现代密码学教程（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·信息安全专业系列教材 [Modern cryptography] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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谷利泽，郑世慧，杨义先 著

图书标签:

• 密码学
• 现代密码学
• 信息安全
• 加密算法
• 网络安全
• 计算机安全
• 教材
• 高等教育
• 信息安全专业
• 密码学教程

出版社： 北京邮电大学出版社

ISBN：9787563543076

版次：2

商品编码：11633026

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 ，

外文名称：Modern cryptography

开本：16开

出版时间：2015-03-01

用纸：胶版纸

页数：354

字数：614000

正文语种：中文

内容简介

　　《现代密码学教程（第2版）/普通高等教育“十一五”国宝规划教材·信息安全专业系列教材》共有12章，主要分成4个部分。第一部分（第1～3章）主要介绍现代密码学的发展概况、基本概念和思想、早期密码算法以及密码学用到的信息论与复杂度理论基本知识。第二部分（第4～8章）主要介绍现代密码学的加密和认证基本原语，包括对称密码方案（分组密码、序列密码、Hash函数、消息认证码）和非对称密码方案（包括公钥加密、数字签名）。第三部分（第9～11章）主要介绍密钥管理协议、密码学协议和密码应用协议。第四部分（第12章）简单介绍了现代密码学的一些新的发展方向。
　　《现代密码学教程（第2版）/普通高等教育“十一五”国宝规划教材·信息安全专业系列教材》重点突出，抓住核心；通俗易懂，容易入门；例证丰富，快速理解；习题多样，牢固掌握。
　　《现代密码学教程（第2版）/普通高等教育“十一五”国宝规划教材·信息安全专业系列教材》是信息安全专业的专业基础课教材，适合作为高等院校信息科学专业或其他相关专业本科生和研究生的教材，也可作为相关领域的教师、科研人员以及工程技术人员的参考书。

内页插图

目录

第1章 密码学概论
1.1 信息安全与密码学
1.1.1 信息安全的目标
1.1.2攻击的主要形式和分类
1.1.3密码学在信息安全中的作用
1.2 密码学发展史
1.2.1 传统密码
1.2.2 现代密码学
1.3 标准及法律法规
1.3.1 密码标准
1.3.2 政策法规
1.4 习题

第2章 密码学基础
2.1 密码学分类
2.1.1 密码编码学
2.1.2 密码分析学
2.1.3 保密体制模型
2.1.4 保密体制的安全性
2.1.5 认证体制模型
2.1.6 认证体制的安全性
2.2 香农理论
2.2.1 熵及其性质
2.2.2 完全保密性
2.2.3 冗余度、唯一解距离与理想保密性
2.3 认证系统的信息理论
2.3.1 认证系统的攻击
2.3.2 完善认证系统
2.4 复杂度理论
2.4.1 算法的复杂度
2.4.2 问题的复杂度
2.4.3 计算安全性
2.5 习题

第3章 古典密码体制
3.1 置换密码
3.1.1 列置换密码
3.1.2 周期置换密码
3.2 代换密码
3.2.1 单表代换密码
3.2.2 多表代换密码
3.2.3 转轮密码机
3.3 古典密码的分析
3.3.1 统计分析法
3.3.2 明文一密文对分析法
3.4 习题

第4章 分组密码
4.1 分组密码概述
4.1.1 分组密码
4.1.2 理想分组密码
4.1.3 分组密码的设计原则
4.1.4 分组密码的迭代结构
4.2 数据加密标准（DES）
4.2.1 DES的历史
4.2.2 DES的基本结构
4.2.3 DES的初始置换和逆初始置换
4.2.4 DES的F函数
4.2.5 DES的密钥编排
4.2.6 DES的安全性
4.2.7 三重DES
4.2.8 DES的分析方法
4.3 AES算法
4.3.1 AES的基本结构
4.3.2 字节代换
4.3.3 行移位
4.3.4 列混合
4.3.5 轮密钥加
4.3.6 密钥扩展
4.3.7 AES的解密
4.3.8 AES的安全性和可用性
4.3.9 AES和DES的对比
4.4 典型分组密码
4.4.1 IDEA算法
……

