現(xiàn)代密碼學(xué)概論

第1章密碼學(xué)基礎(chǔ)模型與概念1
1.1密碼學(xué)基本概念1
1.1.1Scytale密碼棒1
1.1.2保密通信模型2
1.1.3攻擊者的能力2
1.1.4現(xiàn)代密碼學(xué)的基本原則3
1.1.5密碼分析的攻擊方式4
1.2基于密鑰的算法6
1.2.1對(duì)稱密鑰密碼系統(tǒng)6
1.2.2非對(duì)稱密鑰密碼系統(tǒng)7
1.3密碼協(xié)議7
1.3.1引例: 加密的銀行轉(zhuǎn)賬8
1.3.2一個(gè)攻擊9
1.3.3增加認(rèn)證9
1.3.4對(duì)認(rèn)證的攻擊10
1.3.5安全協(xié)議類型與特點(diǎn)10
1.4小結(jié)12

第2章古典密碼的演化13
2.1引子13
2.2單表替換密碼13
2.2.1*簡(jiǎn)單的替換密碼——移位密碼13
2.2.2帶斜率的變換——仿射密碼16
2.2.3替換密碼的一般形式與特點(diǎn)18
2.2.4替換密碼的殺手——頻率攻擊19
2.3多表替換密碼20
2.4分組密碼25
2.4.1分組密碼基礎(chǔ)25
2.4.2*簡(jiǎn)單的分組密碼26
2.4.3多表代換分組密碼——希爾密碼282.4.4分組密碼的基本手段——擴(kuò)散和混淆30
2.5一種不可攻破的密碼體制31
2.5.1二進(jìn)制31
2.5.2一次一密32
2.6偽隨機(jī)序列的生成33
2.6.1一般方式33
2.6.2線性反饋移位寄存序列34
2.7轉(zhuǎn)輪密碼35
本章小結(jié)37
思考題37
參考文獻(xiàn)38
現(xiàn)代密碼學(xué)概論目錄
第3章數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)39
3.1概述39
3.1.1DES的歷史39
3.1.2DES的描述40
3.2Feistel體制41
3.2.1單輪Feistel41
3.2.2多輪Feistel41
3.2.3Feistel加解密的同結(jié)構(gòu)42
3.3DES加密43
3.3.1DES的初始置換與逆初始置換44
3.3.2DES的F函數(shù)44
3.3.3DES的密鑰擴(kuò)展算法47
3.4DES解密48
3.5分組密碼的使用48
3.5.1分組密碼工作模式49
3.5.2分組密碼填充模式52
3.6破解DES53
3.7三重DES54
思考題55
參考文獻(xiàn)55

第4章高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)57
4.1高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)的起源57
4.2代替置換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)58
4.3高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)59
4.3.1總體結(jié)構(gòu)59
4.3.2詳細(xì)結(jié)構(gòu)60
4.3.3輪密鑰加變換60
4.3.4字節(jié)代換60
4.3.5行移位63
4.3.6列混合63
4.3.7密鑰擴(kuò)展算法64
4.4AES設(shè)計(jì)上的考慮65
4.5有限域66
4.5.1什么是有限域67
4.5.2階為p的有限域67
4.5.3有限域GF(28)的動(dòng)機(jī)67
4.5.4普通多項(xiàng)式算術(shù)68
4.5.5GF(2n)上的多項(xiàng)式運(yùn)算69
4.5.6GF(28)運(yùn)算的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)71
思考題73
參考文獻(xiàn)73

第5章RSA與公鑰體制74
5.1公鑰密碼體制76
5.2RSA算法76
5.3RSA簽名與協(xié)議驗(yàn)證應(yīng)用81
5.3.1RSA的數(shù)字簽名應(yīng)用81
5.3.2RSA的協(xié)議驗(yàn)證應(yīng)用82
5.4素性判定83
5.5RSA129挑戰(zhàn)與因式分解85
5.5.1RSA129挑戰(zhàn)86
5.5.2因式分解87
5.6RSA攻擊89
思考題94
參考文獻(xiàn)95

第6章離散對(duì)數(shù)與數(shù)字簽名97
6.1離散對(duì)數(shù)問題97
6.2DiffieHellman密鑰交換協(xié)議98
6.3ElGamal公鑰體制99
6.4比特承諾100
6.5離散對(duì)數(shù)計(jì)算101
6.5.1離散對(duì)數(shù)奇偶性判定101
6.5.2PohigHellman算法101
6.5.3指數(shù)微積分103
6.5.4小步大步算法103
6.6生日攻擊104
6.7散列函數(shù)106
6.8數(shù)字簽名107
思考題109
參考文獻(xiàn)110

第7章密鑰管理技術(shù)111
7.1概述111
7.2密鑰生成113
7.3密鑰維護(hù)114
7.3.1密鑰分配114
7.3.2密鑰的使用與存儲(chǔ)120
7.3.3密鑰更新及生命周期121
7.3.4密鑰備份與恢復(fù)121
7.4密鑰托管技術(shù)122
7.4.1簡(jiǎn)介122
7.4.2EES介紹122
7.4.3密鑰托管密碼體制的組成成分123
思考題124
參考文獻(xiàn)125

第8章幾個(gè)重要的密碼學(xué)話題126
8.1秘密共享126
8.1.1秘密分割126
8.1.2門限方案128
8.2博弈134
8.2.1擲硬幣博弈134
8.2.2撲克博弈135
8.2.3匿名密鑰分配137
8.3零知識(shí)138
8.3.1零知識(shí)證明模型和實(shí)例139
8.3.2零知識(shí)證明協(xié)議140
8.3.3基于零知識(shí)的身份認(rèn)證協(xié)議142
8.4小結(jié)145
思考題145
參考文獻(xiàn)146

第9章密碼學(xué)新技術(shù)148
9.1橢圓曲線148
9.1.1加法定律150
9.1.2橢圓曲線的應(yīng)用152
9.2雙線性對(duì)156
9.2.1雙線性映射156
9.2.2雙線性對(duì)在密碼學(xué)中的應(yīng)用158
9.3群簽名方案160
9.3.1基于離散對(duì)數(shù)的群簽名方案161
9.3.2基于雙線性對(duì)的群簽名方案167
9.4量子密碼171
9.4.1量子計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)代密碼學(xué)的挑戰(zhàn)171
9.4.2量子密碼172
附錄有限域173
參考文獻(xiàn)173

第10章密碼技術(shù)新應(yīng)用174
10.1電子商務(wù)174
10.1.1電子商務(wù)安全概述174
10.1.2安全的電子商務(wù)系統(tǒng)176
10.2比特幣189
10.2.1比特幣發(fā)展史189
10.2.2深入比特幣190
10.3輕量級(jí)密碼與物聯(lián)網(wǎng)199
10.3.1物聯(lián)網(wǎng)的概念及其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)199
10.3.2物聯(lián)網(wǎng)感知層信息安全201
10.3.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層安全205
10.3.4物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層安全206
10.3.5物聯(lián)網(wǎng)安全小結(jié)208
思考題208
參考文獻(xiàn)209