Progress in Cryptology - INDOCRYPT 2008 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Vincent, Rijmen (EDT)/ Das, Abhijit (EDT)/ Chowdhury, Dipanwita Roy (EDT)

出品人:

页数:437

译者:

出版时间:2008-12-12

价格:USD 129.00

装帧:Paperback

isbn号码:9783540897538

丛书系列:

图书标签:

• Cryptography
• Information Security
• Network Security
• Data Encryption
• INDOCRYPT
• Computer Science
• Algorithms
• Security Protocols
• Applied Cryptography
• Theoretical Cryptography

密码学前沿进展：现代密码系统的理论基础与实践应用 本书旨在系统梳理和深入探讨密码学领域内一系列前沿理论与关键技术进展，尤其侧重于奠定现代信息安全基石的数学结构、算法设计及其在复杂系统中的部署策略。 本书内容横跨古典密码学的深厚积淀与后量子时代的崭新挑战，力求为密码学研究人员、安全工程师以及相关领域的决策者提供一份全面、深入且具有前瞻性的参考资料。 全书内容严谨，结构清晰，从最基础的数论和代数结构在密码学中的应用入手，逐步过渡到现代公钥密码体制的安全性分析与构造，并详细探讨了与云计算、物联网和分布式账本技术紧密相关的最新研究方向。 第一部分：基础理论与数学结构（Foundational Theory and Algebraic Structures） 本部分致力于夯实读者对密码学数学基础的理解，这是构建任何安全系统的核心支柱。 第一章：有限域与离散对数问题的深化研究 本章详细回顾了伽罗瓦域（有限域）在有限域上的椭圆曲线密码学（ECC）中的核心作用。重点分析了不同有限域（如 $ ext{GF}(p)$ 和 $ ext{GF}(2^m)$）在性能和抗侧信道攻击方面的权衡。随后，对著名的超奇异椭圆曲线离散对数问题 (ECDLP) 及其变体进行了深入的安全性评估。探讨了当前最有效的求解算法，如 Pollard 的 $ ho$ 算法和 Brier-Joux 算法的改进版本，并讨论了如何通过选择合适的曲线参数来提高抗攻击能力。此外，本章还引入了基于配对（Pairing-based）密码学的理论基础，解释了双线性对的数学性质及其在身份基密码学（IBE）中的应用潜力。 第二章：格密码学的理论基石与后量子安全模型 随着 Shor 算法对现有公钥基础设施（PKI）构成的潜在威胁日益显著，基于格的密码学（Lattice-based Cryptography）已成为后量子密码学研究的焦点。本章详细介绍了理想格（Ideal Lattices）和普通格（Shortest Vector Problem, SVP；最近向量问题, CVP）的计算复杂性。深入剖析了学习错误（Learning With Errors, LWE）问题及其在环上的变体（Ring-LWE）作为格密码学安全基石的严格数学证明。本章着重分析了 LWE 问题的归约框架，并讨论了如何量化和评估格基规约算法（如 BKZ 算法）的实际攻击难度。我们还比较了基于格的加密方案（如 Kyber）和数字签名方案（如 Dilithium）的结构特性和性能特征。 第三章：编码理论在信息安全中的交集 本章探讨了代数编码理论，特别是纠错码（Error-Correcting Codes），如何被应用于构建抗噪声的密码系统。重点分析了Goppa 码在 McEliece 加密系统中的作用及其与基于格的方案在安全范式上的异同。此外，本章还讨论了低密度奇偶校验码（LDPC）和Turbo 码等现代编码技术在物理层安全和信息论安全中的潜在应用，例如在认证与数据完整性校验中的角色。 第二部分：现代密码体制的构造与分析（Construction and Analysis of Modern Cryptosystems） 本部分将理论知识转化为实际可操作的加密和安全协议。 