Introduction to Modern Cryptography, Second Edition pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Chapman and Hall/CRC

作者:Jonathan Katz

出品人:

页数:603

译者:

出版时间:2014-12-18

价格:GBP 59.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9781466570269

丛书系列:

图书标签:

• 密码学
• 计算机
• 专业参考书
• 课程
• 计算机科学
• 英文原版
• Cryptography
• Network Security
• Information Security
• Modern Cryptography
• Second Edition
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• Applied Cryptography

加密的世界：探索数字安全的基石 在这个信息爆炸、数字互联的时代，安全的重要性不言而喻。我们每一次在线交易，每一次通讯交流，都潜藏着信息泄露的风险。而“加密”——这个听起来有些神秘的词汇，正是守护我们数字世界安全的核心技术。它是一门古老而又充满活力的学科，从古代的军事通信到现代的互联网安全，始终扮演着至关重要的角色。 想象一下，你正在向远方的朋友发送一条私密的短信。如果没有加密，这条信息可能在传输过程中被任何接入网络的人读取。而一旦经过加密，这条信息就变成了一串只有你的朋友才能理解的乱码，即使被截获，也毫无意义。这便是加密最直观的应用：保障信息的机密性。 但加密的作用远不止于此。它还能确保信息的完整性，也就是说，你发送的信息在传输过程中没有被篡改。它还能验证信息的来源，让你知道这条信息确实是你期望的发送者发来的，而非冒名顶替。这些特性共同构成了强大的数字安全保障体系。 一、加密的古老根源与现代演进 加密技术的历史可以追溯到数千年前。古希腊士兵使用的“埃提亚斯密码”（Scytale），便是通过将字母写在刻槽的木棒上，只有拥有相同直径木棒的人才能复原原文。这种替换和转置的思想，是早期加密的基本原理。 随着历史的推进，加密技术变得越来越复杂。凯撒密码（Caesar Cipher）通过字母的简单位移，在罗马帝国时期被广泛应用。然而，这些早期的加密方法大多采用对称加密的思路，即加密和解密使用同一个密钥。这种方法简单易懂，但在密钥的传递和管理上却存在着巨大的挑战。如果发送者和接收者之间需要交换大量信息，那么就需要为每对通信者生成一个唯一的密钥，这在实际操作中是极其困难和不安全的。 进入20世纪，随着计算机的出现，加密技术迎来了革命性的发展。现代密码学应运而生，它不再仅仅是数学上的技巧，而是建立在严谨的数学理论和计算复杂度理论之上。最重要的突破之一便是非对称加密（也称为公钥加密）的诞生。 非对称加密的核心思想是使用一对密钥：一个公钥和一个私钥。公钥可以公开给任何人，用于加密信息；而私钥则必须由用户严格保管，用于解密用对应公钥加密的信息。这就解决了对称加密中密钥分发困难的问题。例如，你可以将你的公钥发布在网上，任何人都可以用你的公钥给你发送加密信息，只有你自己的私钥才能解密。反过来，你也可以用自己的私钥加密信息，任何人都可以用你的公钥来验证信息的真实性和完整性，这便是数字签名的基础。 二、现代密码学的基石：算法与理论 现代密码学之所以能够如此强大，离不开一系列精妙的数学算法和深厚的理论基础。 1. 对称加密算法： 尽管存在非对称加密，对称加密在许多场景下仍然具有不可替代的优势，尤其是在处理大量数据时。其速度通常远高于非对称加密。现代对称加密算法主要分为两大类： 分组密码（Block Ciphers）： 将明文数据分割成固定大小的数据块，然后对每个数据块进行加密。著名的算法包括： DES (Data Encryption Standard)： 曾经是美国的标准，但现在已被认为不够安全。 3DES (Triple DES)： 通过三次应用DES来增强安全性，但效率较低。 AES (Advanced Encryption Standard)： 目前最广泛使用的对称加密标准，以其高效性和安全性而闻名。AES有三种不同的密钥长度：128位、192位和256位，提供不同级别的安全保障。它通过一系列复杂的数学运算，如替换、置换、混合和轮密钥加，将明文转换为密文。 流密码（Stream Ciphers）： 将明文数据逐个比特（或字节）进行加密，通常通过将明文与一个伪随机密钥流进行异或运算实现。流密码的优点是速度快，延迟低，适合于实时通信。 2. 非对称加密算法： 非对称加密算法的安全性通常基于数学上的难解问题，例如大数分解或离散对数问题。 RSA算法： 由Rivest, Shamir, 和Adleman三位科学家提出，是最早也是最著名的非对称加密算法之一。其安全性依赖于大数分解的困难性。