應用密碼學

前言

　　現(xiàn)代密碼技術已被廣泛地應用到了信息技術的許多領域，是實現(xiàn)信息系統(tǒng)安全的關鍵技術之一，在保障網絡信息安全的應用中具有重要地位?，F(xiàn)代密碼技術的研究內容除傳統(tǒng)的信息機密性保護技術外，還包括數(shù)字簽名、報文與身份鑒別、密鑰管理、安全協(xié)議等與信息安全密切相關的重要內容。應用密碼學已成為許多高等院校信息安全、通信工程、計算機科學、信息管理、電子商務等本科專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課程及重要的教學內容?！　♂槍Ω叩仍盒Ｐ畔⒓夹g類相關專業(yè)本科生所開設的課程特點，編者結合近幾年在應用密碼學方面的教學實踐情況，廣泛汲取了各類成功教材的有益經驗，博采眾家之長而精心編著了本教材。在教材的體系構架和內容編排上以培養(yǎng)學生的密碼技術應用能力為目標，突出教材的體系性和密碼技術的實用性，盡量避免傳統(tǒng)密碼教材或專著注重密碼學的數(shù)學原理和理論分析，而應用性偏弱的局限，并對一些需要數(shù)學知識可能過于深奧的知識點，如密碼學的信息論基礎、序列密碼以及密碼分析等內容進行了簡化或忽略，重點選擇一些具有典型意義和常用的密碼體制和算法進行介紹，并在每章最后均配有思考題和習題以幫助學生對本章重要知識點的掌握和鞏固。使其更加易于課堂教學的實施和學生閱讀，激發(fā)學生潛在的學習積極性?！　”窘滩牡闹饕厣嚎勺x性強、結構合理、強調基礎、注重應用，不求面面俱到，力求使學生能夠較快掌握密碼技術的核心內容。在教材內容取舍、結構編排、密碼算法選擇及習題設計上盡量體現(xiàn)出廣泛的代表性和典型性，做到教材內容主次分明、結構清晰、重點突出、邏輯性強，對知識點的闡述強調由淺人深、循序漸進，使教材具有顯著的可讀性和實用性。可使讀者能夠在充分掌握密碼學基礎知識的同時，掌握應用密碼技術，并將其盡快運用到實際工作中，是一本較為系統(tǒng)全面介紹密碼學基本原理和典型應用的教材。全書共分為10章，其具體章節(jié)內容安排如下?！　〉?章主要介紹密碼學與信息安全、密碼技術發(fā)展概況以及密碼學的基本概念，包括密碼學的任務、密碼系統(tǒng)、密碼系統(tǒng)攻擊以及密碼體制的分類等內容?！　〉?章介紹古典密碼體制中的基本加密運算、幾種典型的古典密碼體制以及關于古典密碼體制的基本破譯方法。

內容概要

應用密碼學是信息安全學科體系和信息系統(tǒng)安全工程的重要組成部分。本書旨在從應用的角度系統(tǒng)介紹密碼學的體系結構、基本原理和技術。全書共分為10章，主要內容包括密碼學概述、古典密碼技術、分組密碼體制、公鑰密碼體制、散列函數(shù)與報文鑒別、數(shù)字簽名技術、密鑰管理技術、身份鑒別技術、序列密碼技術基礎及密碼技術應用等，并將與密碼學密切相關的一些數(shù)學知識作為附錄，以供需要的讀者學習閱讀。每章最后均配有思考題和習題，以幫助讀者掌握本章重要知識點并加以鞏固?！　”緯勺鳛樾畔踩?、計算機科學與技術、信息與計算科學、通信工程、信息管理以及電子商務等信息技術類本/?？茖I(yè)密碼學課程的教材，也可供初學密碼學的研究生及從事信息安全、計算機、通信、電子工程等領域的科技人員參考。

