密碼編碼學與網絡安全：原理與實踐(第五版)（簡體書）

《密碼編碼學與網絡安全：原理與實踐（第5版）》介紹了密碼編碼學與網絡安全的基本原理和應用技術。全書主要包括以下七個部分：對稱密碼部分討論了對稱加密的算法和設計原則；公鑰密碼部分討論了公鑰密碼的算法和設計原則；密碼學中的數據完整性算法部分討論了密碼學Hash函數、消息驗證碼和數字簽名；相互信任部分討論了密鑰管理和認證技術；網絡與因特網安全部分討論了應用密碼算法和安全協議為網絡和Internet提供安全；法律與道德問題部分討論了與計算機和網絡安全相關的法律與道德問題。《密碼編碼學與網絡安全：原理與實踐（第5版）》與第四版相比，內容和組織結構都做了較大的調整，增加了許多新內容，并首次采用了在線內容和使用Sage計算機代數系統。

序
隨著信息科學技術的高速發展和廣泛應用，社會逐步信息化。在信息化社會中，通信、計算機和消費電子的結合，產生了Internet、信息高速公路或全球信息基礎設施（GII），構成了人類生存的信息環境，即信息空間（Cyberspace）。在信息空間中，計算機和網絡在軍事、金融、工業、商業、人們的生活和工作等方面的應用越來越廣泛，社會對計算機和網絡的依賴越來越大，如果計算機和網絡系統的信息安全受到破壞將導致社會的混亂并造成巨大損失。
我們應當清楚，人類社會中的安全可信與信息空間中的安全可信是休戚相關的。對于人類生存來說，只有同時解決了人類社會和信息空間的安全可信，才能保證人類社會的安全、和諧、繁榮和進步。
因此，確保信息空間、計算機和網絡系統的信息安全成為世人關注的社會問題，并成為信息科學技術領域中的研究熱點。
發展我國信息安全技術與產業的關鍵是人才，而培養人才的關鍵是教育。目前，我國許多大專院校都開設了信息安全專業或開設了信息安全課程，迫切需要一本合適的教科書。為此，電子工業出版社組織我們于2006年翻譯出版了《密碼編碼學與網絡安全——;原理與實踐（第四版）》這本優秀的教科書。這本書翻譯出版後得到了廣大讀者的厚愛，許多著名大學都采用它作為教材，為我國信息安全人才培養和傳播信息安全知識發揮了重要作用。
2010年原書作者又出版了該書的第五版。在第五版中，作者對原書的內容和組織結構都做了較大的調整和更新。
1.在書的組織結構方面做了如下調整：
? 在密碼學方面增加了第三部分：密碼學數據完整性算法。專門討論密碼算法中涉及數據完整性的內容，包括密碼學Hash函數，消息認證碼和數字簽名。
? 增加了第四部分：相互信任。集中討論了信息系統中的實體相互信任問題，包括密鑰管理和用戶認證。
? 首次采用了在線內容，包括在線章和在線附錄。將第六部分：系統安全、第七部分：法律與道德、附錄C至附錄Q放到網站上，讀者可以上網閱讀學習為使本書的中文版讀者能讀到原書的完整內容，特地翻譯了原書的在線內容〔第20章至第23章，以及附錄C至附錄Q。這些內容的中文版已上載至華信教育資源網（http：//www.hxedu.com.cn），有興趣的讀者可免費下載〕，從而為中文讀者提供了一本完整的中文圖書——;編者注。。這樣可以節約書的篇幅，降低書的成本。
? 將偽隨機數產生與序列密碼集成為獨立的一章。類似單獨列章的還有傳輸層安全等。在以前的版本中，這些相關內容分散在各章中。這樣將相關聯的內容集成為一章，便于讀者學習掌握。
2.在內容方面進行了許多修改，并增加了一些新內容。如對于歐幾里得算法、AES、分組密碼工作模式、偽隨機數、Hash函數和消息認證碼、密鑰管理和分配、遠程用戶認證、IPsec等內容進行了修改，并新增了ElGamal加密和數字簽名、SHA-3、認證加密、聯合身份認證、HTTPS、安全框架SSH、域密鑰身份認證郵件DKIM、無線網絡安全、法律與道德、在線附錄、Sage示例與問題等方面的新內容。
3.作為對本書內容的補充，增加了15個附錄。這些附錄為感興趣的讀者提供了更深入、更廣泛的補充材料。這是以前的版本中所沒有的。
4.首次使用開源免費的Sage計算機代數系統，使學生們能夠親手進行各種密碼算法的實驗。
為了使廣大讀者能夠讀到新版書，電子工業出版社又組織我們翻譯出版了本書的第五版。
《密碼編碼學與網絡安全——;原理與實踐》一書的作者William Stallings先後獲得了Notre Dame電氣工程學士學位和MIT計算機科學博士學位。他累計編寫出版了48本計算機網絡和計算機體系結構領域的書籍，在計算機網絡和計算機體系結構的學術交流和教育方面做出了卓越的貢獻。其中《密碼編碼學與網絡安全——;原理與實踐》就是其中最成功的一本書籍。William Stallings的著作不僅學術造詣很高，而且十分實用，先後11次獲得美國教材和著作家協會（Textbook and Academic Authors Assiciation） 頒發的優秀計算機科學教材獎。