RSA算法可以用于加密，也可以用于数字签名。 椭圆曲线密码学 (ECC - Elliptic Curve Cryptography)： 相比于RSA，ECC在提供相同安全级别的情况下，可以使用更短的密钥长度，因此在性能和带宽受限的设备上（如移动设备、智能卡）具有显著优势。ECC的安全性基于椭圆曲线上的离散对数问题。 3. 哈希函数 (Hash Functions)： 哈希函数是一种将任意长度的数据映射成固定长度的“哈希值”或“摘要”的函数。它具有以下关键特性： 单向性： 从哈希值难以反推出原始数据。 确定性： 相同的输入总是产生相同的输出。 抗碰撞性： 很难找到两个不同的输入产生相同的哈希值。 哈希函数在数据完整性校验、数字签名、密码存储等方面发挥着至关重要的作用。例如，你可以计算一个文件的哈希值，并将其与文件一起发送。接收方可以重新计算文件哈希值，如果两个哈希值相同，则可以确信文件在传输过程中没有被篡改。著名的哈希函数包括MD5（已被认为不安全）、SHA-1（安全性下降）以及SHA-256、SHA-3等更安全的版本。 4. 数字签名 (Digital Signatures)： 数字签名是现代密码学中最具颠覆性的应用之一。它利用非对称加密技术，为数字信息提供身份验证、数据完整性和不可否认性。其工作流程大致如下： 发送者使用自己的私钥对信息的哈希值进行加密，生成数字签名。 接收者使用发送者的公钥来解密数字签名，得到原始信息的哈希值。 接收者同时计算接收到的信息的哈希值。 如果两个哈希值匹配，则证明该信息确实来自拥有对应私钥的发送者，且在传输过程中未被篡改。 数字签名在电子合同、软件分发、安全电子邮件等领域有着广泛的应用，它赋予了数字世界如同纸质签名般的信任基础。 三、密码学的应用场景：无处不在的安全保障 加密技术已经渗透到我们数字生活的方方面面，默默地守护着我们的隐私和安全： 网络安全： HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure)： 你在浏览网站时地址栏中的“https”标志，意味着你的浏览器与网站服务器之间的通信经过SSL/TLS协议加密，确保了你的浏览历史、登录信息和支付细节不被窃取。 VPN (Virtual Private Network)： 虚拟专用网络通过加密你的互联网流量，为你创建一个安全的“隧道”，让你在公共网络上也能匿名且安全地访问互联网。 Wi-Fi 安全： WPA2/WPA3等加密协议确保了家庭和公共 Wi-Fi 网络的安全性，防止未经授权的访问。 通讯安全： 即时通讯应用： 许多流行的即时通讯应用（如WhatsApp、Signal）都提供了端到端加密功能，这意味着只有发送者和接收者能够读取消息内容，即使是服务提供商也无法解密。 电子邮件加密： PGP (Pretty Good Privacy) 和 S/MIME 等技术可以对电子邮件进行加密和数字签名，保护邮件内容的机密性和真实性。 数据存储安全： 文件加密： 你可以使用各种软件将敏感文件进行加密，只有拥有密钥的人才能访问。 硬盘加密： 全盘加密技术可以保护存储在笔记本电脑或硬盘上的所有数据，即使设备丢失或被盗，数据也无法被轻易读取。 金融安全： 在线支付： 银行和支付平台使用复杂的加密技术来保护你的交易信息，防止欺诈和身份盗窃。 数字货币： 比特币等加密货币的底层技术就大量依赖于密码学，包括公钥加密、数字签名和哈希函数，以确保交易的安全性和匿名性。 身份认证： 密码存储： 网站通常不会直接存储你的密码，而是存储其哈希值，这样即使数据库泄露，攻击者也无法轻易获得你的明文密码。 生物识别： 指纹、面部识别等生物识别技术在后台也涉及到复杂的加密和匹配算法。 四、密码学的未来与挑战 尽管现代密码学已经取得了巨大的成就，但它仍然是一个不断发展的领域，面临着新的挑战和机遇： 后量子密码学 (Post-Quantum Cryptography)： 随着量子计算技术的飞速发展，传统的加密算法（尤其是基于大数分解和离散对数的非对称加密算法）可能会被量子计算机破解。因此，研究和开发能够抵御量子计算机攻击的“后量子密码学”算法是当前密码学领域的一个重要方向。 隐私保护技术： 除了加密，密码学还在不断探索更先进的隐私保护技术，如同态加密 (Homomorphic Encryption)，它允许对密文进行计算，而无需先解密，这意味着可以在不暴露原始数据的情况下对数据进行处理，这在云计算和数据分析领域具有巨大的潜力。 形式化验证与安全性证明： 密码学的安全性高度依赖于其理论基础和算法设计。形式化验证和严格的安全性证明方法正在被广泛应用于评估和改进密码学系统的安全性。 结语 加密，作为一门古老而又充满现代活力的科学，是构建数字世界信任和安全的基石。从古老的纸莎草到今天的互联网，它始终在为我们提供着可靠的保护。理解加密的基本原理和应用，不仅能帮助我们更好地保护自己的数字生活，更能让我们深刻认识到信息安全在现代社会中的重要地位。这门学科的探索永无止境，每一次的进步都将为我们的数字未来带来更坚实的保障。