第四章：对称密码设计原理与高级分组密码 本章系统阐述了现代分组密码的设计哲学，核心聚焦于替代-置换网络（SPN）和费斯妥结构（Feistel Structure）。我们详细分析了当前主流分组密码如 AES 的轮函数、S-盒的设计原则，以及如何通过差分分析和线性分析来评估其抵抗能力。针对更快的硬件实现需求，本章引入了轻量级密码（Lightweight Cryptography）的设计理念，并探讨了面向资源受限环境（如 RFID 标签和微控制器）的特殊结构，例如针对抗功耗分析的对称密钥算法设计。 第五章：公钥基础设施的安全性演进与混合加密 本章深入研究了 RSA 和基于离散对数的密码系统（如 Diffie-Hellman）的安全性模型，重点讨论了子指数时间攻击的最新进展。详尽阐述了在实际部署中，如何通过优化密钥生成过程、引入随机性源以及应用安全多方计算（MPC）技术来缓解中间人攻击和密钥泄露风险。针对混合加密架构，本章提出了针对长期密钥管理和短期会话密钥交换的优化模型，确保了通信的完整性和前向保密性。 第六章：数字签名方案的效率与可验证性 数字签名是确保数据真实性和不可否认性的关键。本章不仅覆盖了标准的基于离散对数和椭圆曲线的签名方案（如 ECDSA），还深入探讨了基于哈希的签名方案（如 Merkle 签名树）的特性，特别是其对底层原语（哈希函数）的依赖程度和签名大小的权衡。此外，本章还介绍了盲签名（Blinding Signatures）在电子投票和隐私保护交易中的应用，及其与零知识证明（ZKP）技术的集成方式。 第三部分：新兴安全范式与前沿应用（Emerging Security Paradigms and Advanced Applications） 本部分聚焦于密码学在应对新兴计算环境和隐私保护需求方面的最新突破。 第七章：零知识证明（ZKP）的理论深化与实用化 零知识证明是实现隐私保护计算的核心工具。本章全面梳理了 ZKP 发展的脉络，从早期的交互式协议到现代的非交互式零知识证明（NIZK）。详细解释了基于配对的 SNARKs（Succinct Non-interactive Argument of Knowledge）的构造原理，以及 zk-STARKs（Scalable Transparent ARguments of Knowledge）如何通过利用海明/汉明距离和多项式承诺方案来摆脱可信设置的束缚。本章还探讨了如何将这些先进的 ZKP 技术应用于区块链的可扩展性和隐私增强型交易验证中。 第八章：同态加密（HE）的性能优化与应用边界 同态加密（Homomorphic Encryption, HE）允许在密文上直接进行计算，是云计算时代数据主权的终极保障。本章详细比较了部分同态加密（PHE）、带有所需计算深度（RGSW/BFV）和完全同态加密（FHE）的数学基础，特别是 Brakerski/Gentry/Vaikuntanathan (BGV) 和 Cheon/Kim/Kim/Song (CKKS) 方案的差异。重点分析了密文环（Ciphertext Expansion）和引导（Bootstrapping）操作的计算开销，并介绍了最新研究中利用高精度多项式插值和数值近似技术来加速 FHE 操作的实用化进展。 第九章：量子计算对密码学的冲击与对策 本章聚焦于量子计算的实际发展及其对现有加密系统的威胁。除了对 Shor 算法和 Grover 算法的直接影响进行量化分析外，本章更侧重于介绍 NIST 正在标准化的后量子密码学（PQC）竞赛成果。深入解析了入围方案（如 CRYSTALS-Kyber 和 Dilithium）的安全性评估流程，并讨论了如何在当前基础设施中安全地过渡到混合模式（Hybrid Mode），以及实施 PQC 所需的密钥管理和协议升级策略。 第十章：侧信道分析（SCA）与对抗性安全工程 成功的密码实现不仅依赖于强大的数学基础，更依赖于鲁棒的工程实践。本章系统性地介绍了主要的侧信道攻击类型，包括功耗分析（SPA/DPA）、电磁辐射分析（EMA）和时序攻击。本章详述了针对这些攻击的防御策略，如掩码技术（Masking）、随机化（Randomization）和数据不相关的操作序列设计。最后，讨论了形式化验证方法在确认密码实现抗 SCA 攻击方面的应用，确保理论安全性能够转化为硬件层面的抗性。

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