書籍目錄

第1章　密碼學概述　1.1　信息安全與密碼技術　1.2　密碼技術發(fā)展簡介　　1.2.1　古典密碼時期　　1.2.2　近代密碼時期　　1.2.3　現(xiàn)代密碼時期　1.3　密碼學基本概念　　1.3.1　密碼學的主要任務　　1.3.2　密碼系統(tǒng)的概念　　1.3.3　對密碼系統(tǒng)的攻擊　　1.3.4　密碼系統(tǒng)的安全性　　1.3.5　密碼體制的分類　　1.3.6　對稱與非對稱密碼體制的主要特點　思考題與習題第2章　古典密碼技術　2.1　替代密碼　　2.1.1　單表替代密碼　　2.1.2　多表替代密碼　2.2　置換密碼　　2.2.1　周期置換密碼　　2.2.2　列置換密碼　2.3　轉輪機密碼　2.4　古典密碼的統(tǒng)計分析　　2.4.1　單表替代密碼分析　　2.4.2　多表替代密碼分析　　2.4.3　對Hill密碼的已知明文分析　思考題與習題第3章　分組密碼　3.1　概述　3.2　分組密碼的設計原則與評估　　3.2.1　分組密碼的設計原則　　3.2.2　分組密碼的評估　3.3　分組密碼常見的設計方法　　3.3.1　Feistel結構　　3.3.2　SPN結構　3.4　數(shù)據(jù)加密標準（DES）　　3.4.1　算法描述　　3.4.2　DES的安全性分析　　3.4.3　三重DES　3.5　高級加密標準（AES）　　3.5.1　AES算法的數(shù)學基礎　　3.5.2　算法的總體描述　　3.5.3　算法的基本變換　　3.5.4　密鑰擴展算法　　3.5.5　解密算法　3.6　分組密碼的工作模式　　3.6.1　電子本模式（ECB）　　3.6.2　密碼分組鏈接模式（CBC）　　3.6.3　密碼反饋模式（CFB）　　3.6.4　輸出反饋模式（OFB）　　3.6.5　計數(shù)器模式（CTR）　3.7　其他分組密碼　　3.7.1　IDEA加密算法　　3.7.2　RC6加密算法　思考題與習題第4章　公鑰密碼體制　4.1　概述　　4.1.1　公鑰密碼體制提出的背景　　4.1.2　公鑰密碼的基本思想　　4.1.3　公鑰密碼的應用　4.2　RSA公鑰密碼體制　　4.2.1　RSA的算法描述　　4.2.2　RSA的實現(xiàn)　　4.2.3　RSA的安全性　　4.2.4　RSA在應用中的問題　4.3　ElGamal公鑰密碼體制　4.4　橢圓曲線密碼體制　　4.4.1　概述　　4.4.2　橢圓曲線的概念與運算　　4.4.3　橢圓曲線密碼體制　思考題與習題第5章　散列函數(shù)與消息鑒別第6章　數(shù)字簽名技術第7章　密鑰管理技術第8章　身份鑒別技術第9章　序列密碼第10章　密碼技術應用附錄A　密碼學數(shù)學基礎附錄B　計算復雜性參考文獻

章節(jié)摘錄

　　密碼學概述　　1．1信息安全與密碼技術　　密碼技術是一門古老的技術，大概自人類社會出現(xiàn)戰(zhàn)爭便產生了密碼（cipher）。由于密碼技術長期僅用于軍事、政治、外交等要害部門的保密通信，使得密碼技術的研究工作本身也是秘密進行的，因此密碼學知識和相關技術主要掌握在軍事、政治、外交等保密機關，難以公開發(fā)表。然而，隨著計算機科學技術、通信技術、微電子技術的發(fā)展，使得計算機和通信網絡的應用進入了人們的日常生活和工作中，出現(xiàn)了電子政務、電子商務、電子金融等必須確保信息安全的網絡信息系統(tǒng)，密碼技術在信息安全中的應用不斷得到發(fā)展，密碼學也因此而脫去神秘的面紗從軍事科學逐步走向商用，成為受到廣泛關注的學科?！　‰S著信息技術的發(fā)展和信息社會的來臨，網絡信息交換逐步已成為人們獲取和交換信息的主要形式，信息安全變得越來越重要。密碼技術在解決網絡信息安全中發(fā)揮著重要作用，信息安全服務要依賴各種安全機制來實現(xiàn)，而許多安全機制則需要依賴于密碼技術。使用密碼技術不僅可以有效保障信息的機密性，而且可以保護信息的完整性和真實性，防止信息被篡改、偽造和假冒等。因此，密碼技術是信息安全的基礎技術，而密碼算法又是密碼技術的核心，其重要性不言而喻。可以說密碼學貫穿于網絡信息安全的整個過程，在解決信息的機密性保護、可鑒別性、完整性保護和信息抗抵賴性等方面發(fā)揮著極其重要的作用。因此，密碼學是信息安全學科建設和信息系統(tǒng)安全工程實踐的基礎理論之一。密碼技術已滲透到信息系統(tǒng)安全工程的多個領域和大部分安全技術或機制中?？梢院敛豢鋸埖卣f，對密碼學或密碼技術一無所知的人不可能從技術層面上完全理解信息安全?！　?.2密碼技術發(fā)展簡介　　密碼技術源遠流長，其起源可以追溯到幾千年前的埃及、巴比倫、古羅馬和古希臘。早在4000多年以前，古埃及人就在墓志銘中使用過類似于象形文字那樣奇妙的符號，這是史載的最早的密碼形式。古代密碼雖然不是起源于戰(zhàn)爭，但其發(fā)展成果卻首先被用于戰(zhàn)爭?？梢哉f，人類社會自從有了戰(zhàn)爭，有了保密通信的需求，就有了密碼技術的研究和應用。交戰(zhàn)雙方都為了保護自己的通信安全、竊取對方的情報而研究各種信息加密技術和密碼分析技術。

編輯推薦

　　《應用密碼學》簡化或忽略過于深奧的知識點，如密碼學的信息論基礎，重點介紹具有典型意義和常用的密碼體制及算法?！　　稇妹艽a學》各章最后均配有思考題和習題，以幫助學生掌握和鞏固本章重要知識點，激發(fā)學生潛在的學習積極性?！　　稇妹艽a學》適于作為高等學校信息安全、通信工程、計算機科學與技術、信息管理、電子商務等專業(yè)的本科教材。

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