评分☆☆☆☆☆

如果Stinson的《密码学理论与实践》可以作为密码学的入门教材，Goldreich的《密码学基础》可以作为高级密码学理论研究的敲门砖，这本书就担当起了承上启下的作用，以严谨而不失易懂的文笔，清晰地将密码学中各个原语和他们依赖的安全基础假设完整的结合在一起，让每一个密码学...  

评分☆☆☆☆☆

到目前为止，还不能把课后习题都做出来。而不论是网络，还是通过其他方式，都拿不到习题集。这对于自学巩固没太多好处。 到目前为止，还不能把课后习题都做出来。而不论是网络，还是通过其他方式，都拿不到习题集。这对于自学巩固没太多好处。

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评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度，对我个人的研究方向产生了深远的影响。起初，我只是想对某个特定领域进行基础性的了解，但读完这本书后，我的视野被极大地拓宽了。它不仅仅罗列了已有的技术和标准，更重要的是，它深入探讨了这些技术背后的哲学思辨和设计权衡。作者在探讨现有方案的优缺点时，总是能够站在一个更高的维度进行剖析，这使得读者在评估任何新兴技术时，都能自动地带入一种批判性的思维框架。例如，在讨论特定算法的安全性边界时，书中提供的思考路径，远比教科书上给出的结论更有价值。这本著作的价值，已经超越了单纯的知识传授，它更像是一种思维方法的培养皿，促使我开始重新审视我过去习以为常的假设和结论。这种思维上的“重塑”，才是最宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和设计简直是一场视觉盛宴。我第一次拿到它时，就被那厚实的封面和精致的字体设计所吸引。书脊上的金色烫印在灯光下闪烁着低调而优雅的光芒，让我忍不住想立刻翻开它，一探究竟。纸张的选择也极为考究，触感细腻光滑，墨水的印刷清晰锐利，即便是那些复杂的数学公式也能一览无余。这种对物理细节的极致追求，在当今这个数字化阅读盛行的时代显得尤为珍贵。它不仅仅是一本书，更像是一件工艺品，让人爱不释手。我常常在阅读间隙，只是摩挲着封面，感受着那份沉甸甸的质感，仿佛这实体书本身就蕴含着某种加密的魅力，需要用心去“解密”。对于一个痴迷于书籍物理形态的读者来说，这种精心的排版和高质量的制作，极大地提升了阅读体验，让人愿意花费更多时间沉浸其中，享受每一次翻页的仪式感。

