高等代数教学研究

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出版者:西南师范大学出版社
作者:赵兴杰
出品人:
页数:319
译者:
出版时间:2006-9
价格:38.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787562137238
丛书系列:
图书标签:
  • 数学
  • 高等代数
  • 教学研究
  • 数学教育
  • 代数教学
  • 课程与教学
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  • 数学分析
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具体描述

《现代密码学原理与应用》 导论:数字时代的守护者 在信息爆炸的今天,数据安全已成为悬在我们头顶的达摩克利斯之剑。从金融交易到个人隐私,再到国家安全,无一不依赖于可靠的加密技术。本书旨在深入剖析现代密码学的理论基石、核心算法及其在实际工程中的应用。我们不满足于停留在表层的“加密”与“解密”,而是力求揭示隐藏在复杂数学公式背后的深刻逻辑与设计哲学。 第一部分:密码学的理论基础与历史演进 第一章:信息论与计算复杂性基础 密码学的安全性建立在坚实的数学和理论之上。本章首先回顾香农(Claude Shannon)的信息论在密码学中的核心地位,特别是互信息、熵(Entropy)在衡量加密强度上的作用。我们将详细讨论“完美保密”的理论极限——一次性密码本(One-Time Pad)及其在实际应用中的局限性。随后,我们将引入计算复杂性理论,特别是多项式时间(P)与非多项式时间(NP)的概念,解释为什么基于“计算困难性假设”的密码系统(如RSA、离散对数问题)被认为是安全的——即在现有计算能力下,破解它们所需的计算资源在天文数字级别。我们还将探讨伪随机数生成器(PRNG)与真随机数生成器(TRNG)的设计与评估标准,强调随机性在密码学中的不可或缺性。 第二章:古典密码学的遗训 虽然古典密码学在现代网络环境中已不堪一击,但它们是理解现代密码学思想的必经之路。本章将细致分析替代密码(如凯撒密码、仿射密码)和置换密码(如螺旋矩阵置换)。我们将重点研究维吉尼亚密码(Vigenère Cipher)的原理,并深入探讨Kasiski检验和指标重合度(Index of Coincidence)等分析方法,这些方法直接启发了后来的统计学分析技术。本章的价值在于构建一个历史坐标系,让读者理解密码学从基于语言学趣味到基于严格数学的范式转变。 第二部分:对称密码系统的核心构造 第三章:分组密码:结构与安全性分析 对称密码系统,因其运算速度快、密钥管理相对集中,在大量数据加密中占据核心地位。本章聚焦于分组密码的设计。我们将详尽剖析费斯妥结构(Feistel Structure)的普适性与优雅之处,并以DES(数据加密标准)为例,分析其S盒(Substitution Box)和P盒(Permutation Box)的设计哲学——即如何通过高扩散性和混淆性来抵抗差分攻击和线性攻击。 第四章:现代分组密码:AES的深度解析 美国标准与技术研究院(NIST)选定的AES(Advanced Encryption Standard)是目前应用最广泛的分组密码。本章将不厌其烦地解析AES的Rijndael算法,从字节替代(SubBytes)、行移位(ShiftRows)、列混淆(MixColumns)到轮密钥加(AddRoundKey),探讨每一步操作如何实现香农的混淆与扩散目标。我们还会讨论密钥扩展算法(Key Schedule)的安全性考量,以及针对AES的侧信道攻击(Side-Channel Attacks)的防御机制。 第五章:流密码:高效与同步 与分组密码相对,流密码以位或字节为单位进行加密。本章将介绍同步和自同步流密码的原理。重点分析基于线性反馈移位寄存器(LFSR)的流密码的结构,并讨论其容易受到代数攻击的弱点。随后,我们将转向更安全的非线性反馈生成器(如A5/1的改进版)和基于计数器的模式(CTR Mode),阐述如何在提高性能的同时,确保密钥流的周期足够长且具有高随机性。 第三部分:非对称密码系统与公钥基础设施 第六章:基于数论的公钥密码学 非对称密码学是现代互联网安全体系的基石。本章系统介绍基于数学难题的公钥加密方案。我们将首先深入理解模幂运算的性质,并详细推导RSA算法的生成、加密和解密过程,同时分析大素数选择和模逆元计算的工程实现细节。接着,我们将转向椭圆曲线密码学(ECC)。本章会用代数几何的视角解释椭圆曲线上的点加运算,并清晰阐述离散对数问题(DLP)在椭圆曲线上的困难性(ECDLP),对比分析ECC在相同安全强度下密钥长度的优势。 第七章:数字签名与认证协议 数字签名是保证数据完整性和不可否认性的关键技术。本章将讲解数字签名的基本框架,包括消息摘要(Message Digest)的应用。我们将详细分析RSA签名方案,并重点剖析基于椭圆曲线的数字签名算法(ECDSA)的数学原理和安全参数选择。此外,我们还将引入基于哈希函数的签名方案(如Lamport签名或Merkle树签名),探讨其在后量子密码学中的潜在价值。 第八章:密钥交换与安全协议 在实际应用中,密钥的建立比数据加密本身更具挑战性。本章专门探讨Diffie-Hellman(DH)密钥交换协议,分析其原始形式和椭圆曲线版本(ECDH)的安全性,并指出其“重放攻击”的缺陷,从而过渡到更健壮的认证密钥交换协议。我们将深入剖析TLS/SSL协议的握手过程,从证书的获取与验证(PKI的运作)到密钥协商、身份验证和记录层加密的全流程,揭示其每一环的安全保障机制。 第四部分:密码学的高级主题与未来挑战 第九章:零知识证明与同态加密 本章探索密码学的尖端领域,它们正在重塑数据处理的边界。我们将用清晰的逻辑步骤解释零知识证明(Zero-Knowledge Proof, ZKP)的原理,特别是交互式证明(如Schnorr协议)到非交互式证明(如zk-SNARKs)的发展历程。随后,我们将阐述同态加密(Homomorphic Encryption, HE)的革命性意义——如何在密文上直接进行计算而不需解密。我们将比较全同态加密(FHE)和部分同态加密方案(如Paillier),讨论它们在云计算和隐私保护中的应用前景。 第十章:后量子密码学与安全评估 随着量子计算的飞速发展,基于因式分解和离散对数的传统公钥算法正面临被Shor算法破解的威胁。本章将全面介绍后量子密码学的几个主要研究方向:基于格(Lattice-Based Cryptography,如NTRU、Learning With Errors-LWE)、基于编码(Code-Based)、基于哈希(Hash-Based)以及基于多元多项式(MQ)的方案。我们将重点分析美国NIST正在标准化过程中的Lattice方案(如Kyber和Dilithium)的设计思想,并探讨评估一个密码系统安全性的系统化方法论,包括对已知攻击算法的抵抗力和对未来计算能力的预估。 附录:常用数学工具速查 提供有限域算术、模线性方程组求解、椭圆曲线方程与群运算的详细数学公式回顾,便于读者在实践中快速查阅和验证算法实现。 本书的编写风格严谨、逻辑清晰,力求在保持数学深度的同时,通过大量的实例和清晰的流程图,帮助读者建立起一个完整、系统的现代密码学知识体系。它不仅是密码学研究者的重要参考书,也是软件工程师、网络安全专家和数据科学家理解信息安全底层逻辑的必备读物。

