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出版者:Cambridge Univ Pr

作者:Humphreys, J. F./ Prest, Mike Y.

出品人:

页数:354

译者:

出版时间:2004-5

价格:$ 83.62

装帧:Pap

isbn号码:9780521540506

丛书系列:

图书标签:

• 数学
• 抽象代数
• 编码理论
• 群论
• 数论
• 离散数学
• 密码学
• 算法
• 高等数学
• 代数结构

深入探索：现代密码学与信息安全的基础理论 图书名称： 现代密码学与信息安全导论 作者： [虚构作者姓名，例如：张伟, 李明] 出版社： [虚构出版社名称，例如：科技前沿出版社] --- 内容简介 在信息爆炸的时代，数据的安全与隐私保护已成为社会稳定和技术发展的基石。《现代密码学与信息安全导论》是一部全面而深入的教科书，旨在为读者构建扎实的密码学原理知识体系，并引导他们理解如何将这些理论应用于构建健壮的信息安全系统。本书内容涵盖了从经典密码学到前沿的量子密码学，从基础的数学工具到复杂的安全协议设计，力求为计算机科学、数学、电子工程以及信息安全专业的研究人员、学生和从业者提供一份权威的参考指南。 第一部分：密码学的数学基础与古典密码 本书的开篇聚焦于密码学所依赖的数学基础。我们首先回顾了数论中与密码学紧密相关的核心概念，包括模运算、素数理论、欧拉定理、费马小定理，以及最关键的——离散对数问题和椭圆曲线的代数结构。这些基础知识是理解现代公钥密码系统运作原理的先决条件。 随后，我们系统地介绍了古典密码学的发展历程。从凯撒密码的简单替换，到维吉尼亚密码的多表替换，再到置换密码的原理。虽然这些方法在现代已不具备保密性，但它们为理解密码学的基本思想——混淆（Confusion）与扩散（Diffusion）——提供了直观的入口。特别地，我们详细分析了恩尼格玛（Enigma）机器的工作原理及其在二战中被破解的过程，突显了信息论在密码分析中的重要性。 第二部分：对称密码体制的深度解析 对称密码系统，即加密方和解密方使用相同密钥的体制，构成了数据加密的主流应用。本部分详尽地阐述了分组密码（Block Ciphers）的设计原理和安全评估。 我们深入研究了数据加密标准（DES）的结构，并重点分析了其后继者——高级加密标准（AES）。AES 作为当前应用最广泛的分组密码之一，其轮函数、字节替换、行移位和列混合等步骤被逐一拆解，帮助读者理解其强大的混淆和扩散能力。此外，本书还讨论了操作模式（Modes of Operation），如电子密码本（ECB）、密码块链接（CBC）、密码反馈（CFB）和输出反馈（OFB）模式，并分析了每种模式在安全性、并行性和错误传播方面的优缺点。 对称密码的另一个重要组成部分是流密码（Stream Ciphers）。我们探讨了同步流密码和自同步流密码的结构，以线性反馈移位寄存器（LFSR）为核心，展示了如何通过生成伪随机序列来实现高效加密，并讨论了如 A5/1 等经典流密码的安全漏洞分析。 第三部分：公钥密码系统与数字签名 非对称（公钥）密码学是现代互联网安全体系的支柱。本部分详细介绍了公钥密码的理论基础和三大支柱算法。 RSA 算法： 我们从数论基础出发，推导出 RSA 算法的构造原理，并分析了其安全性对大数分解难题的依赖性。内容包括密钥生成、加密、解密过程，以及填充方案（如 PKCS1 v1.5 和 OAEP）在防止选择明文攻击中的关键作用。 Diffie-Hellman 密钥交换： 详细阐述了这一里程碑式的协议，解释了它如何允许双方在不安全的信道上建立共享秘密。我们将讨论其在离散对数问题上的安全性基础。 椭圆曲线密码学（ECC）： 鉴于 ECC 在提供同等安全强度下更短密钥长度的优势，本书投入了大量篇幅。我们系统地介绍了椭圆曲线在有限域上的群运算，推导出椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）的难度，并分析了 ECC 版本的加密（如 ECIES）和数字签名（ECDSA）。 数字签名是保证数据完整性和不可否认性的核心技术。本书详细分析了基于 RSA 和基于 ECC 的数字签名方案，解释了如何通过签名验证过程来确保通信双方的信任。 第四部分：哈希函数与消息认证码 密码学哈希函数被誉为“数字世界的指纹”，其在数据完整性校验和密码存储中扮演着至关重要的角色。本部分深入剖析了哈希函数的设计原则：抗原像攻击（Preimage Resistance）、第二原像攻击（Second Preimage Resistance）和碰撞抵抗性（Collision Resistance）。 我们详细分析了 SHA-2 系列（SHA-256, SHA-512）的 Merkle-Damgård 结构，并对比了下一代标准 SHA-3（Keccak 算法）的设计哲学和优势，特别是在应对长度扩展攻击方面的改进。此外，我们还介绍了消息认证码（MAC），如 HMAC，它结合了哈希函数和密钥，用于同时提供数据完整性和真实性认证。 第五部分：安全协议与应用实践 理论只有应用于实践才有价值。本部分将理论知识与现实世界中的安全协议相结合。 安全套接层/传输层安全（SSL/TLS）： 我们详细解析了 TLS 握手过程，包括身份验证、密钥协商（如 RSA 或 DHE/ECDHE）和记录层加密。通过分析不同版本的 TLS 协议，读者可以理解协议演进中对前向保密性（Forward Secrecy）等关键特性的追求。 证书与公钥基础设施（PKI）： 讲解了数字证书的结构（X.509 标准）、证书颁发机构（CA）的角色、证书吊销列表（CRL）和在线证书状态协议（OCSP），构筑了信任链的理论框架。 密钥管理与安全存储： 讨论了密钥的生命周期管理，包括生成、分发、存储和销毁的最佳实践。内容涉及硬件安全模块（HSM）的作用及其在保护加密密钥中的核心地位。 第六部分：密码分析与前沿课题 为了构建安全的系统，必须了解如何攻击它。本部分探讨了各种密码分析技术，包括差分分析（Differential Cryptanalysis）和线性分析（Linear Cryptanalysis），并展示了如何将这些技术应用于发现 DES 和 AES 的理论弱点。 最后，本书展望了信息安全的未来挑战。我们探讨了侧信道攻击（Side-Channel Attacks），如定时攻击和功耗分析，以及如何通过物理实现层面的防御措施来对抗它们。此外，我们还对新兴的后量子密码学（Post-Quantum Cryptography）进行了初步介绍，涵盖了基于格（Lattice-based）和基于编码（Code-based）的公钥方案，为读者理解未来密码学的发展方向奠定了基础。 目标读者： 本书适合于具备微积分和离散数学基础的计算机科学、信息安全、通信工程专业的本科生高年级和研究生，以及致力于深入理解和设计安全系统的软件工程师和安全架构师。 --- 本书特点： 严谨的数学推导： 确保读者不仅知其然，更能知其所以然。 丰富的实例分析： 使用实际的算法和协议案例进行讲解。 前沿性视野： 涵盖了从经典到量子计算时代的安全挑战。 应用导向： 紧密结合 TLS/PKI 等行业标准和应用场景。

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叙述啰嗦 作者不能保持统一的写作风格 前面comment细致但不直观 后面又太简略

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