應用密碼學（第3版）/重點大學信息安全專業規劃係列教材·重慶市普通高等教育本科“十二五”規劃教材 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

《應用密碼學(第3版)（重點大學信息安全專業規劃係列教材）》，本共13章，內容涉及密碼學基礎、古典密碼、密碼學數學引論、對稱密碼體製、非對稱密碼體製、雜湊算法和消息認證、數字簽名、密鑰管理、序列密碼、密碼學的新進展、中國商用密碼算法標準和密碼學應用與實踐。

內頁插圖

目錄

開篇 密碼學典故
第0章 密碼故事
0.1 重慶大轟炸背後的密碼戰
0.2 “愛情密碼”帖

上篇 密碼學原理
第1章 緒論
1.1 網絡信息安全概述
1.1.1 網絡信息安全問題的由來
1.1.2 網絡信息安全問題的根源
1.1.3 網絡信息安全的重要性和緊迫性
1.2 密碼學在網絡信息安全中的作用
1.3 密碼學的發展曆史
1.3.1 古代加密方法（手工階段）
1.3.2 古典密碼（機械階段）
1.3.3 近代密碼（計算機階段）
1.4 網絡信息安全的機製和安全服務
1.4.1 安全機製
1.4.2 安全服務
1.4.3 安全服務與安全機製之間的關係
1.5 安全攻擊的主要形式及其分類
1.5.1 安全攻擊的主要形式
1.5.2 安全攻擊形式的分類
習題雲
第2章 密碼學基礎
2.1 密碼學相關概念
2.2 密碼係統
2.2.1 柯剋霍夫原則
2.2.2 密碼係統的安全條件
2.2.3 密碼係統的分類
2.3 安全模型
2.3.1 網絡通信安全模型
2.3.2 網絡訪問安全模型
2.4 密碼體製
2.4.1 對稱密碼體製
2.4.2 非對稱密碼體製
習題雲
第3章 古典密碼
3.1 隱寫術
3.2 代替
3.2.1 代替密碼體製
3.2.2 代替密碼的實現方法分類
3.3 換位
習題雲
第4章 密碼學數學引論
4.1 數論
4.1.1 素數
4.1.2 模運算
4.1.3 歐幾裏德算法
4.1.4 擴展的歐幾裏德算法
4.1.5 費馬定理
4.1.6 歐拉定理
4.1.7 中國剩餘定理
4.2 群論
4.2.1 群的概念
4.2.2 群的性質
4.3 有限域理論
4.3.1 域和有限域
4.3.2 有限域中的計算
4.4 計算復雜性理論
……
下篇 密碼學應用與實踐

