密码术故障诊断与容错 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Breveglieri, Luca; Koren, Israel; Naccache, David

出品人:

页数:250

译者:

出版时间:2006-11-13

价格:508.50元

装帧:Paperback

isbn号码:9783540462507

丛书系列:

图书标签:

• 密码学
• 容错计算
• 故障诊断
• 安全工程
• 可靠性工程
• 信息安全
• 密码协议
• 错误分析
• 系统安全
• 网络安全

《量子计算中的信息安全与抗量子密码学》 内容简介 本书深入探讨了在量子计算时代背景下，信息安全领域面临的严峻挑战，并系统性地介绍了抗量子密码学（Post-Quantum Cryptography, PQC）的理论基础、设计原理、安全性评估及其在实际应用中的部署策略。随着量子计算机理论和硬件的飞速发展，基于传统公钥密码系统（如RSA和ECC）的加密机制正面临被Shor算法攻破的风险。本书旨在为密码学研究者、安全工程师以及关注未来信息安全架构的专业人士提供一份全面、前沿的参考指南。 第一部分：量子计算对现有密码体系的冲击 本部分首先回顾了现代密码学的基石——基于数学难题的困难性假设。详细阐述了RSA、Diffie-Hellman以及椭圆曲线密码学（ECC）的工作原理及其安全性依赖。随后，重点分析了量子计算的理论模型，特别是量子比特、量子门操作，以及量子傅里叶变换（QFT）。 核心内容在于深入剖析Shor算法和Grover算法对公钥密码和对称密码系统的威胁。对于Shor算法，我们将从其在整数分解和离散对数问题上的指数级加速优势进行数学推导和案例分析。对于Grover算法，则探讨其对对称密钥长度带来的“平方根”加速效应，并据此推导出未来必需的安全密钥长度标准。 此外，本书还讨论了量子密钥分发（QKD）的原理及其局限性，明确了QKD作为物理层安全技术，并不能完全替代基于计算复杂性的密码学方案，从而引出对全新数学难题的迫切需求。 第二部分：抗量子密码学的基础理论与主要候选体系 这一部分是全书的核心，系统介绍了当前全球密码学界为应对量子威胁而重点研究的几大PQC家族。我们将这些方案的安全性建立在不同的、被认为难以被量子计算机有效解决的数学难题之上。 2.1 格密码学（Lattice-Based Cryptography） 格密码学被认为是目前最有希望实现实用化的PQC方向之一。 理论基础： 详细解释了$mathbb{Z}^n$上的格结构、最短向量问题（SVP）和最近向量问题（CVP）的定义，以及这些问题的近似版本（GapSVP、CVP的$epsilon$-近似解）。 核心算法： 深入讲解基于格的陷门单向函数，如Learning With Errors (LWE) 问题及其在环上的变体Ring-LWE (RLWE) 和Module-LWE。详细剖析了基于LWE/RLWE的公钥加密方案（如Kyber）和签名方案（如Dilithium）的结构、参数选择和安全性归约。 安全性分析： 讨论了格约化攻击（如BKZ算法）的效率与参数规模的关系，以及如何通过调整维数和误差分布来确保抵抗已知的经典和量子攻击。 2.2 基于编码的密码学（Code-Based Cryptography） 本书介绍了基于纠错码理论的密码体制，重点聚焦于经典方案McEliece密码系统及其现代变体。 