第5章 序列密码
第6章 Hash函数和消息认证
第7章 公钥密码体制
第8章 数字签名技术
第9章 密码协议
第10章 密钥管理
第11章 网络安全协议
第12章 密码学新进展
参考文献

《现代密码学原理与应用》（第二版） 一、 内容梗概 本书是面向信息安全专业及相关领域本科生和研究生的一本权威性教材。它系统、深入地阐述了现代密码学的基本原理、核心算法、安全协议以及在实际应用中的重要作用。全书围绕“加密、认证、密钥管理”这三大密码学基石展开，力求在理论的严谨性与技术的实用性之间取得最佳平衡，为读者构建起坚实的密码学知识体系。 第1章 绪论：密码学的过去、现在与未来 本章将带领读者走进密码学的世界，从古老的密码技术追溯其发展历程，强调密码学在信息时代信息安全保障中的关键地位。我们将探讨信息安全的基本要素，包括机密性、完整性、可用性、真实性和不可否认性，并阐述密码学如何为这些要素提供技术支撑。此外，本章还将勾勒出现代密码学的发展脉络，介绍其与计算理论、数论、代数等学科的紧密联系，并对未来密码学的发展趋势，如后量子密码学、同态加密等进行初步展望，激发读者的学习兴趣。 第2章 数学基础：构建密码学的基石 密码学理论与实践高度依赖于强大的数学工具。本章将系统回顾和梳理现代密码学研究所必需的核心数学概念。内容涵盖： 数论基础： 包括整除性、素数、同余理论、模算术（如模逆元、模幂运算）、欧拉定理、费马小定理、中国剩余定理等。这些概念是许多公钥密码算法（如RSA）的理论基础。 有限域与有限群： 重点介绍伽罗瓦域（Galois Field）的性质和运算，这是椭圆曲线密码学等高级密码技术的核心。讨论群论中的重要概念，如阶、生成元、离散对数问题等。 概率论与信息论初步： 介绍随机变量、概率分布、熵等基本概念，理解信息熵在衡量信息不确定性以及密码学强度分析中的作用。 本章的目的是为后续章节的算法学习打下坚实的数学基础，使读者能够理解算法背后的数学原理，并具备分析和评估算法安全性的能力。 第3章 对称密码体制：高效的数据加密 本章聚焦于对称密码体制，即加密和解密使用相同密钥的加密方式。我们将深入剖析： 分组密码： 经典代数结构： 介绍置换（Permutation）和代换（Substitution）作为基本密码操作。 Feistel网络结构： 详细讲解Feistel结构的原理，以及如何通过多轮迭代实现强大的加密效果，这是DES等经典算法的结构基础。 DES（Data Encryption Standard）： 分析DES的详细结构、密钥调度、S盒（S-box）和P盒（P-box）的设计原理，并讨论其在现代安全中的局限性（如密钥长度）。 AES（Advanced Encryption Standard）： 重点介绍AES的设计理念，包括基于字节操作（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混合（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）等四种基本操作。深入讲解AES的密钥扩展算法、轮函数以及不同模式（如ECB, CBC, CFB, OFB, CTR）下的加密工作方式，对比分析各种模式的优缺点和安全性。 序列密码： 介绍序列密码的原理，包括移位寄存器（LFSR）、非线性组合生成器等，并讨论其在某些特定场景下的应用，以及潜在的安全风险。 对称密码的安全性分析： 讨论差分分析（Differential Cryptanalysis）和线性分析（Linear Cryptanalysis）等针对分组密码的攻击方法，以及如何通过优化算法设计来抵抗这些攻击。 第4章 非对称密码体制：密钥管理与数字签名 本章深入探讨非对称密码体制（公钥密码学），其核心在于使用一对公钥和私钥进行加密和签名。 公钥密码学的基本原理： 阐述公钥与私钥的分离特性，以及基于数学难题（如大整数分解、离散对数）来实现安全性的思想。 RSA算法： 详细介绍RSA算法的生成密钥、加密、解密过程，并深入分析其数学基础（大整数分解的困难性）。讨论RSA的优化实现，以及填充方案（如PKCS1）在保证安全性方面的重要性。 Diffie-Hellman密钥交换： 讲解DH密钥交换协议的原理，演示如何通过数学难题（离散对数）在不安全信道上安全地协商共享密钥。 