本書系統地介紹了密碼學與網絡安全的基本原理和應用技術。全書主要包含以下7個部分。第一部分：對稱密碼，介紹了古典和現代對稱密碼算法，重點介紹數據加密標準（DES）和高級加密標準（AES）。此外，還討論了偽隨機數和流密碼。第二部分：非對稱密碼，給出了數論基礎、RSA密碼、橢圓曲線密碼和其他公鑰密碼。第三部分：密碼學中的數據完整性算法，介紹了密碼學Hash函數、消息認證碼和數字簽名。第四部分：相互信任，介紹了密鑰管理和密鑰分配，以及用戶認證協議。第五部分：網絡與因特網安全，討論了傳輸層安全、無線網絡安全、E-mail安全和IP安全等內容。第六部分：系統安全，討論了非法入侵、惡意軟件和防火墻技術。第七部分：法律與道德，討論了與計算機和網絡安全相關的法律和道德問題。
《密碼編碼學與網絡安全——;原理與實踐（第五版）》一書內容豐富，講述深入淺出，便于理解，尤其適合于課堂教學和自學，是一本難得的好書。本書可作為研究生和高年級本科生的教材，也可供從事信息安全、計算機、通信、電子工程等領域的科技人員參考。
本書的第一部分由楊敏和孟慶樹翻譯，第二部分由王後珍翻譯，前言和第三部分由王張宜翻譯，第四部分由陳晶翻譯，第五部分由杜瑞穎翻譯，第六部分和第七部分由彭國軍翻譯。
本書的附錄C、E、F、G、H、I由楊敏翻譯，附錄A、B、D、K、N、M由王張宜翻譯，附錄J由王後珍翻譯，附錄L由陳晶翻譯，附錄O、P、Q由杜瑞穎翻譯。全書由張煥國統稿和審校。研究生陳新姣、王丹、梁玉、鄭美鳳及葉青晟等參與了翻譯書稿的整理工作。
由于譯者的專業知識和外語水平有限，書中錯誤在所難免，敬請讀者指正，譯者在此先致感謝之意。
譯者于武漢大學珞珈山
2011年6月

第0章 讀者導引
0.1 本書概況
0.2 讀者和教師導讀
0.3 Internet和Web資源
0.4 標準
第1章 概述
1.1 計算機安全概念
1.2 OSI安全框架
1.3 安全攻擊
1.4 安全服務
1.5 安全機制
1.6 網絡安全模型
1.7 推薦讀物和網站
1.8 關鍵術語、思考題和習題
第一部分 對稱密碼
第2章 傳統加密技術
2.1 對稱密碼模型
2.2 代替技術
2.3 置換技術
2.4 轉輪機
2.5 隱寫術
2.6 推薦讀物和網站
2.7 關鍵術語、思考題和習題
第3章 分組密碼和數據加密標準
3.1 分組密碼原理
3.2 數據加密標準
3.3 DES的一個例子
3.4 DES的強度
3.5 差分分析和線性分析
3.6 分組密碼的設計原理
3.7 推薦讀物和網站
3.8 關鍵術語、思考題和習題
第4章 數論和有限域的基本概念
4.1 整除性和除法
4.2 Euclid算法
4.3 模運算
4.4 群、環和域
4.5 有限域GF（p）
4.6 多項式運算
4.7 有限域GF（2n）
4.8 推薦讀物和網站
4.9 關鍵術語、思考題和習題
附錄4A mod的含義
第5章 高級加密標準
5.1 有限域算術
5.2 AES的結構
5.3 AES的變換函數
5.4 AES的密鑰擴展
5.5 一個AES例子
5.6 AES的實現
5.7 推薦讀物和網站
5.8 關鍵術語、思考題和習題
附錄5A 系數在GF（28）中的多項式
附錄5B 簡化AES
第6章 分組密碼的工作模式
6.1 多重加密與三重DES算法
6.2 電碼本模式
6.3 密文分組鏈接模式
6.4 密文反饋模式
6.5 輸出反饋模式
6.6 計數器模式
6.7 用于面向分組的存儲設備的XTS-AES模式
6.8 推薦讀物和網站
6.9 關鍵術語、思考題和習題
第7章 偽隨機數的產生和流密碼
7.1 隨機數產生的原則
7.2 偽隨機數發生器
7.3 使用分組密碼的偽隨機數產生
7.4 流密碼
7.5 RC4算法
7.6 真隨機數發生器
7.7 推薦讀物和網站
7.8 關鍵術語、思考題和習題
第二部分 公鑰密碼
第8章 數論入門
8.1 素數
8.2 費馬定理和歐拉定理
8.3 素性測試
8.4 中國剩余定理
8.5 離散對數
8.6 推薦讀物和網站
8.7 關鍵術語、思考題和習題
第9章 公鑰密碼學與RSA
9.1 公鑰密碼體制的基本原理
9.2 RSA算法
9.3 推薦讀物和網站
9.4 關鍵術語、思考題和習題
附錄9A RSA算法的證明
附錄9B 算法復雜性
第10章 密鑰管理和其他公鑰密碼體制
