應用編碼與計算機密碼學

第1章變長碼概述 1
1.1字與語言. 1
1.2惟一可分碼與McMillan定理 3
1.3前綴碼與Kraft定理 10
1.4應用編碼的三個基本目標 14
1.5練習 17
第2章熵與數(shù)據(jù)壓縮 19
2.1熵 19
2.1.1離散信源的熵 19
2.1.2條件熵 26
2.1.3熵的鏈規(guī)則 28
2.2最優(yōu)信源編碼 30
2.2.1最優(yōu)信源編碼 30
2.2.2比較熵與交互信息量 31
2.2.3編碼與數(shù)據(jù)加密 33
2.3霍夫曼編碼 34
2.4字典方法與LZ編碼 39
2.4.1字典方法 39
2.4.2LZ77初步 40
2.5算術編碼 43
2.5.1漸進均勻分布 43
2.5.2算術編碼 44
2.6練習 47
第3章Shannon理論與密碼學 51
3.1古典密碼體制 51
3.1.1基本概念 51
3.1.2移位密碼 53
3.1.3維吉尼亞密碼 55
3.1.4置換密碼 56
3.1.5替代(代換)密碼 58
3.1.6分組密碼與流密碼 60
3.2密碼體制分析 63
3.3“好”密碼體制的若干特性 65
3.3.1Shannon標準 65
3.3.2混淆與擴散 65
3.3.3完善保密性 66
3.3.4冗余度與惟一解距離 68
3.3.5乘積密碼 71
3.3.6編碼與密碼體制 74
3.4練習 75
第4章分組密碼 77
4.1替代-置換網(wǎng)格 77
4.2Feistel密碼結構 82
4.3數(shù)據(jù)加密標準 84
4.3.1DES算法描述 85
4.3.2DES安全分析 92
4.3.3DES的工作模式 94
4.4高級加密標準 99
4.4.1AES中一些數(shù)學基礎 99
4.4.2AES加密算法 102
4.4.3AES安全分析 107
4.5練習 107
第5章公鑰密碼體制 109
5.1公鑰密碼的基本思想 110
5.2RSA公鑰密碼體制 112
5.2.1與RSA相關的若干數(shù)學基礎 112
5.2.2RSA密碼體制描述 116
5.2.3RSA的實現(xiàn) 117
5.2.4RSA的安全性分析 120
5.3基于離散對數(shù)的公鑰密碼體制 121
5.3.1離散對數(shù) 121
5.3.2Diffie-Hellman算法 122
5.3.3ElGamal密碼體制 123
5.4橢圓曲線密碼體制 125
5.4.1橢圓曲線的若干基本概念 125
5.4.2橢圓密碼體制的實現(xiàn) 131
5.5McEliece系統(tǒng) 131
5.6一個基于L系統(tǒng)的公鑰密碼系統(tǒng) 132
5.6.1同態(tài) 133
5.6.2L系統(tǒng)簡介 134
5.6.3同態(tài)的迭代與D0L,DT0L 136
5.6.4基于同態(tài)的迭代(L系統(tǒng))的公鑰密碼 137
5.6.5密碼體制的實現(xiàn) 144
5.6.6密碼體制的評價與探討 147
5.7練習.. 148
第6章散列函數(shù) 151
6.1散列函數(shù)概述 152
6.1.1定義 152
6.1.2構造散列函數(shù) 153
6.1.3散列函數(shù)的安全性 154
6.2MD5算法 155
6.3SHA-1算法 161
6.3.1SHA-1算法描述 161
6.3.2SHA-1算法分析 165
6.4消息認證碼 165
6.4.1HMAC算法描述 166
6.4.2HMAC安全性 167
6.5練習 168
第7章數(shù)字簽名 169
7.1基本概念 169
7.2簽名方案攻擊 171
7.3簽名方案與Hash函數(shù) 173
7.4ElGamal簽名 174
7.4.1簽名描述 174
7.4.2ElGamal簽名和安全性 175
7.5ElGamal簽名方案的變體 176
7.5.1Schnorr簽名 176
7.5.2DSA算法 177
7.5.3橢圓曲線數(shù)字簽名 179
7.6幾種特殊的數(shù)字簽名 180
7.6.1一次簽名 180
7.6.2不可否認的簽名 181
7.6.3盲簽名(BlindSignature) 183
7.6.4具有恢復消息功能的數(shù)字簽名 185
7.6.5基于RSA的帶門限的代理簽名 188
7.7練習 193
第8章密鑰分配與管理 195
8.1密鑰的基本概念 195
8.2密鑰分配 197
8.2.1應用對稱密碼體制的密鑰分配 197
8.2.2應用公鑰密碼體制的密鑰分配 200
8.2.3公鑰密碼體制中的密鑰分配 203
8.3公鑰基礎設施 204
8.3.1PKI的組成 205
8.3.2證書 207
8.3.3證書認證系統(tǒng) 211
8.4密鑰托管技術 218
8.4.1密鑰托管的概念 218
8.4.2常用的密鑰托管技術 219
8.5練習 225
第9章密碼協(xié)議 227
9.1基本協(xié)議 227
9.1.1密鑰交換 227
9.1.2鑒別 230
9.1.3鑒別和密鑰交換 232
9.1.4多密鑰公開密鑰密碼 235
9.1.5秘密分割 237
9.1.6秘密共享 238
9.1.7數(shù)據(jù)庫的密碼保護 238
9.2應用 239
9.2.1加密的數(shù)字簽名 239
9.2.2通用電子支付系統(tǒng) 239
9.2.3ISO鑒別框架中的鑒別協(xié)議 240
9.3典型協(xié)議 240
9.3.1Shamir協(xié)議 240
9.3.2智力撲克 243
9.3.3拋硬幣游戲 247
9.3.4不經(jīng)意傳輸 250
9.3.5電子投票協(xié)議 251
9.4零知識證明 254
9.4.1基本概念 254
9.4.2零知識證明的例子 255
9.4.3身份的零知識證明 257
9.5練習 259
第10章量子密碼學入門 261
10.1研究背景 262
10.2量子密碼保密的物理基礎 263
10.2.1量子態(tài)和Hilbert空間 263
10.2.2與保密通信相關的量子力學基本原理 268
10.3量子密鑰分配基本協(xié)議 272
10.3.1無噪聲的BB84協(xié)議 272
10.3.2有噪聲的BB84協(xié)議 275
10.3.3B92協(xié)議 276
10.3.4協(xié)議的安全性分析 277
10.4量子密碼學現(xiàn)狀與未來 278
10.4.1面臨的挑戰(zhàn) 278
10.4.2前景及未來 280
10.5練習... 281
參考文獻 283