ElGamal算法： 介绍ElGamal算法作为基于离散对数问题的公钥加密方案，分析其加密和解密过程。 椭圆曲线密码学（ECC）： 椭圆曲线的基本概念： 介绍有限域上的椭圆曲线方程、点加法运算等。 ECC的优势： 强调ECC在提供同等安全级别下密钥长度更短的优势，以及在资源受限设备上的应用前景。 ECDH（Elliptic Curve Diffie-Hellman）密钥交换： 介绍基于椭圆曲线的密钥交换协议。 ECDSA（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm）： 讲解基于椭圆曲线的数字签名算法，对比分析其与RSA签名的差异。 公钥密码学的安全性： 讨论针对公钥密码算法的攻击，以及密钥长度选择的重要性。 第5章 散列函数与消息认证码：保障数据完整性 本章关注散列函数（Hash Function）和消息认证码（MAC），它们在数据完整性和认证方面发挥着至关重要的作用。 散列函数的基本性质： 单向性（Pre-image resistance）： 给定哈希值，难以找到原始消息。 弱抗碰撞性（Second pre-image resistance）： 给定消息M1，难以找到另一消息M2（M1 != M2），使得H(M1) = H(M2)。 强抗碰撞性（Collision resistance）： 难以找到任意两份不同的消息M1和M2，使得H(M1) = H(M2)。 经典散列函数： 介绍MD5、SHA-1等算法的结构，并分析其存在的安全漏洞，强调不应在新的安全应用中使用。 安全散列算法（SHA-2系列）： 详细讲解SHA-256、SHA-512等算法的设计原理、步骤和安全性。 SHA-3（Keccak）： 介绍SHA-3的新型结构（海绵结构），以及其设计理念和安全性。 消息认证码（MAC）： 讲解MAC的工作原理，即使用秘密密钥对消息生成一个校验值，用于验证消息的完整性和发送者身份。 HMAC（Hash-based MAC）： 详细介绍HMAC算法，它是目前最常用且安全的MAC构造方法，分析其安全性。 CMAC（Cipher-based MAC）： 介绍基于分组密码的MAC构造方式。 散列函数与MAC的安全性分析： 讨论生日攻击（Birthday Attack）等针对散列函数和MAC的攻击方法。 第6章 数字签名：身份验证与不可否认性 本章系统阐述数字签名的概念、原理和应用，它是实现信息真实性和不可否认性的关键技术。 数字签名的基本流程： 演示发送方如何使用私钥生成签名，接收方如何使用公钥验证签名。 RSA数字签名： 讲解基于RSA的数字签名算法，包括签名生成和验证过程。 DSA（Digital Signature Algorithm）： 介绍DSA算法，它是一种基于离散对数问题的标准数字签名算法。 ECDSA（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm）： 再次强调椭圆曲线数字签名算法的优势，并详细讲解其签名生成和验证过程。 数字签名的安全性： 讨论伪造签名、否认签名等攻击，以及如何通过合理的算法设计和密钥管理来防止这些攻击。 盲签名（Blind Signature）： 介绍盲签名技术，它允许签名者在不知道消息内容的情况下对其进行签名，常用于保护隐私的电子投票等场景。 第7章 密钥管理：安全通信的生命线 密钥是密码系统的核心，有效的密钥管理是保障整个密码系统安全的关键。本章将深入探讨： 密钥生成： 介绍随机数生成器的重要性（伪随机数生成器PRNG、真随机数生成器TRNG），以及生成高质量密钥的要求。 密钥分发： 对称密钥分发： 讨论通过安全信道、第三方可信中心（如KDC）、密钥交换协议（如Diffie-Hellman）等方式分发对称密钥。 公钥分发： 介绍公钥基础设施（PKI）的概念，包括证书颁发机构（CA）、证书（X.509）、注册机构（RA）等，以及如何使用公钥证书来验证公钥的合法性。 密钥存储： 探讨安全地存储密钥的方法，包括硬件安全模块（HSM）、安全存储介质等。 密钥更新与废止： 阐述密钥需要定期更新的原因，以及如何安全地废止已泄露或过期的密钥。 层次化密钥管理： 介绍如何构建多层级的密钥管理系统，以应对大规模和复杂的应用场景。 