理论基础： 阐述了线性分组码、生成矩阵、校验矩阵以及解码过程。 McEliece方案详解： 剖析了其公钥机制如何利用对随机码的代数结构“隐藏”操作，并通过引入陷门（如Goppa码的特定结构）来实现高效的加密和解密。 现代改进： 讨论了如何通过使用更短的密钥（如Classic McEliece在NIST PQC竞赛中的表现）和更强的抗攻击能力来优化该方案。 2.3 基于哈希的签名（Hash-Based Signatures） 该部分专注于提供长期安全的数字签名，其安全性仅依赖于抗碰撞哈希函数。 原理与分类： 区分了单次使用的 Merkle 签名树（XMSS）和可重复使用的基于状态的签名方案（如LMS）。 状态管理挑战： 详细讨论了状态化方案在实际部署中必须严格管理的“密钥使用计数器”问题，以及如何设计防范密钥状态泄露或重置的机制。 2.4 多变量多项式密码学（Multivariate Polynomial Cryptography） 核心思想： 介绍如何构造高维空间中的非线性方程组，并利用其求解的NP-难性。 方案结构： 分析了如Rainbow（已被攻破）和Rainbow的改进方案，以及基于UOV（Unbalanced Oil and Vinegar）等方法的签名结构。探讨了如何平衡安全性和密钥尺寸。 第三部分：抗量子密码学的安全性评估与标准化进程 本部分关注理论成果如何转化为可信赖的工程实践。 3.1 安全性分析方法论 系统梳理了PQC算法的安全性评估框架，包括： 归约安全（Reducibility Security）： 解释了如何将PQC算法的安全性规约到已知的最难数学问题上（如LWE到SVP的规约）。 侧信道分析（Side-Channel Attacks）： 重点讨论了针对PQC实现中特有的“掩码”技术和高效数论运算（如多项式乘法）的功耗分析、电磁辐射分析以及故障注入攻击。 参数集确定： 基于现有攻击模型的计算能力（如使用专用ASIC或FPGA），建立了不同安全等级（如对应AES-128、AES-192、AES-256）所需的精确参数空间。 3.2 NIST PQC标准化流程回顾与分析 本书对美国国家标准与技术研究院（NIST）主导的PQC标准化工作进行了详尽的跟踪和分析。 第一轮与第二轮评估： 对被淘汰和被选定的算法进行了深入的技术剖析，解释了淘汰原因（如密钥尺寸过大、存在有效攻击等）。 第三轮候选方案（如Kyber, Dilithium, Falcon, Sphincs+）： 重点分析了这些最终候选者之所以胜出的技术优势、工程考量（性能、内存占用）以及当前已知的最强攻击。 第四部分：混合模式与迁移策略 最终部分着眼于未来十年的信息安全架构转型，探讨“量子安全迁移”这一复杂工程问题。 混合密码体制（Hybrid Mode）： 详细论述了在过渡期内，如何将经典的（如ECC/RSA）和抗量子的（如Kyber/Dilithium）算法进行安全组合（如密钥封装或签名验证的串联），以确保安全强度至少等同于两者中较强的一个。 协议集成： 分析了TLS 1.3、IPsec等主流通信协议中集成PQC方案的修改点和最佳实践，包括密钥交换的重构和证书链的更新。 长期档案安全： 讨论了如何使用PQC技术对当前生成的数据进行“现在加密，未来解密（Encrypt Now, Decrypt Later, ENDL）”防御，确保长期敏感数据的机密性。 本书内容全面覆盖了从量子威胁的理论基础到最前沿的抗量子算法设计、安全评估和工程部署的全过程，是理解和实施未来信息安全框架的必备参考书。

