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出版者:国防工业

作者:杨榆

出品人:

页数:205

译者:

出版时间:2010-1

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787118065756

丛书系列:

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《密码学基础与应用实践》 图书简介 本书旨在为读者提供一套系统、深入且富有实践性的密码学知识体系。内容涵盖了从经典密码学理论到现代加密技术的前沿进展，并强调理论与实际应用相结合，使读者不仅能理解密码学的基本原理，还能掌握在实际工程中应用这些技术的能力。全书结构清晰，逻辑严密，适合作为高等院校计算机科学、信息安全、通信工程等专业本科生及研究生的教材或参考书，同时也为信息安全工程师、密码学研究人员以及对信息安全感兴趣的专业人士提供了一份宝贵的学习资源。 第一部分：密码学基础理论与历史沿革 本部分是全书的理论基石，详细阐述了密码学的基本概念、目标与评价标准。 1. 密码学的基本概念与安全模型： 我们将首先定义密码学的核心要素，包括加密、解密、密文、明文、密钥等。重点探讨密码系统的安全模型，包括经典的安全定义（如不可区分性、语义安全）以及更现代的基于计算复杂性的安全定义。讨论了信息论安全与计算安全之间的区别与联系，为后续的深入学习奠定基础。 2. 经典密码系统回顾： 为了理解现代密码学的演进，本章回顾了历史上的经典加密算法。详细分析了替换密码（如凯撒密码、仿射密码）和置换密码（如栅栏密码）。随后，深入探讨了维吉尼亚密码、波利斐尼斯方阵密码等复杂替换方法，并用数学工具（如模运算、有限域）来分析其代数结构和破解原理。通过对这些经典系统的分析，读者将清晰地认识到，仅依赖复杂性而非数学难题的密码系统是极其脆弱的。 3. 密码分析学入门： 本章是理解密码安全性的关键。系统介绍了密码分析的基本方法，包括： 穷举攻击（Brute Force Attack）： 讨论了密钥空间大小与破解难度的关系。 已知明文攻击（Known-Plaintext Attack, KPA）： 分析了攻击者在已知部分明文和对应密文情况下的破解策略。 选择明文攻击（Chosen-Plaintext Attack, CPA）： 阐述了该攻击模型在实际中的适用性和强大威力。 频率分析（Frequency Analysis）： 针对古典密码的数学弱点，详细展示如何利用语言特性进行攻击。 此外，还将介绍差分分析和线性分析等现代密码分析的基本思想的雏形。 第二部分：对称加密算法与分组密码 本部分聚焦于目前应用最为广泛的对称密钥算法，尤其是分组密码的设计原理和安全评估。 1. 分组密码的设计原理： 深入剖析了现代分组密码的设计核心——混淆（Confusion）和扩散（Diffusion）理论。详细介绍了基于Feistel结构和非Feistel结构（如SPN结构）的设计思想，并利用信息论的扩散度概念来量化这些设计的优劣。 2. 数据加密标准（DES）及其演变： 完整复现DES的结构，包括其16轮迭代过程、S盒和P盒的设计哲学。重点分析S盒的非线性特性是如何提供抵抗线性分析的能力。随后，介绍三重DES（3DES）的构造方式及其在当前环境下的局限性。 3. 高级加密标准（AES）： 本书将最详细地介绍目前全球广泛采用的分组密码AES。全面解析其基于有限域$GF(2^8)$上的数学运算，包括字节替代（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）这四个核心操作。通过详细的算例，帮助读者掌握AES每一轮变换的具体数学实现。 4. 密码工作模式（Modes of Operation）： 讨论了如何将分组密码安全地应用于加密任意长度的数据流。详细介绍并对比了如电子密码本模式（ECB）、密码分组链接模式（CBC）、密码反馈模式（CFB）、输出反馈模式（OFB）和计数器模式（CTR）。重点强调了IV（初始化向量）在保证安全性和防止重放攻击中的关键作用，并讨论了现代应用中推荐的安全模式。 