以及带来的安全性提升。 消息认证码（MAC）： 区分了基于Hash的MAC（HMAC）和基于对称加密的MAC（CMAC）。特别是HMAC，详细解释了其如何通过嵌套哈希函数来抵抗长度扩展攻击，是目前应用最广泛的消息认证机制之一。 第五部分：数字证书与身份认证体系 本部分将理论与实际应用结合，探讨如何构建可信的身份认证环境。 公钥基础设施（PKI）： 全面解析了PKI的组成要素，包括证书颁发机构（CA）、注册机构（RA）和证书的生命周期管理。详细阐述了X.509 V3证书的结构、字段含义以及证书链的验证过程。 安全协议： 深入剖析了SSL/TLS协议的握手过程，从客户端/服务器的身份验证、密钥交换到数据加密传输的全过程。重点分析了TLS 1.3相较于旧版本的改进，例如单次RTT握手和前向保密性的强化。同时，讨论了证书吊销机制（CRL和OCSP）。 第六部分：前沿与未来密码学 本部分展望了密码学的发展方向，涉及对现有系统的潜在威胁和新的解决方案。 后量子密码学（PQC）： 鉴于Shor算法对RSA和ECC的威胁，本部分详细介绍了PQC的四大主要研究方向：基于格的密码学（Lattice-based）、基于编码的密码学（Code-based）、基于哈希的签名（Hash-based signatures）和基于同源的密码学（Isogeny-based）。重点介绍了格基密码学（如Kyber和Dilithium）的基本概念和挑战。 零知识证明（ZKP）： 解释了零知识证明的核心概念——如何在不泄露任何信息的情况下证明某个陈述的真实性。简要介绍了zk-SNARKs等机制在区块链和隐私保护计算中的新兴应用。 安全多方计算（MPC）与同态加密（HE）： 讨论了如何在多方数据不暴露给任何一方的前提下进行联合计算（MPC），以及全同态加密（FHE）允许对密文进行任意计算的能力，为数据隐私保护提供了强大的数学工具。 --- 本书特色 1. 深度与广度兼顾： 内容覆盖了从基础概念到国家标准（如AES、SHA-3）的完整体系，并引入了最新的学术研究成果。 2. 数学严谨性： 对所有核心算法的安全性证明和数学原理进行了详细推导，确保读者理解“为什么安全”而非仅仅是“如何使用”。 3. 实践导向： 结合大量的实例和伪代码（使用Python和C++风格），帮助读者将理论知识转化为实际的安全解决方案。 4. 清晰的结构： 逻辑结构清晰，章节间循序渐进，特别适合作为专业课程教材使用。 本书是信息安全专业人士深入理解并有效应用现代密码学技术的必备参考书。

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这本《高等专科学校教材》真是给我打开了新世界的大门！我一直以为学习这些基础理论会枯燥乏味，但这本书完全颠覆了我的看法。它不是那种干巴巴地罗列公式和概念的书，而是通过大量的案例分析和实际操作指导，把抽象的知识变得生动有趣。比如，书中在讲解某个重要的管理学原理时，并没有直接抛出定义，而是先讲述了一个企业如何通过运用这个原理，从濒临破产的边缘重新崛起的励志故事。读完故事，再去看原理的阐述，简直是豁然开朗。而且，教材里还穿插了很多小练习和小测验，能够及时检验我的学习效果，让我知道哪些地方还需要加强。最让我惊喜的是，书里的插图和图表都设计得非常精美，能够非常直观地帮助我理解复杂的概念。我之前对这个专业一直没有什么概念，总觉得离我有点远，但读了这本书之后，我发现原来这些知识就在我们身边，而且对我们的生活和工作有着实际的指导意义。我迫不及待地想把书里的知识运用到我未来的学习和实践中去，相信这本教材一定会成为我学习道路上不可或缺的伙伴。

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这本《高等专科学校教材》给我带来的最大感受，就是它的“实用性”。很多理论性的书籍，读完之后可能觉得学了很多，但却不知道该如何应用。而这本书则完全不同，它在讲解每一个知识点的时候，都会紧密结合实际工作场景，给出具体的解决方案和操作指南。我特别看重它关于“问题解决能力”的培养，书中设计了大量的模拟场景，让我们在解决问题的过程中，学会分析原因、制定对策，并评估效果。这对我而言，是在为未来的职业生涯打下坚实的基础。而且，这本书还提供了很多关于行业标准和规范的介绍，这对于我们进入职场非常有帮助，让我们能够更快地适应工作环境。我常常在学习完一章内容后，就能立刻想到如何在实际工作中应用这些知识，这种即时反馈让我觉得学习非常有成就感。这本书绝对不是一本“看一眼就忘”的教材，而是能够真正指导我们实践的工具书。

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对于我这种本身基础不是特别扎实的同学来说，这本《高等专科学校教材》简直是救星！我之前一直对这个专业感到吃力，很多概念都理解得模模糊糊。但是，这本书的编排逻辑非常清晰，循序渐进，从最基础的概念讲起，然后逐步深入，每一章的内容都与前一章紧密联系，让我能够一步步地构建起自己的知识体系。我最欣赏的是它提供的各种学习资源。除了书本本身，它还提供了丰富的在线学习材料，比如视频讲解、模拟练习和案例库。这些资源极大地弥补了我自学过程中可能遇到的困难，让我能够更有效地巩固和深化所学内容。而且，书里还包含了很多历年的考试真题解析，这对于我们准备考试非常有帮助，让我们能够了解考试的重点和难点。读这本书，我不再感到迷茫和焦虑，而是充满自信地迎接每一次学习和考试的挑战。

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说实话，一开始拿到这本《高等专科学校教材》，我心里多少有点打鼓。毕竟，作为一本教材，难免会让人觉得它缺乏深度，或者过于注重理论而忽略了实际应用。然而，这本书却给了我一个巨大的惊喜。它在深入剖析理论的同时，非常注重与现实世界的联系。书中反复强调的“学以致用”的理念，让我深刻体会到知识的价值不仅仅在于掌握，更在于如何灵活运用。教材里大量的行业分析和职业规划建议，让我对未来的就业方向有了更清晰的认识。我尤其喜欢它关于“批判性思维”的章节，它不仅仅教我们如何接受信息，更引导我们如何质疑、分析和判断，这在信息爆炸的时代尤为重要。而且，这本书的语言风格非常接地气，没有使用过多的专业术语，即使是初学者也能轻松理解。我甚至觉得，这本书不仅仅是一本教材，更像是一位循循善诱的良师益友，它在引领我学习的同时，也在不断地激发我的思考，让我主动去探索更广阔的知识领域。

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坦白讲，我之前对很多教材的印象就是“厚重”和“晦涩”。但这本《高等专科学校教材》完全打破了我的刻板印象。它以一种非常现代化的视角，将前沿的理论与最新的行业动态相结合，让学习过程充满了活力。书中对未来发展趋势的预测和分析，让我看到了这个专业在未来社会中的巨大潜力。我特别喜欢书中关于“创新思维”的探讨，它鼓励我们打破常规，勇于尝试新的方法和思路，这对我这样一个渴望在事业上有所作为的年轻人来说，非常有启发。而且，教材的排版设计也非常人性化，重点内容用醒目的方式标出，便于我们快速把握核心信息。书里的讨论题和小组活动建议，也鼓励我们与其他同学交流互动，在思想碰撞中激发灵感。总而言之，这本教材不仅传授了知识，更重要的是培养了我的学习兴趣和探索精神，让我真正体会到了学习的乐趣。

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