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目次
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本書由中國人民解放軍信息工程大學密碼學課程組在長期教學過程中所使用的內部講義完善而成，定位于介紹密碼學的基本原理和基本方法，通過該書的學習，讀者可以系統地掌握密碼學的基本原理、基本方法和基本技術。 全書共包括10章和1個附錄。第1章介紹了密碼學的基本概念和基本編碼原理。第2章介紹了shannon保密理論和計算復雜性理論。第3、4章分別介紹了序列密碼和分組密碼的基本原理和方法。第5、6和7章分別介紹了公鑰密碼、數字簽名和雜湊函數的基小理論和方法。第8章和第9章分別介紹了認證技術、隨機數的產生與檢驗方法。第10章介紹了密鑰管理和密鑰分配協議的理論與方法。附錄介紹了相關的數學知識。 為適應不同層次讀者的需要，并使他們接觸更多的密碼學知識，本書有意增加了許多相關內容。在具體的教學實施過程中，可根據需要對有關內容進行選擇。小書既可作為本科生的教材，也可作為碩士研究生和密碼研究人員的入門教材。
目次
第1章 密碼學概述
1.1 引言
1.2 密碼學的基本概念
1.2.1 密碼編碼學
1.2.2 密碼分析學
1.2.3 密鑰管理學
1.3 密碼的基本編碼原理
1.3.1 移位密碼
1.3.2 代替密碼
1.4 代替密碼分析
1.4.1 語言的內在規律
1.4.2 單表代替密碼分析
1.4.3 多表代替密碼分析
習題
參考文獻
第2章 保密理論
2.1 信息論簡介
2.1.1 隨機事件的信息量和概率分布的熵
2.1.2 熵的基本性質
2.1.3 聯合熵、條件熵和互信息
2.2 Shannon保密理論
2.2.1 理論上的保密性
2.2.2 密碼體制的唯一解碼量
2.3 計算復雜性理論
2.3.1 實際保密性
2.3.2 算法和問題
2.3.3 算法的計算復雜性
2.3.4 問題的復雜性
習題
參考文獻
第3章 序列密碼
3.1 偽隨機序列的常規特性
3.1.1 周期序列和最終周期序列
3.1.2 偽隨機性的Golomb三假設
3.2 序列密碼的基本模型
3.2.1 序列密碼的一般模型
3.2.2 無明密文反饋的模型
3.2.3 明密文反饋模型
3.2.4 自同步密碼模型
3.3 有限域上的線性反饋移存器
3.3.1 有限域上的n級遞歸序列
3.3.2 線性反饋移存器簡介
3.3.3 m序列的密碼特性
3.3.4 m序列的還原特性
3.3.5 基於除法電路設計的LFSR
3.4 Wlalsh譜理論
3.4.1 復數值函數的Walsh譜理論
3.4.2 Boole函數的Walsh譜理論
3.4.3 Bent函數
3.4.4 多輸出Boole函數的平衡性判定定理
3.4.5 函數復合與函數求和的Walsh譜計算
3.5 序列密碼的基本編碼技術
3.5.1 前饋模型
3.5.2 非線性濾波模型
3.5.3 非線性組合模型
3.5.4 濾波一組合模型
3.5.5 鐘控模型
3.5.6 有記憶變換模型
3.6 RC4序列密碼算法
3.7 A5序列密碼算法
3.7.1 A5-1序列密碼算法
3.7.2 A5-2序列密碼算法
習題
參考文獻
第4章 分組密碼
4.1 分組密碼概述
4.2 分組密碼的基本設計原則
4.2.1 安全原則
4.2.2 實現原則
4.3 分組密碼的整體結構
4.3.1 S-P網絡
4.3.2 Feistel模型
4.4 數據加密標準
4.4.1 背景
4.4.2 DES算法
4.4.3 DES的簡單分析
4.4.4 DES的安全性
4.4.5 多重DES
4.5 窮舉攻擊
4.5.1 窮舉攻擊的基本方案
4.5.2 窮舉攻擊的實現方案
4.6 差分密碼分析
4.6.1 差分密碼分析概述
4.6.2 DES的差分密碼分析
4.7 線性密碼分析
4.7.1 對DES算法f函數的線性逼近
4.7.2 線性逼近方程的建立
4.8 國際數據加密算法
4.8.1 IDEA算法
4.8.2 IDEA的簡單分析
4.9 高級加密標準
4.9.1 背景
4.9.2 數學基礎
4.9.3 狀態和狀態矩陣
4.9.4 AES算法
4.9.5 AES的簡單分析
4.10 分組密碼的工作模式
4.10.1 電碼本模式
4.10.2 密碼分組鏈接模式
4.10.3 密碼反饋模式
4.10.4 輸出反饋模式
4.10.5 尾分組處理方法