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《高等代数教学研究》这本书,对我而言,是一次意义非凡的学习体验。作为一名在校大学生,我对高等代数一直抱有敬畏之心,同时也渴望能够真正理解其精髓。这本书的出现,如同一盏明灯,照亮了我前行的道路。作者以其深厚的学识和精湛的教学艺术,将高等代数中的抽象概念,以一种令人难以置信的清晰和易懂的方式呈现出来。我特别欣赏书中对数学证明的引导方式。在许多教材中,证明部分往往是学生最头疼的部分,而这本书则将证明的过程分解为一步步的逻辑推演,并辅以大量的实例分析,帮助我理解证明的思维过程。它不仅仅是教我如何写证明,更是教我如何思考,如何用严谨的逻辑去构建自己的论证。书中还涉及了如何将高等代数应用于解决实际问题。作者通过一些引人入胜的案例,展示了高等代数在物理、工程、计算机科学等领域的广泛应用,这让我深刻体会到数学的实用价值,也激发了我进一步学习的动力。让我印象深刻的是,作者在书中强调了数学学习中的“建构”过程。他认为,学生不应该仅仅是被动地接受知识,而应该主动地去构建自己的理解体系。他提供了一系列探究性问题和开放式练习,鼓励我去思考,去发现,去创造。这本书的语言风格非常独特,既有学术的深度,又不失亲切的温度,读起来让人倍感亲切。它让我对高等代数产生了浓厚的兴趣,也让我对自己的学习能力有了新的认识。