密钥生命周期管理： 总结密钥从生成、分发、使用、更新到最终废止的完整生命周期管理流程。 第8章 安全协议：构建安全的通信 本章将介绍一系列在实际应用中用于构建安全通信和服务的关键协议，它们整合了前面章节介绍的密码学原语。 SSL/TLS（Secure Sockets Layer / Transport Layer Security）： TLS的握手过程： 详细讲解TLS握手过程，包括客户端问候、服务器问候、证书交换、密钥交换（如RSA或ECDHE）、客户端和服务器的Finished消息等，分析每个步骤的安全作用。 TLS的记录层协议： 介绍TLS如何使用对称加密、MAC和填充来保护应用层数据的机密性、完整性和认证性。 TLS的应用： 讨论TLS在Web浏览（HTTPS）、邮件（SMTPS）、VPN等方面的广泛应用。 IPsec（Internet Protocol Security）： IPsec的架构： 介绍IPsec的认证头（AH）和封装安全载荷（ESP）协议，以及安全关联（SA）的概念。 IPsec的工作模式： 讲解传输模式（Transport Mode）和隧道模式（Tunnel Mode），并分析其应用场景。 IKE（Internet Key Exchange）： 介绍IKE协议，它是IPsec密钥交换和安全策略协商的标准协议。 SSH（Secure Shell）： 介绍SSH协议，用于安全地远程登录和执行命令，包括其认证机制（密码认证、公钥认证）和数据加密。 PGP（Pretty Good Privacy）： 介绍PGP的公钥密码学应用，用于邮件加密和数字签名，及其工作流程。 第9章 现代密码学的高级主题 本章将触及一些更前沿和深入的密码学研究方向，为读者提供更广阔的视野。 同态加密（Homomorphic Encryption）： 介绍同态加密的概念，它允许在加密数据上进行计算，而无需解密，及其在隐私保护计算中的潜力。 零知识证明（Zero-Knowledge Proofs）： 讲解零知识证明的原理，即在不泄露任何秘密信息的情况下，证明某个断言的真实性，其在身份验证和区块链等领域具有重要应用。 多方安全计算（Secure Multi-Party Computation, SMPC）： 介绍SMPC的目标，允许多个参与者联合计算一个函数，而每个参与者只知道自己的输入，其在隐私保护数据分析中大有可为。 后量子密码学（Post-Quantum Cryptography, PQC）： 探讨当前流行的公钥密码算法（如RSA、ECC）可能面临量子计算的威胁，并介绍一些有潜力抵抗量子攻击的新型密码学方案（如格密码、编码密码、多变量密码、哈希密码）。 区块链中的密码学： 简要介绍密码学在区块链中的应用，如哈希指针、工作量证明（PoW）、权益证明（PoS）、数字签名等。 第10章 密码学实践与展望 本章将引导读者将理论知识应用于实践，并对密码学的未来发展进行展望。 密码学算法的实现与评估： 讨论如何高效、安全地实现各种密码学算法，并介绍一些常用的密码学库和工具。 密码学应用案例分析： 结合实际案例，深入分析特定应用场景（如电子商务、在线支付、物联网安全、通信安全）中密码学技术的部署和安全性挑战。 密码学的发展趋势与挑战： 再次强调后量子密码学、隐私保护技术等前沿研究方向，并讨论密码学领域面临的标准化、易用性、性能优化等方面的挑战。 学习与研究建议： 为有志于深入研究密码学的读者提供学习路线图和研究方向建议。 本书特色 体系完整： 涵盖了现代密码学从基础到进阶的各个重要方面，形成一个逻辑清晰、知识体系完整的学习框架。 理论与实践结合： 在讲解核心理论的同时，兼顾算法的实际应用和安全性分析，帮助读者理解“知其然”更“知其所以然”。 数学 rigor： 注重数学基础的讲解，力求严谨，使读者能够深入理解算法背后的数学原理。 最新进展： 关注密码学领域的最新研究成果，如后量子密码学、同态加密等，展现密码学的前沿动态。 易于教学： 章节安排合理，语言清晰，配以丰富的图示和例证，便于教师教学和学生自学。 通过对本书的学习，读者将能够掌握现代密码学的核心知识体系，具备分析和评估密码学系统安全性的能力，并为进一步学习和研究信息安全领域的其他内容奠定坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

