現代密碼學概論

第1章密碼學基礎模型與概念1
1.1密碼學基本概念1
1.1.1Scytale密碼棒1
1.1.2保密通信模型2
1.1.3攻擊者的能力2
1.1.4現代密碼學的基本原則3
1.1.5密碼分析的攻擊方式4
1.2基于密鑰的算法6
1.2.1對稱密鑰密碼系統6
1.2.2非對稱密鑰密碼系統7
1.3密碼協議7
1.3.1引例: 加密的銀行轉賬8
1.3.2一個攻擊9
1.3.3增加認證9
1.3.4對認證的攻擊10
1.3.5安全協議類型與特點10
1.4小結12

第2章古典密碼的演化13
2.1引子13
2.2單表替換密碼13
2.2.1*簡單的替換密碼——移位密碼13
2.2.2帶斜率的變換——仿射密碼16
2.2.3替換密碼的一般形式與特點18
2.2.4替換密碼的殺手——頻率攻擊19
2.3多表替換密碼20
2.4分組密碼25
2.4.1分組密碼基礎25
2.4.2*簡單的分組密碼26
2.4.3多表代換分組密碼——希爾密碼282.4.4分組密碼的基本手段——擴散和混淆30
2.5一種不可攻破的密碼體制31
2.5.1二進制31
2.5.2一次一密32
2.6偽隨機序列的生成33
2.6.1一般方式33
2.6.2線性反饋移位寄存序列34
2.7轉輪密碼35
本章小結37
思考題37
參考文獻38
現代密碼學概論目錄
第3章數據加密標準39
3.1概述39
3.1.1DES的歷史39
3.1.2DES的描述40
3.2Feistel體制41
3.2.1單輪Feistel41
3.2.2多輪Feistel41
3.2.3Feistel加解密的同結構42
3.3DES加密43
3.3.1DES的初始置換與逆初始置換44
3.3.2DES的F函數44
3.3.3DES的密鑰擴展算法47
3.4DES解密48
3.5分組密碼的使用48
3.5.1分組密碼工作模式49
3.5.2分組密碼填充模式52
3.6破解DES53
3.7三重DES54
思考題55
參考文獻55

第4章高級加密標準57
4.1高級加密標準的起源57
4.2代替置換網絡結構58
4.3高級加密標準的結構59
4.3.1總體結構59
4.3.2詳細結構60
4.3.3輪密鑰加變換60
4.3.4字節(jié)代換60
4.3.5行移位63
4.3.6列混合63
4.3.7密鑰擴展算法64
4.4AES設計上的考慮65
4.5有限域66
4.5.1什么是有限域67
4.5.2階為p的有限域67
4.5.3有限域GF(28)的動機67
4.5.4普通多項式算術68
4.5.5GF(2n)上的多項式運算69
4.5.6GF(28)運算的計算機實現71
思考題73
參考文獻73

第5章RSA與公鑰體制74
5.1公鑰密碼體制76
5.2RSA算法76
5.3RSA簽名與協議驗證應用81
5.3.1RSA的數字簽名應用81
5.3.2RSA的協議驗證應用82
5.4素性判定83
5.5RSA129挑戰(zhàn)與因式分解85
5.5.1RSA129挑戰(zhàn)86
5.5.2因式分解87
5.6RSA攻擊89
思考題94
參考文獻95

第6章離散對數與數字簽名97
6.1離散對數問題97
6.2DiffieHellman密鑰交換協議98
6.3ElGamal公鑰體制99
6.4比特承諾100
6.5離散對數計算101
6.5.1離散對數奇偶性判定101
6.5.2PohigHellman算法101
6.5.3指數微積分103
6.5.4小步大步算法103
6.6生日攻擊104
6.7散列函數106
6.8數字簽名107
思考題109
參考文獻110

第7章密鑰管理技術111
7.1概述111
7.2密鑰生成113
7.3密鑰維護114
7.3.1密鑰分配114
7.3.2密鑰的使用與存儲120
7.3.3密鑰更新及生命周期121
7.3.4密鑰備份與恢復121
7.4密鑰托管技術122
7.4.1簡介122
7.4.2EES介紹122
7.4.3密鑰托管密碼體制的組成成分123
思考題124
參考文獻125

第8章幾個重要的密碼學話題126
8.1秘密共享126
8.1.1秘密分割126
8.1.2門限方案128
8.2博弈134
8.2.1擲硬幣博弈134
8.2.2撲克博弈135
8.2.3匿名密鑰分配137
8.3零知識138
8.3.1零知識證明模型和實例139
8.3.2零知識證明協議140
8.3.3基于零知識的身份認證協議142
8.4小結145
思考題145
參考文獻146

第9章密碼學新技術148
9.1橢圓曲線148
9.1.1加法定律150
9.1.2橢圓曲線的應用152
9.2雙線性對156
9.2.1雙線性映射156
9.2.2雙線性對在密碼學中的應用158
9.3群簽名方案160
9.3.1基于離散對數的群簽名方案161
9.3.2基于雙線性對的群簽名方案167
9.4量子密碼171
9.4.1量子計算機對現代密碼學的挑戰(zhàn)171
9.4.2量子密碼172
附錄有限域173
參考文獻173

第10章密碼技術新應用174
10.1電子商務174
10.1.1電子商務安全概述174
10.1.2安全的電子商務系統176
10.2比特幣189
10.2.1比特幣發(fā)展史189
10.2.2深入比特幣190
10.3輕量級密碼與物聯網199
10.3.1物聯網的概念及其網絡架構199
10.3.2物聯網感知層信息安全201
10.3.3物聯網網絡層安全205
10.3.4物聯網應用層安全206
10.3.5物聯網安全小結208
思考題208
參考文獻209