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这本书的装帧质量非常不错，纸张厚实，印刷清晰，拿在手里很有分量。我一直对信息安全领域充满好奇，尤其是那些听起来就很复杂的“密码术”。“故障诊断”和“容错”这两个词也让我觉得这本书可能不仅仅是讲授理论，更侧重于实际应用和问题解决。我一直好奇，在现实世界中，那些支撑着我们日常通信和交易的加密系统，在面对不可预见的错误或攻击时，是如何保持稳定运行的？这本书的名字恰好触及了我一直以来的一些疑问。我希望它能够详细地介绍各种密码学算法的潜在弱点，以及当这些弱点被利用或出现意外情况时，系统如何通过各种机制来恢复正常，或者至少将损失降到最低。我期待作者能够提供一些生动的案例，展示真实的密码系统故障以及相应的处理过程，这样不仅能够加深我的理解，也能让我对这个领域的复杂性有更直观的认识。这本书的篇幅看起来不小，想必内容会非常充实，我准备花一些时间好好研读，希望能从中学习到一些实用的知识，或许还能在我的个人数据安全方面有所启发。

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这本书的排版设计很严谨，章节划分清晰，字体大小适中，阅读起来十分舒适。作为一名对数字安全充满好奇的读者，我一直对“密码术”这个领域感到着迷，尤其是它在现代社会中扮演的关键角色。但我也深知，任何技术都不是完美的，总会有潜在的风险和可能出现的故障。“故障诊断”和“容错”这两个词，正是吸引我目光的核心。我非常好奇，作者将如何深入剖析那些隐藏在加密算法背后、可能导致安全失效的“故障点”？是设计上的疏漏，还是实现上的瑕疵？更重要的是，在面对这些不可避免的“故障”时，密码系统又是如何做到“容错”的？我期待书中能够提供一些前沿的、具体的解决方案，例如如何通过冗余设计、分布式密钥管理、或者甚至是基于AI的异常检测来保障系统的韧性。我希望这本书能够让我看到一个更全面、更具挑战性的密码术世界，一个关于如何在复杂且充满变数的环境中，确保信息安全始终坚不可摧的智慧。

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拿到这本《密码术故障诊断与容错》，我第一眼就被它扎实的标题所吸引。我对密码学一直都有着浓厚的兴趣，但总觉得很多书籍要么过于抽象，要么就是偏重于理论的推导，很难真正理解其在实际应用中的“痛点”。“故障诊断”和“容错”这两个关键词，恰恰点出了我一直以来对密码系统最深的疑问：再完美的系统也可能出现问题，那么在信息安全领域，这些高度依赖精确计算和逻辑的密码系统，是如何应对那些意想不到的“bug”或者“漏洞”的呢？我特别好奇书中会如何剖析那些可能导致密码系统失效的根本原因，是算法本身的缺陷，还是实现过程中的疏忽，亦或是外部环境的干扰？更重要的是，书中关于“容错”的部分，我希望能看到具体的、可操作的解决方案，比如备份机制、冗余设计、或者是一些智能的自修复算法。我希望这本书能够为我揭示一个不同于表面光鲜的密码术世界，一个充满挑战但又极具智慧的、关于如何让信息在重重困境中依然安全的领域。

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这部作品的封面色彩搭配十分独特，那种墨绿色与暗金色的组合，透着一种古老而又神秘的质感，与“密码术”这个主题十分契合。我最近对信息安全方面的知识产生了浓厚的兴趣，特别是那些能够保障我们数字生活安全的技术。这本书的名字，特别是“故障诊断”和“容错”这两个词，让我产生了一种强烈的预感：它一定不仅仅是介绍一些基础的加密算法，而是会深入到那些可能导致系统失效的细节，并探讨如何应对。我设想书中会详细分析各种密码学算法在实际部署中可能出现的各种问题，比如密钥管理不当、协议实现错误、或者甚至是硬件故障如何影响加密的有效性。而“容错”的部分，我更期待能够看到一些关于如何设计健壮的密码系统，以及在出现问题后如何快速恢复，保持数据完整性和可用性的详细阐述。我希望这本书能够让我从一个更宏观、更具实践性的角度去理解密码术，而不仅仅是停留在理论的层面。

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这本书的封面设计非常吸引人，是一种深邃的蓝色，上面点缀着一些抽象的、像是二进制代码或者加密符号的图案，整体给人一种神秘而又专业的科技感。我拿到这本书的时候，就对它产生了浓厚的兴趣，虽然我不是这个领域的专业人士，但“密码术”这三个字本身就带有一种令人好奇的魔力。我猜想这本书的内容一定涵盖了许多关于信息安全、加密算法以及如何确保这些系统在出现问题时仍然能够正常运行的知识。市面上关于密码学的书籍不少，但很多都过于理论化，晦涩难懂，我希望这本书能够以一种更易于理解的方式，向读者揭示密码术背后的奥秘，特别是对于那些可能存在的“故障”以及如何“容错”的处理机制，这部分内容对我来说尤其具有吸引力。我期待它能够深入浅出地讲解各种加密和解密技术的原理，并分析在实际应用中可能遇到的挑战，比如网络攻击、数据泄露等，然后给出相应的应对策略。这种结合理论与实践的解读，对于我这样对信息安全感兴趣的普通读者来说，无疑是极具价值的。我希望这本书能够让我对数字世界的安全防护有一个更清晰的认识，并且能够掌握一些基本的故障排除思路。

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