經典之作：現代密碼學與信息安全技術前沿探索 本書旨在全麵、深入地探討信息安全領域的核心——密碼學，並結閤當前信息技術發展的最新趨勢，係統闡述從基礎理論到前沿應用的完整知識體係。 本書並非側重於某一特定教材體係或特定版本的更新，而是緻力於構建一個獨立、完整、具有前瞻性的密碼學知識框架，服務於所有對信息安全有誌於深入鑽研的讀者。 --- 第一部分：密碼學基礎理論與經典範式重構 本部分著重於夯實讀者在離散數學、數論以及信息論方麵的基礎，這是理解現代密碼學算法的基石。我們摒棄瞭對傳統加密體係的機械羅列，轉而采用更具啓發性的方式，剖析現代密碼學的數學結構與信息論約束。 1. 數學基礎的嚴謹構建 群、環、域的現代視角： 深入講解有限域（特彆是伽羅瓦域 $GF(2^m)$）在流密碼和橢圓麯綫密碼學中的作用，強調代數結構如何直接決定算法的安全性和效率。 數論的現代應用： 重點剖析模冪運算的優化算法（如濛哥馬利算法在RSA和迪菲-赫爾曼密鑰交換中的實際應用），並引入二次剩餘和離散對數問題的復雜性分析，為理解公鑰密碼的安全性提供堅實的數理基礎。 布爾函數與代數結構： 探討S盒（Substitution Box）的設計原理，從平衡性、非綫性度和代數階等方麵評估其抵抗差分攻擊和綫性攻擊的能力，這是對稱密碼設計中的核心要素。 2. 信息論安全與復雜性度量 香農理論的再審視： 重新審視一次性密碼本的完美保密性，並將其與實際應用中的計算安全概念（如不可區分性、語義安全）進行對比，闡明現代密碼學在計算復雜度上的妥協與必要性。 隨機性與僞隨機性： 詳細介紹真隨機數生成器（TRNG）與僞隨機數生成器（PRNG）的設計標準與測試規範（如NIST SP 800-90A/B/C），強調高質量隨機源在密鑰生成和密碼學協議中的關鍵地位。 --- 第二部分：對稱密碼學的深入剖析與實戰優化 本部分超越瞭對傳統分組密碼工作模式的簡單介紹，側重於對現代高級加密標準（AES）內部結構的高效實現、安全性評估以及在特定場景下的性能優化。 3. 高級加密標準（AES）的結構化解析 字節替代層（SubBytes）的代數設計： 不僅展示S盒的查錶過程，更深入探究其構造的有限域上的求逆元操作，分析其抵抗綫性逼近的數學依據。 密鑰擴展與輪函數： 詳細解析密鑰調度算法，探討不同輪函數設計對雪崩效應的影響，並引入側信道攻擊（如功耗分析）對輪函數執行流程的潛在威脅。 分組密碼的工作模式： 比較並分析ECB、CBC、CTR、GCM等模式的安全性、並行性與認證加密的必要性。特彆強調GCM（Galois/Counter Mode）作為現代推薦模式的優勢，包括其認證標簽的生成機製。 4. 流密碼與同步機製 現代流密碼設計： 重點分析基於狀態機的流密碼，如ChaCha20，闡述其如何通過高效的加法、異或和鏇轉操作實現高速加密，並探討其與傳統LFSR（綫性反饋移位寄存器）設計的本質區彆。 同步與重用問題： 討論流密碼中Nonce/IV的使用規範，強調IV重用可能導緻的災難性後果，並給齣實用的密鑰流管理策略。 --- 第三部分：公鑰密碼學：非對稱體係的演進與挑戰 本部分聚焦於公鑰密碼學中的兩大支柱——基於大整數分解的RSA體係和基於橢圓麯綫離散對數問題的ECC體係，並引入後量子密碼學的最新研究進展。 5. RSA與迪菲-赫爾曼密鑰交換的精要 RSA的安全性分析： 深入探討模冪運算的優化（如布斯算法），以及針對RSA體係的攻擊嚮量，包括小指數攻擊、定時攻擊和數學分解攻擊（如二次篩法Sieve的原理概述）。 Diffie-Hellman（DH）的變體： 比較經典DH與基於橢圓麯綫的ECDH在密鑰協商效率和密鑰長度上的差異，解釋為何ECC成為移動和資源受限環境的首選。 6. 橢圓麯綫密碼學（ECC）的代數基礎 EC上的點運算： 詳細推導橢圓麯綫上的加法和倍點運算，解釋如何構造具有良好密碼學特性的麯綫（如素數域麯綫和二元域麯綫），並討論麯綫參數選擇對安全強度的影響。 數字簽名算法（DSA與ECDSA）： 重點分析ECDSA的簽名生成與驗證流程，探討隨機數生成在簽名過程中的關鍵性角色，以及如何防止簽名可預測性。 --- 第四部分：超越經典：哈希函數、認證與前沿安全協議 本部分涵蓋瞭密碼學在數據完整性、身份認證以及構建安全通信信道中的關鍵應用，並前瞻性地引入瞭未來密碼學的主題。 7. 密碼學哈希函數與消息認證碼（MAC） Merkle-Damgård結構與SHA-3： 全麵解析SHA-2係列的結構，並著重介紹SHA-3（Keccak）的“海綿結構”，強調其在抵抗長度擴展攻擊上的固有優勢。 基於哈希的消息認證（HMAC）： 詳細闡述HMAC的構建原理，證明其通過嵌套哈希提供強大安全性的理論依據，並與基於分組密碼的MAC（如CMAC）進行對比。 8. 身份認證與安全協議設計 零知識證明（ZKP）概述： 介紹ZKP的核心概念（完備性、可靠性、零知識性），並簡要說明其在隱私保護身份驗證中的潛力（如zk-SNARKs的簡化工作原理）。 安全套接層/傳輸層安全（TLS/SSL）的演進： 分析現代TLS握手過程中的關鍵密碼學步驟，包括證書驗證、密鑰交換協商（DHE/ECDHE）和記錄層加密，重點講解前嚮保密（Forward Secrecy）的實現機製。 9. 後量子密碼學展望 格密碼學（Lattice-Based Cryptography）： 介紹基於格問題的睏難性假設（如SVP, CVP），重點闡述Kyber（密鑰封裝）和Dilithium（簽名）等NIST標準候選算法的基本思想，為後量子時代的過渡做好理論準備。 編碼理論與哈希簽名： 簡要介紹基於編碼（如McEliece）和基於Merkle樹的簽名方案（如XMSS/LMS）在抗量子威脅中的定位與應用前景。 --- 結語 本書力求在理論的深度和工程的實踐之間找到最佳平衡點。它不僅是學習密碼學原理的教材，更是一本麵嚮信息安全工程師和研究人員的參考手冊，旨在幫助讀者建立起對信息安全威脅的深刻理解，並掌握構建未來安全係統的核心密碼學工具箱。全書內容緊跟國際密碼學標準和學術界的研究熱點，確保讀者所學知識的時效性與前瞻性。