我对信息安全领域有着浓厚的兴趣，特别是密码学，一直是我想要深入了解的重点。在朋友的推荐下，我选择了《现代密码学教程（第2版）》。这本书给我留下了极其深刻的印象，尤其是在它对数学工具的倚重程度上。 我必须说，这本书的数学门槛相当高。它不是那种在你阅读的时候，会时不时地插入一些“解释性”的数学背景，让你感觉很轻松的教科书。相反，它似乎默认读者已经具备了相当扎实的数论、代数和离散数学基础。每一章节都充斥着各种证明、定理和推论，而且这些推导过程非常详细，几乎不留给读者任何自己思考的空间，而是直接展示最终的结论和证明路径。这对于喜欢独立思考、享受“解谜”过程的学习者来说，可能会觉得有些“剥夺乐趣”。 当然，这也在一定程度上保证了理论的严谨性。我承认，通过这样的方式，我确实对密码学背后的数学原理有了更深入的理解，比如为什么某些算法能够保证安全性，很大程度上是依赖于某些数学问题的“难解性”。但另一方面，我也发现，这本书在讲解这些数学原理时，很少提及它们在实际应用中的具体表现，或者说，从纯粹的数学概念跳跃到实际的加密算法，中间的“翻译”工作做得不够充分，需要读者自己去弥合这其中的鸿沟。

