密码学引论

作者：曹天杰主编

页数：218页

出版社：机械工业出版社

出版日期：2025

ISBN：9787111774242

电子书格式：pdf/epub/txt

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内容简介

本书系统地介绍了密码学的基本概念、理论和算法。全书共11章，内容包括密码学概述、古典密码学、序列密码、分组密码、杂凑算法、消息鉴别码算法、公钥密码、数字签名、椭圆曲线密码体制、基于标识的密码体制、量子信息科学与密码学。每章均配有思考与练习题。
本书语言精炼，概念准确，内容系统全面，融合了密码学领域的新成果，介绍了我国商用密码算法。本书既介绍算法的设计原理、算法结构，也分析算法的安全性；既介绍密码学的经典算法，也体现密码学领域的新发展；既介绍国际应用广泛的密码算法，也讲述我国商用密码算法。
本书既可作为信息安全、密码科学与技术、网络空间安全、保密技术、信息对抗技术等专业的本科生及研究生教材，又可作为商用密码应用安全性评估从业人员的参考书，还可作为信息安全领域的工程技术人员的参考书。

作者简介

曹天杰，博士毕业于信息安全国家重点实验室，中央矿业大学教授、博导。曾任江苏省计算机安全专委会副主任委员、中国保密协会隐私保护专业委员会委员、中国密码学会江苏省工作站委员等。曾在美国Purdue大学计算机科学系、信息保障与安全教育研究中心做访问学者。长期从事信息安全、密码学教学与科研工作。承担信息安全本科专业《密码学》《信息内容安全》《计算机取证》《安全协议》《网络安全》以及研究生《信息安全技术与应用》等课程的教学工作，主持完成江苏省自然科学基金项目1项、国家重点实验室开放课题项目3项，参与国家基金项目2项，出版教材多部。

本书特色

融合了密码学领域的新成果，介绍了我国商用密码算法。
在密码学知识领域介绍中，强调了中国商用密码：SM2，SM3，SM4，SM9，ZUC，体现了我国密码政策的要求。
将密码学经典论文中的内容融入到例题、习题，通过密码算法安全性分析培养学生批判思维、创新思维能力。
提供电子课件、微课视频、习题答案、教学大纲、试卷。

目录

前言

密码学在保障信息安全、维护国家安全方面发挥着不可或缺的作用。密码学是一门涉及数学、计算机科学等多个领域的交叉学科，其应用范围广泛，包括数据加密、数字签名、身份认证、通信安全等领域。
密码学领域发展迅速，知识更新速度快，新攻击、新热点、新标准不断涌现。本书为中国矿业大学“十四五”规划教材，讲述了密码学基础理论与技术，体系完备。本书取材新颖，不仅介绍现代密码学的基础理论和实用算法，同时也涵盖了近年来密码学领域国内外研究的新成果。本书选取国内外有代表性的密码算法进行介绍。本书不仅介绍算法流程，还阐述算法设计原理及安全性分析。随着量子技术的发展，现有密码算法面临着极大的挑战，本书介绍了后量子密码。移动通信和物联网等技术的发展和应用不断推动高性能轻量级密码的发展，因此本书还介绍了轻量级密码。密码学在保障信息安全、维护国家安全方面发挥着不可或缺的作用。密码学是一门涉及数学、计算机科学等多个领域的交叉学科，其应用范围广泛，包括数据加密、数字签名、身份认证、通信安全等领域。<br>密码学领域发展迅速，知识更新速度快，新攻击、新热点、新标准不断涌现。本书为中国矿业大学“十四五”规划教材，讲述了密码学基础理论与技术，体系完备。本书取材新颖，不仅介绍现代密码学的基础理论和实用算法，同时也涵盖了近年来密码学领域国内外研究的新成果。本书选取国内外有代表性的密码算法进行介绍。本书不仅介绍算法流程，还阐述算法设计原理及安全性分析。随着量子技术的发展，现有密码算法面临着极大的挑战，本书介绍了后量子密码。移动通信和物联网等技术的发展和应用不断推动高性能轻量级密码的发展，因此本书还介绍了轻量级密码。<br>本书重点介绍国家密码局认定的国产密码算法（简称国密算法）。密码算法是保障信息安全的核心技术。我国的关键信息基础设施长期以来沿用的是MD5、SHA-256、3DES、AES、RSA等国外密码算法体系及相关标准。采用国外密码算法，存在着大量的不可控因素及供应链安全问题。为了实现密码技术的自主可控，我国自主研发了国密算法，已经建立起一整套比较完备的国产密码标准体系，并走出国门成为国际标准。目前，国密算法已经公布算法文本的包括SM2椭圆曲线公钥密码算法、SM3密码杂凑算法、SM4分组密码、SM9基于标识的密码、ZUC序列密码等，其中SM2、SM3、SM9、ZUC都已经是ISO/IEC的国际标准。本书介绍了SM2、SM3、SM4、SM9、ZUC密码算法，分组密码工作模式及消息鉴别码等国家标准。<br>本书是一本全面、系统、深入的密码学教材，涵盖了密码学的基本概念、原理和算法等方面的内容。全书共11章。第1章主要介绍了密码学的基本概念、密码体制、密码分析和密码体制的安全性。第2章介绍了古典密码学，包括替换密码体制、置换密码体制、古典密码体制的分析。第3章介绍了序列密码的基本概念、原理，以及ZUC、RC4、Grain等序列密码算法，还介绍了序列密码的分析方法。第4章介绍了分组密码的基本概念，结构，以及DES、AES、SM4密码算法，轻量级分组密码，分组密码的工作模式，分组密码分析。第5章介绍了杂凑算法，包括杂凑算法概述，MD5、SHA-256、SM3、SHA-3算法，分析了杂凑算法的安全性。第6章介绍了消息鉴别码算法，包括基于分组密码的MAC算法、基于专用杂凑函数的MAC算法、基于泛杂凑函数的MAC算法——UMAC，并分析了MAC算法的安全性。第7章介绍了公钥密码，包括公钥密码的基本概念，Rabin、RSA、ElGamal密码体制，Diffie睭ellman密钥交换协议。第8章介绍了数字签名的基本概念和典型的数字签名算法方案，如RSA数字签名算法和DSA数字签名算法，并对离散对数签名方案等进行了介绍。第9章介绍了椭圆曲线加密算法、SM2加密算法、椭圆曲线数字签名标准DSS、SM2签名算法、SM2密钥交换协议。第10章介绍基于标识的密码体制，重点介绍了SM9算法。第11章介绍量子信息科学与密码学，包括量子计算基础、量子算法、量子密钥分发、后量子密码学。为贴近教学实际，帮助读者掌握和巩固各章重要知识点，每章后面附有相应的思考与练习题。<br>本书各章编写分工如下。汪楚娇编写第4章，王保仓编写第5章、第6章、第9章，张凤荣编写第3章、第11章，其余章节由曹天杰编写。曹天杰负责全书章节与知识点的安排以及统稿工作。本书编写过程中，王保仓、张凤荣还得到了“陕西高校青年创新团队”的支持。<br>在本书的编写过程中，编者参考了国内外大量的论文、标准、研究报告，在此对涉及的专家、学者表示诚挚的感谢。另外，研究生杨晓虹、陈敏、唐国尧、张龙征、吴宇航、廖磊也参与了资料收集、整理与校对等工作，在此特别感谢。<br>由于本书编者水平有限，书中疏漏与错误之处在所难免，恳请广大同行和读者批评指正。