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这本书《高等代数教学研究》,就像是一场深入人心的数学灵魂对话。作为一名对数学充满好奇心的读者,我一直在寻找能够将抽象概念与生动实践相结合的读物,而这本书无疑满足了我的期待。作者以其深厚的学术造诣和丰富的教学经验,将高等代数这门复杂的学科,以一种前所未有的清晰度和深度呈现在读者面前。我特别欣赏书中对基础概念的挖掘和阐释。例如,在探讨线性方程组的解空间时,作者不仅详细讲解了高斯消元法,更深入分析了不同类型的解空间所代表的几何意义,并将这些抽象的数学对象与实际生活中的场景联系起来。书中还涉及了如何培养学生的抽象思维能力,以及如何引导学生从具体问题中提炼数学模型。作者通过大量的实例分析,展示了如何将复杂的数学概念分解成易于理解的单元,并帮助学生建立起知识之间的联系。让我印象深刻的是,书中对数学证明的教学过程进行了细致的阐述。作者认为,数学证明不仅仅是逻辑的推演,更是一种严谨的思考方式,他提供了一些有效的技巧和方法,帮助学生克服对证明的畏惧心理。这本书的语言风格非常独特,既有学术的深度,又不乏文学的韵味,读起来让人沉浸其中,久久不能忘怀。它不仅仅是一本教授高等代数知识的书,更是一本启迪智慧、培养数学素养的宝典。

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当我翻开《高等代数教学研究》这本书时,我并没有抱有多大的期待,毕竟“教学研究”类的书籍往往容易流于理论化和枯燥。然而,这本书的出现彻底颠覆了我的看法。作者以一种令人惊叹的方式,将高等代数这门看似艰深晦涩的学科,与生动的教学实践巧妙地融合在一起。我最深刻的感受是,这本书不仅仅是告诉我们“是什么”,更是深入探究了“为什么”以及“如何”。书中对许多经典高等代数问题的教学处理,都进行了细致入微的分析。例如,在讲解线性空间和线性变换时,作者不仅给出了严格的数学定义,还着重讨论了如何通过几何直观和类比来帮助学生理解。他甚至分享了一些自己多年教学经验中的“心得”,比如如何设计才能让学生真正理解线性变换的本质,而不是仅仅记住矩阵乘法的规则。让我印象特别深刻的是,书中对于如何培养学生的抽象思维能力,有着非常独到的见解。作者认为,抽象思维并非凭空产生,而是需要通过大量的具体例子和联系来实现的。他提供了一系列富有启发性的问题和练习,旨在引导学生在解决实际问题的过程中,逐渐提炼出事物的共性,从而形成抽象概念。这本书的结构清晰,逻辑严谨,每一部分的内容都相互呼应,层层递进,读起来有一种“豁然开朗”的感觉。它不仅仅是一本教材,更像是一位经验丰富的良师益友,在旁指引着我如何更好地去学习和理解高等代数。

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《高等代数教学研究》这本书,就像是一本浸润着智慧与经验的宝典,为我这位渴望提升教学水平的教师,带来了前所未有的启发。我深知高等代数教学的挑战性,但一直坚信,通过科学的方法和不懈的努力,定能让更多学生领略到这门学科的魅力。作者以其深厚的理论功底和丰富的实践经验,为我勾勒出了一幅清晰而充满活力的教学蓝图。我尤其赞赏书中对教学情境的创设。作者认为,有效的教学不仅仅是内容的传授,更是学习氛围的营造。他提供了一系列关于如何设计引人入胜的课堂活动,如何激发学生主动参与的策略,让我看到了将抽象概念转化为生动互动的可能性。例如,在讲解行列式时,作者提出可以通过矩阵游戏等方式,让学生在玩乐中理解行列式的几何意义和计算方法。书中还深入探讨了数学评价的多样性。作者认为,评价不应仅仅局限于传统的考试,更应包含过程性评价、表现性评价等多种形式,以便更全面地了解学生的学习状况,并及时调整教学。让我印象深刻的是,书中对教师专业发展的思考。作者鼓励教师保持终身学习的态度,不断更新教学理念,探索新的教学方法,从而实现自身的专业成长。这本书的语言风格非常独特,既有学术的深度,又不乏教学的温度,读起来让人感到亲切和鼓舞。它不仅提升了我对高等代数教学的认识,更激发了我投身于教育事业的热情。