第三部分：非对称加密算法与公钥基础设施 本部分转向非对称加密（公钥密码学），探讨了其数学基础、核心算法及其在身份认证中的应用。 1. 数论基础： 为理解RSA、离散对数等算法，本章复习了必要的数论知识，包括欧拉定理、模幂运算、中国剩余定理（CRT）在加速计算中的应用，以及大数素性检验（如Miller-Rabin测试）的重要性。 2. RSA算法的完整解析： 详尽阐述了RSA算法的密钥生成、加密和解密过程。重点分析RSA算法的安全性基于大整数分解的难度。同时，深入探讨了与RSA相关的攻击，如小公钥攻击、广播攻击、时间攻击等，并介绍了如Optimal Asymmetric Encryption Padding (OAEP) 等现代填充方案如何增强其实用安全性。 3. 椭圆曲线密码学（ECC）： 作为现代公钥密码学的核心技术，本书对ECC进行了详尽的介绍。解释了在有限域上定义椭圆曲线的数学结构，并详细分析了椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）的困难性。重点介绍基于ECC的加密算法（如ECIES）和数字签名算法（如ECDSA）。对比分析ECC与RSA在相同安全强度下的性能优势。 4. 密钥交换协议： 讨论了Diffie-Hellman（DH）密钥交换协议的原理，并扩展到其椭圆曲线版本（ECDH）。分析了这些协议在面对中间人攻击时的脆弱性，从而自然过渡到下一部分的数字签名和认证机制。 第四部分：数据完整性、认证与密码协议 本部分关注信息验证、身份认证和安全通信协议的设计。 1. 消息认证码（MAC）与基于哈希的消息认证码（HMAC）： 系统讲解了消息摘要算法（如MD5、SHA-1、SHA-2家族）的设计原理和碰撞抵抗性。随后，重点介绍MAC如何保证消息的完整性和真实性。详细介绍HMAC的构造原理，分析其如何通过密钥来增强哈希函数的安全性，使其能够有效抵抗预图攻击。 2. 数字签名方案： 数字签名的核心目标是提供不可否认性。本章深入分析了基于RSA的签名（RSASSA-PKCS1-v1.5 和 PSS）以及基于椭圆曲线的签名（ECDSA）。详细解释了签名生成和验证的每一个数学步骤，并讨论了如何通过签名方案来构建可信的电子交易和身份验证系统。 3. 密码协议基础： 本部分将前述的各种原语（加密、签名、MAC）组合起来，分析构建实际安全协议的框架。讨论了公钥基础设施（PKI）的概念，包括证书的结构、颁发机构（CA）的信任模型，以及X.509证书标准。并简要介绍如TLS/SSL协议的核心握手流程，展示如何利用本章所学的技术确保互联网通信的机密性和认证性。 第五部分：现代密码学前沿与安全实践 最后一部分将目光投向当前研究和工业界关注的热点领域，提供更贴近实际应用的安全视角。 1. 杂凑函数与抗碰撞性： 更深入地探讨了SHA-3（Keccak）的设计思想，即海绵结构（Sponge Construction），并分析其与传统Merkle-Damgård结构的根本区别。强调了在面对日益增长的计算能力时，对更强哈希函数的持续需求。 2. 零知识证明（Zero-Knowledge Proofs）简介： 作为一项革命性的密码学工具，本章将介绍零知识证明的基本概念，包括交互式证明系统，以及如何设计出可信的、无需泄露任何秘密信息即可证明某个命题真实性的协议。 3. 后量子密码学概述： 鉴于量子计算对现有公钥密码体系的潜在威胁，本书将概述基于格、编码、多变量和同源性等数学难题的后量子密码学（PQC）的主要候选算法，让读者了解未来密码学的发展方向。 4. 实践安全考量： 本章将讨论密码学在实际部署中常见的陷阱，如侧信道攻击（Side-Channel Attacks）的原理（如功耗分析、电磁辐射分析），以及软件实现中如何通过随机数生成器的质量和正确的密钥管理来保障系统的整体安全。 总结 《密码学基础与应用实践》不仅是一本知识的汇编，更是一本思维的训练手册。它力求通过严谨的数学推导和丰富的工程案例，帮助读者构建起坚实的密码学理论框架，并具备在信息时代设计、分析和部署安全系统的核心能力。全书结构力求覆盖从经典到现代、从理论到实践的完整路径。