10.1 Diffie-Hellman密鑰交換
10.2 ElGamal密碼體系
10.3 橢圓曲線算術
10.4 橢圓曲線密碼學
10.5 基于非對稱密碼的偽隨機數生成器
10.6 推薦讀物和網站
10.7 關鍵術語、思考題和習題
第三部分 密碼學數據完整性算法
第11章 密碼學Hash函數
11.1 密碼學Hash函數的應用
11.2 兩個簡單的Hash函數
11.3 需求和安全性
11.4 基于分組密碼鏈接的Hash函數
11.5 安全Hash算法（SHA）
11.6 SHA-3
11.7 推薦讀物和網站
11.8 關鍵術語、思考題和習題
附錄11A 生日攻擊的數學基礎
第12章 消息認證碼
12.1 對消息認證的要求
12.2 消息認證函數
12.3 對消息認證碼的要求
12.4 MAC的安全性
12.5 基于Hash函數的MAC：HMAC
12.6 基于分組密碼的MAC：DAA和CMAC
12.7 認證加密：CCM和GCM
12.8 使用Hash函數和MAC產生偽隨機數
12.9 推薦讀物和網站
12.10關鍵術語、思考題和習題
第13章 數字簽名
13.1 數字簽名
13.2 ElGamal數字簽名方案
13.3 Schnorr數字簽名方案
13.4 數字簽名標準
13.5 推薦讀物和網站
13.6 關鍵術語、思考題和習題
第四部分 相互信任
第14章 密鑰管理和分發
14.1 對稱加密的對稱密鑰分發
14.2 非對稱加密的對稱密鑰分發
14.3 公鑰分發
14.4 X.509認證服務
14.5 公鑰基礎設施
14.6 推薦讀物和網站
14.7 關鍵術語、思考題和習題
第15章 用戶認證
15.1 遠程用戶認證原理
15.2 基于對稱加密的遠程用戶認證
15.3 Kerberos
15.4 基于非對稱加密的遠程用戶認證
15.5 聯合身份管理
15.6 推薦讀物和網站
15.7 關鍵術語、思考題和習題
附錄15A Kerberos加密技術
第五部分 網絡與因特網安全
第16章 傳輸層安全
16.1 Web 安全性思考
16.2 安全套接層和傳輸層安全
16.3 傳輸層安全
16.4 HTTPS
16.5 SSH
16.6 推薦讀物和網站
16.7 關鍵術語、思考題和習題
第17章 無線網絡安全
17.1 IEEE 802.11 無線網絡概述
17.2 IEEE 802.11i 無線局域網安全
17.3 無線應用通信協議概述
17.4 無線傳輸層安全
17.5 WAP端到端安全
17.6 推薦讀物和網站
17.7 關鍵術語、思考題和習題
第18章 電子郵件安全
18.1 PGP
18.2 S/MIME
18.3 DKIM
18.4 推薦讀物和網站
18.5 關鍵術語、思考題和習題
附錄18A 基數64轉換
第19章 IP安全性
19.1 IP安全性概述
19.2 IP 安全性策略
19.3 封裝安全性有效載荷
19.4 組合安全性關聯
19.5 因特網密鑰交換
19.6 密碼學套件
19.7 推薦讀物和網站
19.8 關鍵術語、思考題和習題
附錄A 用于密碼學和網絡安全教學的項目
附錄B Sage示例
參考文獻
索引
在線部分
第六部分 系統安全
第20章 入侵者
20.1 入侵者
20.2 入侵檢測
20.3 口令管理
20.4 推薦讀物和網站
20.5 關鍵術語、思考題和習題
附錄20A 基于比率的錯誤
第21章 惡意軟件
21.1 惡意軟件的類型
21.2 病毒
21.3 計算機病毒的防治策略
21.4 蠕蟲
21.5 分布式拒絕服務攻擊
21.6 推薦讀物和網站
21.7 關鍵術語、思考題和習題
第22章 防火墻
22.1 防火墻的必要性
22.2 防火墻的特性
22.3 防火墻的分類
22.4 防火墻基礎
22.5 防火墻的位置與配置
22.6 推薦讀物和網站
22.7 關鍵術語、思考題和習題
第七部分 法律與道德
第23章 法律與道德
23.1 網絡犯罪和計算機犯罪
23.2 知識產權
23.3 隱私
23.4 道德問題
23.5 推薦讀物和網站
23.6 關鍵術語、思考題和習題
在線附錄
附錄C Sage習題
附錄D 標準和標準化組織
附錄E 線性代數的基本概念
附錄F 保密和安全的測度
附錄G 簡化DES
附錄H AES的評估準則
附錄I 簡化AES的補充
附錄J 背包公鑰算法
附錄K 數字簽名算法的證明
附錄L TCP/IP 和OSI
附錄M Java密碼函數API
附錄N Whirlpool算法
附錄O 使用ZIP的數據壓縮
附錄P PGP隨機數產生
附錄Q 國際參考字母表
術語表