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《高等代数教学研究》这本书,对我而言,就像是一次心灵的洗礼,让我重新认识了高等代数这门学科的魅力所在。我是一名对数学充满热情但又感到些许迷茫的初学者,一直在寻找能够引领我深入理解数学世界的指南。这本书的出现,恰似一位经验丰富的向导,为我指明了方向。作者以其卓越的叙事能力和深刻的洞察力,将高等代数中那些看似晦涩的概念,以一种引人入胜的方式呈现出来。我特别欣赏书中对数学直觉的培养。在许多情况下,我们仅仅记住了公式和定理,却难以理解其背后的直觉意义。这本书则通过大量生动的类比和形象的描述,帮助我建立起对抽象概念的直观感受。例如,在讲解线性变换时,作者运用了旋转、缩放、剪切等几何变换的例子,让我能够从视觉上理解矩阵的作用。书中还着重探讨了数学学习中的“误区”与“突破”。作者详细分析了学生在学习高等代数过程中可能遇到的常见问题,并提供了有效的应对策略。他认为,学习是一个不断试错和修正的过程,勇于面对困难,并从中吸取经验,才能不断进步。让我印象深刻的是,书中对数学学习的态度进行了深刻的探讨。作者强调了保持好奇心、培养毅力和享受学习过程的重要性,这让我意识到,真正的数学学习不仅仅是知识的积累,更是一种精神的修炼。这本书的语言风格非常独特,既有学术的严谨,又不失生活的热情,读起来让人感到温暖和振奋。它让我对高等代数产生了浓厚的兴趣,也让我对自己未来的学习充满了信心。

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这本《高等代数教学研究》就像一本精心雕琢的艺术品,它的每一个章节都散发着作者对数学教学的热情与深刻理解。我是一名普通的大学在校生,一直以来,我对高等代数的某些概念感到困惑,总觉得书本上的抽象描述与实际应用之间隔着一层薄纱。阅读这本书的过程,就像是在浓雾中寻路,作者以其清晰的思路和富有启发性的语言,一步步地为我拨开了迷雾。书中对抽象代数核心概念,如群、环、域的引入,不仅仅是概念的罗列,更是在追溯其历史渊源和思想发展脉络,让我得以从更高的维度去审视这些理论。例如,在讲解群论时,作者没有停留在定义和基本性质上,而是深入探讨了对称性在代数中的作用,通过大量的具体例子,比如置换群、晶体对称群等,展示了群论的强大生命力。我特别欣赏的是,作者并没有回避教学中的难点,而是将这些难点作为重点进行剖析,并提供了多种解决思路和教学方法。他对于如何引导学生理解抽象概念,如何设计有效的练习,以及如何激发学生学习兴趣等方面,都提出了非常实用的建议。这本书的语言流畅优美,即使是讨论一些深奥的数学概念,也显得生动有趣,充满了人文关怀。它不仅仅是一本关于高等代数教学的书,更是一本关于如何培养批判性思维和数学思维的书,让我受益匪浅。

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翻阅《高等代数教学研究》这本书,我仿佛经历了一场关于数学本质的深度对话。作为一名对数学思想史有着浓厚兴趣的读者,我一直在寻找能够连接理论与实践,理论与历史的桥梁,而这本书,正是这样一座坚实而美丽的桥梁。作者以其渊博的学识和独到的见解,将高等代数的发展脉络与教学实践紧密结合,为读者呈现了一幅宏伟的数学画卷。我特别欣赏书中对概念形成过程的追溯。例如,在讲解群论时,作者并没有停留在抽象的定义,而是深入探讨了群的概念是如何从对称性、方程求解等实际问题中孕育而生的。他引用了大量历史上重要数学家的思想成果,让我得以从历史的长河中去理解这些抽象概念的深刻内涵。书中还涉及了如何将数学思想的演变过程融入教学,从而帮助学生更深刻地理解数学的活力和创造性。作者提供了许多富有启发性的教学策略,鼓励教师引导学生去探索数学思想的起源,去感受数学思想的演变。让我印象深刻的是,书中对数学教育中的“反思”环节有着非常细致的阐述。作者认为,反思是提升教学质量的关键,教师需要不断反思自己的教学方法,学生的学习状况,从而不断优化教学内容和教学策略。这本书的语言风格非常独特,既有学术的严谨,又不失哲学的高度,读起来让人意犹未尽。它让我对高等代数有了更深层次的理解,也让我对数学教育的未来充满了期待。

