現(xiàn)代密碼學(xué)

前言

　　戰(zhàn)爭(zhēng)年代保密通信對(duì)于戰(zhàn)爭(zhēng)的勝負(fù)起著十分關(guān)鍵的作用。第二次世界大戰(zhàn)中，美軍正是憑借破譯日本的高級(jí)密碼“紫密”，擊斃了日本海軍大將山本五十六，扭轉(zhuǎn)了美軍在太平洋戰(zhàn)場(chǎng)上的被動(dòng)局面。同樣在歐洲戰(zhàn)場(chǎng)上也因?yàn)槊塑娖谱g了法西斯德國(guó)的恩尼格馬密碼而掌握了歐洲戰(zhàn)場(chǎng)的主導(dǎo)權(quán)。有軍事科學(xué)研究者和歷史學(xué)家說：沒有恩尼格馬密碼的破譯，歐洲戰(zhàn)場(chǎng)上的第二次世界大戰(zhàn)至少還要再持續(xù)2年，還要再付出2000萬人生命的代價(jià)。第二次世界大戰(zhàn)中兩個(gè)密碼的破譯已成為眾所皆知的密碼攻防戰(zhàn)中的范例。　　保密通信不僅在軍事等領(lǐng)域發(fā)揮著獨(dú)特作用，而且對(duì)當(dāng)今的社會(huì)發(fā)展也日漸重要。網(wǎng)絡(luò)信息安全問題是隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展而產(chǎn)生和發(fā)展的。最初設(shè)計(jì)互聯(lián)網(wǎng)的目的是為使用者提供一種彈性、快速的通信方式。初期互聯(lián)網(wǎng)的使用者都是一些知識(shí)層次較高，具有一定身份的人群。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)信息有限，網(wǎng)絡(luò)用戶比較單一，使用目的也比較單純，所以最初的網(wǎng)絡(luò)并不存在明顯的安全問題。20世紀(jì)90年代，由于商業(yè)的進(jìn)入與應(yīng)用的推動(dòng)，互聯(lián)網(wǎng)獲得了迅猛的發(fā)展，現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無處不在、無時(shí)不在、無孔不入，人類產(chǎn)生了嚴(yán)重的互聯(lián)網(wǎng)依賴，信息處理依靠計(jì)算機(jī)，信息通信依靠互聯(lián)網(wǎng)，各行各業(yè)都嚴(yán)重依賴互聯(lián)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)容越來越豐富，網(wǎng)絡(luò)中信息的價(jià)值也越來越大。網(wǎng)絡(luò)用戶變得異常復(fù)雜，不法之徒可能出于經(jīng)濟(jì)的目的、政治的目的、個(gè)人的目的等利用網(wǎng)絡(luò)中的各種漏洞對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施攻擊，達(dá)到自己不可告人的目的，并且造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓、喪失機(jī)密、丟失數(shù)據(jù)、服務(wù)質(zhì)量下降等網(wǎng)絡(luò)安全事故，造成國(guó)家、機(jī)構(gòu)、組織、個(gè)人等嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)、政治、社會(huì)及組織形象等方面的損失。敵對(duì)國(guó)家可能通過癱瘓一個(gè)國(guó)家的通信指揮系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，攻破保密通信系統(tǒng)而達(dá)到戰(zhàn)勝、控制一個(gè)國(guó)家的目的?！　∫虼司W(wǎng)絡(luò)安全不僅僅是一個(gè)技術(shù)問題，更是一個(gè)經(jīng)濟(jì)、政治問題。是否能保證網(wǎng)絡(luò)信息安全足以影響一個(gè)國(guó)家的國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定。因此信息保障能力已經(jīng)成為國(guó)家綜合國(guó)力的重要組成部分，成為未來國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的殺手锏，是國(guó)家的頭等大事。沒有信息安全就沒有真正意義上的政治安全，就沒有穩(wěn)固的經(jīng)濟(jì)安全和軍事安全，就沒有完整意義上的國(guó)家安全。包括網(wǎng)絡(luò)安全在內(nèi)的信息安全問題，成為世界各國(guó)所面臨的共同難題。