習題
參考文獻
第5章 公鑰密碼技術
5.1 RSA公鑰密碼體制
5.1.1 RSA公鑰密碼體制介紹
5.1.2 大素數生成算法
5.1.3 RSA的實現
5.2 RSA密碼體制的安全性分析
5.2.1 因子分解的進展及實用算法
5.2.2 對RSA的其他攻擊
5.2.3 共模RSA體制的安全性分析
5.2.4 RSA參數的選擇
5.3 基於離散對數問題的公鑰密碼
5.3.1 有限域上的離散對數問題
5.3.2 ElGamal公鑰密碼算法
5.3.3 Diffie-Hellman密鑰交換協議
5.4 橢圓曲線公鑰密碼體制
5.4.1 橢圓曲線的定義
5.4.2 橢圓曲線群上的離散對數問題
5.4.3 橢圓曲線上的公鑰密碼
習題
參考文獻
第6章 數字簽名
6.1 RSA數字簽名方案
6.1.1 RSA數字簽名方案
6.1.2 RSA數字簽名的同態性
6.1.3 RSA數字簽名與加密的結合
6.2 ElGamal數字簽名方案
6.2.1 ElGamal數字簽名方案
6.2.2 ElGamal數字簽名方案的安全性分析
6.2.3 ElGamal數字簽名方案的變型
6.2.4 數字簽名標準DSS
6.2.5 橢圓曲線數字簽名算法(ECDSA)
參考文獻
第7章 雜湊函數
7.1 雜湊函數的性質及應用
7.2 雜湊函數的基本攻擊方法
7.3 基於分組密碼的雜湊函數設計
7.4 MD5雜湊函數
7.5 SHA雜湊函數
習題
參考文獻
第8章 認證技術
8.1 消息認證
8.1.1 對稱密碼體制實現的消息認證
8.1.2 雜湊函數實現的消息認證
8.1.3 公鑰密碼體制實現的消息認證
8.2 身份認證
8.2.1 弱身份認證
8.2.2 強身份認證
8.3 認證技術的應用
8.3.1 人機認證
8.3.2 產品防偽
習題
參考文獻
第9章 隨機數的產生與檢驗
9.1 隨機數的描述
9.2 隨機數和偽隨機數的產生方法
9.3 隨機數的檢驗方法
9.3.1 正態分布和x2分布
9.3.2 假設檢驗
9.3.3 5種基本檢驗(5項常規統計檢驗)
習題
參考文獻
第10章 密鑰管理
10.1 密鑰管理的內容
10.1.1 密鑰的概念
10.1.2 密鑰的分配
10.1.3 密鑰的維護
10.2 密鑰的分層和分散管理
10.2.1 密鑰的分層管理
10.2.2 密鑰的分散管理
10.3 密鑰分配技術
10.3.1 密鑰分配的體系結構
10.3.2 密鑰分配協議
10.4 公鑰基礎設施的基本原理
10.4.1 PKI的一些基本概念
10.4.2 公鑰證書的生成過程
10.4.3 證書的結構及實現原理
10.4.4 證書的驗證過程
習題
參考文獻
附錄 數學基礎知識
附錄1 概率論和統計檢驗基礎
附錄2 數論基礎
附錄3 代數基礎
參考文獻
1.1 引言
1.2 密碼學的基本概念
1.2.1 密碼編碼學
1.2.2 密碼分析學
1.2.3 密鑰管理學
1.3 密碼的基本編碼原理
1.3.1 移位密碼
1.3.2 代替密碼
1.4 代替密碼分析
1.4.1 語言的內在規律
1.4.2 單表代替密碼分析
1.4.3 多表代替密碼分析
習題
參考文獻
第2章 保密理論
2.1 信息論簡介
2.1.1 隨機事件的信息量和概率分布的熵
2.1.2 熵的基本性質
2.1.3 聯合熵、條件熵和互信息
2.2 Shannon保密理論
2.2.1 理論上的保密性
2.2.2 密碼體制的唯一解碼量
2.3 計算復雜性理論
2.3.1 實際保密性
2.3.2 算法和問題
2.3.3 算法的計算復雜性
2.3.4 問題的復雜性
習題
參考文獻
第3章 序列密碼
3.1 偽隨機序列的常規特性
3.1.1 周期序列和最終周期序列
3.1.2 偽隨機性的Golomb三假設
3.2 序列密碼的基本模型
3.2.1 序列密碼的一般模型
3.2.2 無明密文反饋的模型
3.2.3 明密文反饋模型
3.2.4 自同步密碼模型
3.3 有限域上的線性反饋移存器
3.3.1 有限域上的n級遞歸序列
3.3.2 線性反饋移存器簡介
3.3.3 m序列的密碼特性
3.3.4 m序列的還原特性
3.3.5 基於除法電路設計的LFSR
3.4 Wlalsh譜理論
3.4.1 復數值函數的Walsh譜理論
3.4.2 Boole函數的Walsh譜理論
3.4.3 Bent函數
3.4.4 多輸出Boole函數的平衡性判定定理
3.4.5 函數復合與函數求和的Walsh譜計算