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《高等代数教学研究》这本书,如同一位循循善诱的智者,用最平实的语言,揭示了高等代数教学中最核心的价值所在。我作为一名曾经的高等代数爱好者,在学习过程中,常常会遇到一些“卡壳”的地方,感觉理论知识的学习与解决实际问题的能力之间,总存在着一道难以逾越的鸿沟。这本书恰恰填补了我的这一空白。作者在书中对高等代数中一系列关键概念的解析,都注入了深厚的教学智慧。他并非简单地复述教材内容,而是深入剖析了学生在学习过程中可能遇到的认知障碍,并针对性地提出了有效的教学策略。例如,在讲解向量空间和子空间时,作者特别强调了“生成”这一概念的重要性,并通过多种方式来展示如何通过一组向量来生成整个空间。他甚至引用了一些历史上的数学家是如何理解和发展这些概念的,这不仅增加了学习的趣味性,也帮助我从更宏观的角度去把握知识体系。书中最吸引我的部分,是作者对于如何培养学生严谨的数学思维,以及如何引导学生进行数学证明的深入探讨。他提供的范例和分析,都充满了教学的艺术性,让我看到了数学教学不仅仅是知识的传授,更是思维的启迪。这本书的语言风格非常独特,既有学术的严谨,又不失人性的温度,读起来让人心生敬意。它让我重新认识了高等代数,也让我对数学教学有了更深刻的理解。

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当我手捧《高等代数教学研究》这本书时,我仿佛走进了一个充满智慧和启发的数学殿堂。我是一名长期从事数学教育的研究者,一直在寻求突破传统教学模式的方法,而这本书恰好为我提供了源源不断的灵感。作者以其深厚的学术功底和敏锐的教学洞察力,将高等代数这门学科的教学过程进行了全面而深刻的剖析。我特别欣赏书中对抽象概念的具象化处理。例如,在讲解向量空间的基和维度时,作者不仅仅给出了严格的数学定义,还巧妙地运用了多维空间可视化等技术,帮助学生建立直观的认识。他甚至从哲学和逻辑学的角度,探讨了抽象概念的本质,使得学习过程充满了思辨的乐趣。书中还深入探讨了如何激发学生的学习兴趣和培养他们的数学探索精神。作者分享了许多生动的教学案例,展示了如何通过精心设计的活动,将枯燥的公式转化为生动的语言,让学生在解决问题的过程中体会到数学的魅力。让我印象深刻的是,书中对学生学习过程中可能出现的误解和难点进行了深入的分析,并提供了多种有效的纠正方法。他认为,教学的本质是引导,而不是灌输,教师需要成为学生学习路上的引路人。这本书的语言风格非常独特,既有学术的严谨,又不乏人文的关怀,读起来让人受益匪浅。它不仅仅是一本关于高等代数教学的书,更是一本关于如何点燃学生数学学习热情的智慧之书。

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《高等代数教学研究》这本书,为我打开了一扇通往高等代数教学新世界的大门。我是一名对数学教学充满热情的从业者,一直在寻找能够帮助我提升教学效果的理论指导和实践方法。这本书的出现,恰恰满足了我长久以来的需求。作者以其独到的视角和深入的分析,将高等代数教学中的难点一一击破,并提供了切实可行的解决方案。我尤其被书中对概念辨析的深度所吸引。例如,在讲解特征值和特征向量时,作者不仅仅停留在其数学定义上,而是深入探讨了它们在不同领域的应用,以及如何通过多角度的理解来深化学生的认知。他提供了一系列精心设计的教学案例,展示了如何通过几何直观、物理类比等多种方式,将抽象的数学概念具象化,从而有效地帮助学生理解和掌握。让我印象深刻的是,书中对数学思维的培养,有着非常独到的见解。作者认为,数学思维的培养是一个循序渐进的过程,需要教师在教学中精心设计,引导学生主动思考,从而形成批判性思维和解决问题的能力。他提供了一系列启发式的提问和探究性练习,旨在激发学生的学习兴趣,培养他们的数学创造力。这本书的语言风格非常独特,既有学术的严谨,又不乏教学的灵活性,读起来让人耳目一新。它不仅仅是一本理论著作,更是一本实践指南,为我的教学工作提供了宝贵的财富。

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