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这本书的封面设计就给我一种非常专业、严谨的感觉。深邃的蓝色背景搭配简洁的银色字体，仿佛打开了一扇通往信息世界奥秘的大门。我一直对信息安全领域，尤其是信息隐藏技术非常感兴趣，但苦于没有合适的入门书籍。市面上的一些技术书籍往往过于晦涩难懂，或者流于表面，无法深入地讲解核心概念。当我看到这本书的标题时，就觉得找到了希望。我期待它能够系统地介绍信息隐藏的基本原理、常用的算法和技术，并且通过实验教程的方式，让我在动手实践中真正理解这些理论。我希望这本书不仅仅是理论的堆砌，更能提供清晰的实验步骤和代码示例，让我能够亲手实现一些信息隐藏的功能，比如在图片、音频或视频中嵌入隐藏信息，或者进行水印的添加与检测。如果书中还能包含一些实际案例的分析，让我了解信息隐藏技术在现实世界中的应用，那将更加完美。这本书的出现，对于我这样一个渴望深入学习信息隐藏技术的初学者来说，无疑是一份宝贵的资源。

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这本书的出版，填补了我学习信息隐藏领域的知识空白。我之前接触过一些相关的概念，比如隐写术，但总觉得不够系统，也缺乏实际操作的经验。很多时候，我们只是知道有这么一门技术，但具体如何实现，如何在不同的载体上实现，以及实现过程中会遇到哪些挑战，都知之甚少。我特别看重这本书的“实验教程”这几个字，这意味着它不仅仅会讲解理论，更重要的是会带领我们动手去实践。我希望通过这本书，我能够学会如何利用各种工具和编程语言，比如Python，来设计和实现自己的信息隐藏算法。例如，我想要了解如何将数据嵌入到图像的像素中，如何确保隐藏信息的不可见性，以及如何设计检测算法来提取隐藏的信息。同时，数字水印也是我非常感兴趣的一个方向，我希望书中能够详细讲解数字水印的原理、分类，以及如何在多媒体文件中添加和验证数字水印，以保护版权和证明信息的完整性。这本书的出现，无疑为我的学习之路提供了坚实的指导。

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看到这本书的标题，我脑海里立即浮现出了许多关于信息安全和数据保护的疑问。我一直对如何在数字世界中隐藏信息，同时又不影响原有信息的完整性和可用性感到好奇。这本书的“信息隐藏”部分，我期望它能带领我深入了解各种隐藏技术的原理，例如基于像素变换、色彩空间转换、统计特征等的方法。我希望能够理解不同技术在隐藏能力、鲁棒性和复杂度方面的优劣。而“数字水印”作为这本书的另一重要组成部分，我更关注它在版权保护和数据溯源方面的实际应用。我希望书中能够详细讲解如何将数字水印嵌入到图像、音频、视频等多种媒体格式中，以及如何设计能够抵抗各种攻击（如删除、复制、篡改）的水印算法。这本书的实验教程性质，让我相信它会提供丰富的代码示例和实践指导，帮助我从理论走向实践，真正掌握这些技术。

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这本书的出现，让我对信息隐藏和数字水印的探索之旅充满了信心。我一直对如何在数字内容中巧妙地隐藏信息，或者为数字内容打上身份印记的技术感到着迷。这本书的“信息隐藏”部分，我希望它能为我揭示那些隐藏在数字文件深处的秘密，让我了解如何通过各种算法，将秘密信息悄无声息地嵌入到看似平常的载体中，同时又不被轻易察觉。我期待书中能够讲解一些先进的隐藏技术，例如基于混沌理论、小波变换等，并且通过详细的实验步骤，让我能够亲手实践这些技术。而“数字水印”作为这本书的另一大亮点，我更希望它能够为我打开数字版权保护和内容认证的新世界。我期待书中能够详细介绍各种数字水印技术，包括它们的实现原理、优缺点，以及在实际应用中的案例分析。这本书的实验指导，让我相信它能够帮助我从理论走向实践，真正掌握信息隐藏与数字水印的核心技术。

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这本书的内容，我期待能够为我打开信息隐藏技术的新视角。我一直认为，信息隐藏不仅仅是简单的“藏信息”，更是一门结合了信息论、密码学、计算机科学等多个领域的交叉学科。我希望这本书能够深入浅出地讲解信息隐藏的理论基础，比如信息熵、信道容量等概念在信息隐藏中的应用。同时，我也非常期待书中能够介绍一些经典的、具有代表性的信息隐藏算法，并且通过详细的实验步骤，让我能够理解这些算法的工作原理，甚至能够自己动手去实现。例如，我希望能够学习到如何在空域、频域等不同的领域进行信息嵌入，如何评估隐藏信息的鲁棒性、不可感知性以及容量。对于数字水印部分，我希望它能覆盖到多种水印技术，比如不可见水印、可见水印，以及它们在版权保护、完整性验证等方面的具体应用。这本书的专业性和实用性，让我对它充满了期待。

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