第一章 通信保密系统 1
1.1 通信系统模型 2
1.2 密码系统模型和密码体制 4
1.2.1 单钥与双钥密码体制 4
1.2.2 密码系统定义和要求 6
1.3 密码分析 7
1.4 保密系统的保密性与随机性 11
1.4.1 信息量和熵 11
1.4.2 完善保密性与随机性 13
1.4.3 唯一解距离、理论保密性与实际保密性 16
1.5 复杂性理论简介 18
1.5.1 算法复杂性 19
1.5.2 问题的复杂性及其分类 20
第二章 认证系统 25
2.1 无条件安全认证码 25
2.2 单向杂凑函数 28
2.3 消息认证 30
2.4 数字签名 31
2.4.1 RSA签名方案 32
2.4.2 ELGamal签名方案 33
2.4.3 美国签名标准(DSS) 33
2.4.4 Lamport签名方案(Lamport Signature Scheme) 35
2.4.5 不可否认签名(Undeniable Signature) 35
2.4.6 故障停止式签名方案(Fail-Stop Signature) 38
2.5 身份认证方案(Identification Scheme) 39
2.5.1 Schnorr身份认证方案 40
2.5.2 Okamoto身份认证方案 42
2.5.3 Guillou-Quisquater身份认证方案 43
2.5.4 基于身份的认证方案(Identity-Based Identification Scheme) 45
第三章 纠错码理论及其NPC问题 48
3.1 线性分组码的基本概念 48
3.1.1 码的生成矩阵、校验矩阵与对偶码 48
3.1.2 Hamming重量、距离及码的纠错能力 51
3.1.3 Hamming码 52
3.1.4 线性码的重量分布与等价类 54
3.2.1 循环码的基本概念 56
3.2 BCH码与RS码 56
3.2.2 BCH码 59
3.2.3 RS码 62
3.3 Goppa码 63
3.4 线性分组码的一般译码算法 67
3.4.1 最大后验概率译码、最大似然译码与最小Hamming距离译码 68
3.4.2 完备译码与限定距离译码 71
3.4.3 伴随式、标准阵与覆盖半径 73
3.5 纠错码理论中的NPC问题与复杂性系数 78
3.5.1 纠错码理论中的NPC问题 78
3.5.2 译码复杂性系数 80
3.6 信息集译码 81
3.7 置换译码与伴随式译码 85
3.7.1 置换译码 86
3.7.2 伴随式译码 90
3.8 秩距离码 94
3.8.1 秩距离 95
3.8.2 秩距离码的校验矩阵和生成距阵 97
3.8.3 线性化多项式与秩循环码 100
第四章 基于纠错码的公钥密码体制及认证方案 106
4.1 McEliece公钥密码体制 106
4.1.1 M公钥密码体制的加解密原理 106
4.1.2 M公钥密码体制的安全性分析 108
4.2 Niederreiter公钥密码体制 113
4.2.1 Niederreiter公钥密码体制的加解密原理 113
4.2.2 N公钥密码体制的安全性分析 114
4.3 M公钥密码体制与N公钥密码体制的关系 115
4.4 M公钥密码体制与N公钥密码体制的参数优化及性能比较 116
4.5 M公钥密码体制的修改 117
4.5.1 M公钥的纠错性能与安全性关系 117
4.5.2 M公钥的变型 119
4.5.3 增加M公钥的传信率 120
4.6 X--W会议密钥分配方案 123
4.6.1 X--W会议密钥分配方案的基本原理 123
4.7.1 Stem方案的基本原理 125
4.6.2 X--W方案的安全性分析 125
4.7 Stem身份认证方案 125
4.7.2 Stem身份认证方案的安全性分析 126
4.7.3 Stem身份认证方案的一个变型 127
4.7.4 变型后的Stem身份认证方案的安全性分析 128
4.8 寻找线性分组码最小重量码字的算法 128
4.8.1 T.S.Leon算法 129
4.8.2 J.Stem算法 130
4.8.3 J.Stem和T.S.Leon算法的应用 132
第五章 基于纠错码的私钥密码体制 137
5.1 Rao私钥密码体制 137
5.1.1 Rao私钥密码体制的加解密算法 137
5.1.2 Rao 私钥密码体制的安全性分析 138
5.2 Rao-Nam私钥密码体制 139
5.2.1 Rao-Nam私钥密码体制的加解密算法 139
5.2.2 Rao-Nam私钥密码体制的安全性分析 141
5.3.1 基本原理 147
5.3 Li-Wang私钥密码体制 147
5.3.2 安全性分析 148
5.4 MC分组加密纠错体制 151
5.4.1 MC体制的基本原理 151
5.4.2 MC体制的安全性分析 152
5.5 KAM私钥密码体制 152
5.5.1 加解密原理 153
5.5.2 安全性分析 155
6.1 基于纠错码的Xinmei数字签名方案 159
第六章 纠错码数字签名技术 159
6.1.1 签名方法 160
6.1.2 验签运算 160
6.2 Xinmei签名方案的安全性分析与改进 161
6.2.1 AW攻击及其它攻击 162
6.2.2 AW方案 164
6.2.3 修正Xinmei方案 165
6.2.4 对AW方案和Xinmei方案的通用伪造攻击 166
6.3.1 体制的构造 168
6.3 签名、加密和纠错相结合的公钥体制 168
6.3.2 签名、加密和纠错编码的实现 169
6.3.3 体制的安全性分析 171
第七章 密钥分散管理与纠错码 174
7.1 密钥分散管理 174
7.2 Shamir(k,n)门限方案 175
7.3 (k,n)门限方案与线性分组码 177
7.4 McEliece-Sarwate密钥分散管理方案 183
7.5 二维码(k,n)门限方案 185
7.6 一般密钥分散管理方案简介 187
第八章 置换密码 190
8.1 密码体制的置换机制 190
8.2 置换的表示 191
8.3 布尔函数和布尔置换 192
8.4 布尔置换的运算和构造 194
8.5 基于布尔置换的一种公开密钥密码体制 201
8.6 布尔置换族 205
8.7 弹性布尔函数 208
第九章 消息认证码与纠错码 213
9.1 消息认证模型 213
9.2 消息认证理论 216
9.2.1 消息认证的信息理论 216
9.2.2 消息认证系统的安全度量指标 222
9.3 消息认证码的构造实例 225
9.4 利用区组设计构造认证码 229
9.5 利用纠错码构造消息认证码 236
9.5.1 SN-S认证系统 237
9.5.2 关于SN-S认证系统的进一步讨论 239
9.5.3 基于线性码的消息认证 240
第十章 Cartesian认证码和纠错码 246
10.1 Cartesian认证码的基本特征 246
10.2 Cartesian认证码的组合构造 253
10.3 由Cartesian认证码构造纠错码 258
10.4 由纠错码构造Cartesian认证码 260
10.5 基于秩距离码的具有仲裁的认证码的构造 265
10.6 基于最大距离可分码的具有仲裁的认证码的构造 270