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第1章 引言 2

1.1 密码学的发展历史 2

1.2 密码学基本概念 3

1.2.1 保密通信系统 3

1.2.2 密码体制分类 4

1.2.3 密码攻击 5

1.3 古典密码体制 6

1.3.1 置换密码 6

1.3.2 单表代替密码 6

1.3.3 多表代换密码 8

习题 10

第2章 流密码 12

2.1 基本概念 12

2.1.1 一次一密与流密码 12

2.1.2 流密码的思想 13

2.1.3 流密码结构 13

2.2 序列的随机性 14

2.3 密钥流生成器 15

2.4 线性移位寄存器 16

2.5 两个流密码算法 19

2.5.1 流密码算法RC4 19

2.5.2 流密码算法A5. 21

习题 23

第3章 分组密码 26

3.1 分组密码的基本原理 26

3.2 分组密码的工作模式 27

3.3 数据加密标准—DES 30

3.1.1 DES算法的历史 30

3.3.2 DES算法 30

3.3.3 DES的安全性 36

3.3.4 多重加密DES 37

3.4 高级加密标准—AES 38

3.4.1 AES算法的基本运算单位 38

3.4.2 AES算法的加密解密过程 40

3.4.3 AES的安全性 46

3.5 SMS4分组密码算法 46

3.5.1 SMS4算法的术语说明 47

3.5.2 轮函数F 47

3.5.3 SMS4的加密算法和解密算法 49

3.5.4 密钥扩展算法 49

3.6 IDEA分组密码算法 50

3.6.1 IDEA算法描述 50

3.6.2 IDEA的安全性 52

习题 52

第4章 公钥密码 54

4.1 数论基础知识 54

4.2 公钥密码的基本概念 56

4.2.1 公钥密码体制的原理 56

4.2.2 公钥密码体制的要求 58

4.3 RSA公钥密码 59

4.3.1 算法描述 59

4.3.2 RSA的安全性 61

4.4 ElGamal公钥密码 62

4.4.1 算法描述 62

4.4.2 ElGamal的安全性 63

4.5 Rabin公钥密码 63

4.6 椭圆曲线公钥密码 64

4.6.1 实数域上的椭圆曲线 64

4.6.2 有限域上的椭圆曲线 66

4.6.3 椭圆曲线密码体制 67

习题 68

第5章 数字签名 72

5.1 数字签名的基本概念 72

5.2 RSA数字签名 72

5.3 ElGamal数字签名 73

5.4 数字签名标准DSS 74

5.5 其他数字签名 76

5.5.1 基于离散对数问题的数字签名方案 76

5.5.2 基于大整数分解问题的数字签名方案 79

5.5.3 具有特殊用途的数字签名 80

习题 83

第6章 Hash函数 86

6.1 Hash函数的概念 86

6.2 Hash函数MD5 87

6.3 Hash函数SHA 92

6.4 基于分组密码的Hash函数 96

6.5 Hash函数的分析方法 97

习题 98

第7章 密码协议 100

7.1 密钥分配 100

Needham-Schroeder协议 101

7.2 密钥协商 102

7.2.1 Diie-Hellman密钥交换协议 102

7.2.2 端到端协议 103

7.3 认证技术与理论 103

7.3.1 Kerberos认证协议 103

7.3.2 X.509认证服务 108

7.4 秘密共享 110

7.4.1 Shamir门限方案 110

7.4.2 可验证秘密共享 111

7.4.3 无可信中心的秘密共享 112

7.5 身份识别 113

7.5.1 身份识别的概念 113

7.5.2 Guillou-Quisquater身份识别方案 114

7.6 零知识证明 115

7.7 签密 116

习题 118

第8章 可证明安全性理论 120

8.1 可证明安全性理论的基本概念 120

8.2 可证明安全的公钥密码体制 124

8.3 可证明安全的数字签名体制 128

习题 131

第9章 基于身份的公钥密码体制 134

9.1 公钥认证方法 134

9.2 基于身份的加密方案 135

9.2.1 双线性对 135

9.2.2 Boneh-Frankin加密方案 136

9.3 基于身份的签名方案 137

9.4 基于身份的密钥协商协议 138

9.5 基于身份的签密方案 139

习题 140

第10章 密码学的新方向 142

10.1 量子密码学 142

10.1.1 Beene-Brassard量子密钥分配协议 142

10.1.2 量子密码的应用与进展 143

10.2 变量公钥密码 144

10.2.1 多变量公钥密码体制的一般形式 145

10.2.2 MI多变量公钥密码体制 145

10.2.3 彩虹：多层油醋签名体制 147

10.2.4 多变量公钥密码体制的现状 149

10.3 基于格的公钥密码体制 150

10.3.1 数学背景 150

10.3.2 NTRU公钥加密体制 153

10.3.3 NTRUSign数字签名体制 154

10.4 DNA密码学 157

10.4.1 DNA计算 157

10.4.2 DNA加密技术 159

10.4.3 DNA密码发展的趋势 160

习题 162

参考文献 163