3.5 序列密碼的基本編碼技術
3.5.1 前饋模型
3.5.2 非線性濾波模型
3.5.3 非線性組合模型
3.5.4 濾波一組合模型
3.5.5 鐘控模型
3.5.6 有記憶變換模型
3.6 RC4序列密碼算法
3.7 A5序列密碼算法
3.7.1 A5-1序列密碼算法
3.7.2 A5-2序列密碼算法
習題
參考文獻
第4章 分組密碼
4.1 分組密碼概述
4.2 分組密碼的基本設計原則
4.2.1 安全原則
4.2.2 實現原則
4.3 分組密碼的整體結構
4.3.1 S-P網絡
4.3.2 Feistel模型
4.4 數據加密標準
4.4.1 背景
4.4.2 DES算法
4.4.3 DES的簡單分析
4.4.4 DES的安全性
4.4.5 多重DES
4.5 窮舉攻擊
4.5.1 窮舉攻擊的基本方案
4.5.2 窮舉攻擊的實現方案
4.6 差分密碼分析
4.6.1 差分密碼分析概述
4.6.2 DES的差分密碼分析
4.7 線性密碼分析
4.7.1 對DES算法f函數的線性逼近
4.7.2 線性逼近方程的建立
4.8 國際數據加密算法
4.8.1 IDEA算法
4.8.2 IDEA的簡單分析
4.9 高級加密標準
4.9.1 背景
4.9.2 數學基礎
4.9.3 狀態和狀態矩陣
4.9.4 AES算法
4.9.5 AES的簡單分析
4.10 分組密碼的工作模式
4.10.1 電碼本模式
4.10.2 密碼分組鏈接模式
4.10.3 密碼反饋模式
4.10.4 輸出反饋模式
4.10.5 尾分組處理方法
習題
參考文獻
第5章 公鑰密碼技術
5.1 RSA公鑰密碼體制
5.1.1 RSA公鑰密碼體制介紹
5.1.2 大素數生成算法
5.1.3 RSA的實現
5.2 RSA密碼體制的安全性分析
5.2.1 因子分解的進展及實用算法
5.2.2 對RSA的其他攻擊
5.2.3 共模RSA體制的安全性分析
5.2.4 RSA參數的選擇
5.3 基於離散對數問題的公鑰密碼
5.3.1 有限域上的離散對數問題
5.3.2 ElGamal公鑰密碼算法
5.3.3 Diffie-Hellman密鑰交換協議
5.4 橢圓曲線公鑰密碼體制
5.4.1 橢圓曲線的定義
5.4.2 橢圓曲線群上的離散對數問題
5.4.3 橢圓曲線上的公鑰密碼
習題
參考文獻
第6章 數字簽名
6.1 RSA數字簽名方案
6.1.1 RSA數字簽名方案
6.1.2 RSA數字簽名的同態性
6.1.3 RSA數字簽名與加密的結合
6.2 ElGamal數字簽名方案
6.2.1 ElGamal數字簽名方案
6.2.2 ElGamal數字簽名方案的安全性分析
6.2.3 ElGamal數字簽名方案的變型
6.2.4 數字簽名標準DSS
6.2.5 橢圓曲線數字簽名算法(ECDSA)
參考文獻
第7章 雜湊函數
7.1 雜湊函數的性質及應用
7.2 雜湊函數的基本攻擊方法
7.3 基於分組密碼的雜湊函數設計
7.4 MD5雜湊函數
7.5 SHA雜湊函數
習題
參考文獻
第8章 認證技術
8.1 消息認證
8.1.1 對稱密碼體制實現的消息認證
8.1.2 雜湊函數實現的消息認證
8.1.3 公鑰密碼體制實現的消息認證
8.2 身份認證
8.2.1 弱身份認證
8.2.2 強身份認證
8.3 認證技術的應用
8.3.1 人機認證
8.3.2 產品防偽
習題
參考文獻
第9章 隨機數的產生與檢驗
9.1 隨機數的描述
9.2 隨機數和偽隨機數的產生方法
9.3 隨機數的檢驗方法
9.3.1 正態分布和x2分布
9.3.2 假設檢驗
9.3.3 5種基本檢驗(5項常規統計檢驗)
習題
參考文獻
第10章 密鑰管理
10.1 密鑰管理的內容
10.1.1 密鑰的概念
10.1.2 密鑰的分配
10.1.3 密鑰的維護
10.2 密鑰的分層和分散管理
10.2.1 密鑰的分層管理
10.2.2 密鑰的分散管理
10.3 密鑰分配技術
10.3.1 密鑰分配的體系結構
10.3.2 密鑰分配協議
10.4 公鑰基礎設施的基本原理
10.4.1 PKI的一些基本概念
10.4.2 公鑰證書的生成過程
10.4.3 證書的結構及實現原理
10.4.4 證書的驗證過程
習題
參考文獻
附錄 數學基礎知識
附錄1 概率論和統計檢驗基礎
附錄2 數論基礎
附錄3 代數基礎
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