评分☆☆☆☆☆

说实话，初接触这类专业书籍时，我通常会做足“打持久战”的心理准备，预期自己会很快因为晦涩的术语和严密的逻辑而感到气馁。然而，这本书却打破了我的固有认知。它的语言风格非常独特，既保持了学术的严谨性，又出人意料地带有一种温和而坚定的说服力。它从不以居高临下的姿态去“灌输”知识，更像是那位经验丰富、富有耐心的导师，在你遇到瓶颈时，会用最清晰的逻辑为你点亮前路。我发现自己很少需要频繁地查阅外部资料来解释书中的基本概念，这极大地提高了我的阅读效率和专注度。对于那些渴望真正理解底层原理，而非仅仅停留在表面概念的读者来说，这种清晰、有温度的叙述方式简直是福音。它成功地将那些原本看起来高不可攀的理论，转化为可以被掌握、被应用的工具，让人充满了掌控感。

评分☆☆☆☆☆

从实用性的角度来看，这本书的参考价值也是无与伦比的。我发现自己经常会在进行实际项目设计时，将它作为首选的案头工具书。书后的索引编排得极其细致，即便是需要快速定位到某个特定的定理或证明细节，也能迅速找到对应章节，这对于项目中的快速查阅和验证至关重要。此外，它所涵盖的内容覆盖面广而又不失重点，既有经典基础的扎实论述，也有对前沿发展趋势的谨慎展望，显示出作者对整个领域脉络的精准把握。我特别欣赏它在数学推导部分的严谨性，每一个步骤都有理有据，这使得读者在后续进行自我验证或扩展研究时，拥有一个极其可靠的基石。总而言之，这本书的实际操作指导性与理论深度达到了一个近乎完美的平衡点，它不仅教会了我们“是什么”，更重要的是，教会了我们“为什么是这样”，这才是专业书籍的终极价值所在。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中，我深切地感受到作者在内容组织上的匠心独运。信息的流动性达到了近乎完美的境界，每一个章节的过渡都像是精心编排的乐章，平滑而自然，绝无生硬的跳跃感。作者似乎非常了解初学者在面对抽象概念时的困惑，因此总能在关键转折点提供恰到好处的背景铺垫和生动的类比，让人在不知不觉中就被引导着深入到更深层次的理论结构中。这种循序渐进的教学方法，极大地降低了学习曲线的陡峭程度。我特别欣赏那些贯穿全书的案例分析，它们并非是孤立的例子，而是像线索一样，将散落的知识点串联起来，形成一个坚实的知识网络。每次以为自己理解透彻时，作者总能抛出一个更精妙的视角，让你意识到还有更广阔的天地需要探索。这种既能满足基础需求，又能持续激发求知欲的平衡把握，着实令人佩服。

评分☆☆☆☆☆

重大的改进：增加了Hash及其应用一章；重点改写了PKE，增加了KEM的内容等；数字签名一章的改写也很多；第一版第六章也重新了。

评分☆☆☆☆☆

重大的改进：增加了Hash及其应用一章；重点改写了PKE，增加了KEM的内容等；数字签名一章的改写也很多；第一版第六章也重新了。

评分☆☆☆☆☆

作为intro很不错，但错误很多。私钥那边看得比较仔细，例如书上说EAV security的IND定义和semantic定义是等价的，reference给的是Micali的paper。但其实书上那两个定义是否等价好像还是open的。那篇paper里semantic的定义要更强（根本问题是不知道P和BPP的关系）。类似的毛病还有sp resistance推owf的条件没给全（应该要求定义域和值域之间有一个super polynomial的gap，单compress是不够的）。这样的错误其实不少。公钥那边没有细抠，只因各种函数带key不带key，集合是所有串还是一个群，函数是映射还是PPT还是family都太乱了，抠起来太麻烦。总之虽然很疵，但是够用。稍微再难一点点可能会更好。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

除了没有题解之外没啥缺点了