评分☆☆☆☆☆

这本《现代密码学教程（第2版）》简直是我近年来读过最让我“惊喜”的一本书，当然，这个惊喜中带着一丝苦涩。我是一名即将毕业的信息安全专业的本科生，这本书是我们的必修教材。说实话，拿到它的时候，我内心是充满期待的，毕竟是国家级规划教材，理论上应该很扎实，体系也很完善。然而，当我真正开始啃这本书的时候，才发现这简直是一场“思维的炼狱”。 开篇的部分，作者似乎非常热衷于从最基础的数学概念讲起，什么群、环、域，这些在数学系的学习中可能不算什么，但对于我们这种主要关注应用方向的专业来说，简直是“天书”。我翻来覆去地读，试图理解为什么这些抽象的数学结构对于理解一个加密算法如此重要，但每次都感觉自己像是在迷宫里打转。而且，课后习题更是让人抓狂，很多习题根本无法直接从课文中找到解题思路，需要大量的课外查阅和独立思考，甚至还需要结合其他领域的知识才能勉强解答。这让我不禁怀疑，这本教材的编写者是否真的考虑过我们本科生的实际接受能力，还是仅仅想把最前沿、最深入的理论一股脑地塞给我们。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我抱着学习现代密码学前沿知识的心态翻开这本书，然而，这本书的“现代”二字，似乎更多体现在它对一些经典概念的详尽阐述上，对于一些我期待已久的新兴技术，例如后量子密码学、同态加密的最新进展，则显得有些“轻描淡写”，甚至可以说是“点到为止”。我理解教材需要覆盖基础知识，但作为一本“现代”教程，在信息安全领域日新月异的今天，某些章节的内容似乎停留在了几年前。 我尤其希望在某些章节，能够看到更多关于实际应用案例的分析，比如某个具体的安全协议是如何构建的，其中遇到的实际挑战是什么，又是如何通过密码学技术来解决的。书中的理论推导固然重要，但对于我们这些未来要走向实际工作岗位的学生来说，如何将理论转化为生产力，如何理解算法在现实世界中的局限性，这些才是更为迫切需要学习的。当前这本书的侧重点，更多地放在了理论的严谨性和数学的完备性上，这使得我在阅读过程中，偶尔会感到一丝“纸上谈兵”的无力感，总觉得离真实世界的安全威胁和技术解决方案还有一定的距离。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对密码学充满好奇心的自学者，一直希望能找到一本能够系统性地引导我进入这个领域的书籍。《现代密码学教程（第2版）》在市面上口碑不错，我便购置了此书。然而，阅读过程中，我发现这本书的风格更像是一本严谨的学术专著，而非面向初学者的入门读物。 作者在讲解每一个概念时，都力求做到数学上的严谨和逻辑上的缜密，这无疑是严谨的学术态度，但也使得一些初学者可能会望而却步。书中大量使用了数学符号和公式，虽然这保证了理论的准确性，但对于那些数学基础相对薄弱的读者来说，理解这些符号和公式所代表的含义，并将其与实际的密码学概念联系起来，会是一个巨大的挑战。我常常需要花费大量的时间去查阅相关的数学知识，才能勉强跟上作者的思路。 同时，书中对于一些概念的引入，也显得有些跳跃。有时，某个重要的概念突然出现，作者便直接开始推导其数学性质，而没有足够的铺垫来解释这个概念的背景、产生的原因以及它在密码学体系中的重要性。这种“直奔主题”的讲解方式，虽然节省了篇幅，但却让初学者难以建立起对整个密码学体系的宏观认识，容易陷入细节之中而迷失方向。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在接触密码学领域的研究生，手头有几本相关的书籍。《现代密码学教程（第2版）》便是其中一本。对于这本书，我有着非常复杂的情感，既有对其学术严谨性的认可，也有对其某些章节叙述方式的不满。 我非常欣赏作者在构建清晰的逻辑框架方面的努力。这本书在介绍各种密码学概念时，都显得非常有条理，从最基础的定义，到各种相关的定理和性质，再到具体的算法和协议，层层递进，逻辑链条非常紧密。这使得我在梳理和理解复杂的密码学体系时，能够有一个非常清晰的指导。尤其是在处理一些抽象的理论概念时，作者能够提供相对严谨的定义和证明，这对于学术研究来说是非常宝贵的。 然而，让我感到有些困惑的是，某些关键的“桥梁”章节，作者的阐述显得有些过于“精炼”，仿佛跳过了一些非常重要的中间步骤。例如，在讲解某个复杂的加密体制的安全性证明时，证明过程中的一些关键论证，或者一些重要的假设，作者似乎只是“一笔带过”，而没有给出足够详细的解释。这对于我这样的研究生来说，有时会造成理解上的障碍，我需要花费额外的时间去查阅相关的论文或者其他资料，才能完全弄清楚其中的逻辑。这让我感觉，这本书虽然提供了坚实的理论基础，但在某些连接点上，还需要读者自己去“填补”一部分内容。