內(nèi)容概要

本書是一本現(xiàn)代密碼學(xué)的入門書，書中系統(tǒng)地講解了現(xiàn)代密碼學(xué)研究所需要的預(yù)備知識(shí)、基礎(chǔ)理論與研究中使用的理論工具、證明方法、協(xié)議構(gòu)造方法，以及現(xiàn)代密碼學(xué)研究的若干前沿領(lǐng)域。全書分10章，內(nèi)容包括預(yù)備知識(shí)、理論計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)論與代數(shù)基礎(chǔ)、傳統(tǒng)密碼學(xué)協(xié)議的設(shè)計(jì)與分析、單向散列函數(shù)與隨機(jī)性、公開密鑰算法與數(shù)字簽名、數(shù)字承諾、零知識(shí)證明與不經(jīng)意傳輸、多方保密計(jì)算、量子密碼學(xué)等。    本書可作為數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息安全、通信等專業(yè)科研人員的參考書，也可供相關(guān)的教師、研究生參考。

書籍目錄

前言第1章 預(yù)備知識(shí)  1.1 集合、元組與數(shù)制    1.1.1 集合與元組    1.1.2 函數(shù)    1.1.3 謂詞    1.1.4 數(shù)制與字符串  1.2 概率基礎(chǔ)    1.2.1 概率的概念    1.2.2 概率的性質(zhì)    1.2.3 常用的概率不等式    1.2.4 條件概率貝葉斯分式  1.3 密碼學(xué)中的證明方法    1.3.1 歸納法    1.3.2 反證法    1.3.3 構(gòu)造證明    1.3.4 歸約方法    1.3.5 幾種證明方式的總結(jié)  1.4 進(jìn)一步閱讀的建議第2章 理論計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)  2.1 基本圖靈機(jī)    2.1.1 基本圖靈機(jī)模型    2.1.2 基本圖靈機(jī)計(jì)算  2.2 圖靈機(jī)的變形    2.2.1 非確定圖靈機(jī)    2.2.2 多帶圖靈機(jī)    2.2.3 概率圖靈機(jī)    2.2.4 神諭圖靈機(jī)    2.2.5 電路計(jì)算  2.3 計(jì)算復(fù)雜性    2.3.1 計(jì)算復(fù)雜性概述    2.3.2 計(jì)算復(fù)雜性定義    2.3.3 計(jì)算復(fù)雜性類  2.4 進(jìn)一步閱讀的建議第3章 密碼學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)  3.1 數(shù)論基礎(chǔ)    3.1.1 因子    3.1.2 素?cái)?shù)    3.1.3 模運(yùn)算    3.1.4 二次剩余    3.1.5 素?cái)?shù)性  3.2 代數(shù)基礎(chǔ)    3.2.1 群的概念    3.2.2 環(huán)及域    3.2.3 多項(xiàng)式環(huán)  3.3 難解問題    3.3.1 因子分解假設(shè)    3.3.2 離散對(duì)數(shù)假設(shè)    3.3.3 Diffie-Hellmam 問題    3.3.4 二次剩余問題    3.3.5 幾種難解問題的關(guān)系  3.4 一個(gè)小故事  3.5 進(jìn)一步閱讀的建議第4章 密碼學(xué)基礎(chǔ)  4.1 對(duì)稱密碼學(xué)    4.1.1 基本概念    4.1.2 一次一密算法  4.2 對(duì)稱密碼算法    4.2.1 對(duì)稱密碼算法簡(jiǎn)介    4.2.2 對(duì)稱密碼算法的研究前沿  4.3 協(xié)議    4.3.1 協(xié)議    4.3.2 協(xié)議的分類    4.3.3 對(duì)協(xié)的攻擊    4.3.4 協(xié)議設(shè)計(jì)    4.3.5 密碼學(xué)協(xié)議的研究前沿  4.4 進(jìn)一步閱讀的建議第5章 隨機(jī)性與單向散列函數(shù)第6章 公開密鑰算法與數(shù)字簽名第7章 數(shù)字承諾第8章 零知識(shí)證明與不經(jīng)意傳輸?shù)?章 多方保密計(jì)算第10章 量子密碼學(xué)參考文獻(xiàn)

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