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第1章 绪论1

1.1 信息安全概述1

1.2 信息安全模型6

1.3 密码学在信息安全中的作用7

1.4 密码学的基本知识8

1.4.1 密码学的发展简史8

1.4.2 密码学的基本概念10

1.4.3 保密通信模型10

1.4.4 密码体制的构成及其分类12

1.5 密码体制的安全性14

1.5.1 密码分析14

1.5.2 密码体制的安全性15

习题117

第2章 古典密码体制18

2.1 古典密码学中的基本运算18

2.1.1 代替密码18

2.1.2 换位密码19

2.1.3 转轮机20

2.2 隐写术21

2.3 移位密码技术21

2.4 仿射密码技术22

2.5 维吉尼亚密码技术23

2.6 弗纳姆密码技术24

2.7 希尔密码技术24

2.8 古典密码体制的安全性分析25

2.8.1 移位密码安全性分析26

2.8.2 仿射密码安全性分析26

习题227

第3章 分组密码体制28

3.1 分组密码概述28

3.2 分组密码的原理29

3.3 数据加密标准（DES）33

3.3.1 DES算法概述33

3.3.2 DES算法描述33

3.3.3 DES的各种变形算法43

3.4 高级加密标准（AES）45

3.4.1 算法中的数学基础知识46

3.4.2 AES算法描述53

3.4.3 基本运算54

3.4.4 基本变换56

3.4.5 密钥扩展62

3.4.6 解密过程65

3.4.7 具体实例67

3.5 SMS4密码算法70

3.5.1 SMS4描述70

3.5.2 算法流程72

3.5.3 密钥扩展算法73

3.5.4 具体实例74

3.6 其他典型的对称密码体制简介75

3.6.1 RC6对称密码体制75

3.6.2 Twofish对称密码体制77

3.7 对称密码体制的工作模式78

3.7.1 ECB电子码本模式78

3.7.2 CBC密码分组链接模式79

3.7.3 CFB密码反馈模式80

3.7.4 OFB输出反馈模式82

3.7.5 CTR计数器模式83

3.8 对称密码算法的应用84

习题386

第4章 序列密码体制88

4.1 密码学中的随机数88

4.1.1 随机数的使用89

4.1.2 伪随机数产生器89

4.1.3 基于密码算法的随机数产生器89

4.1.4 伪随机数的评价标准90

4.2 序列密码的概念及模型90

4.3 线性反馈移位寄存器93

4.4 非线性序列简介96

4.5 常用的序列密码算法99

4.5.1 A5序列密码算法99

4.5.2 SEAL序列密码算法100

4.5.3 RC4序列密码算法102

习题4103

第5章 非对称密码体制104

5.1 概述104

5.2 数学基础105

5.2.1 中国剩余定理105

5.2.2 离散对数105

5.2.3 平方剩余106

5.2.4 勒让得符号106

5.2.5 素数的产生107

5.2.6 椭圆曲线108

5.2.7 有限域上的椭圆曲线110

5.3 非对称密码体制概述112

5.3.1 非对称密码体制的原理112

5.3.2 非对称密码体制的设计准则113

5.3.3 非对称密码体制的分类114

5.4 RSA密码算法115

5.4.1 RSA发展简史115

5.4.2 RSA算法描述115

5.4.3 RSA算法举例117

5.4.4 RSA算法的安全性及常用攻击118

5.4.5 RSA算法的实现118

5.5 ElGamal密码算法120

5.5.1 ElGamal算法描述120

5.5.2 ElGamal算法举例121

5.5.3 ElGamal算法的常用攻击121

5.6 椭圆曲线密码体制122

5.6.1 椭圆曲线密码体制简介122

5.6.2 椭圆曲线上的ElGamal密码体制123

5.6.3 算法举例123

5.7 RSA、ElGamal及椭圆曲线密码比较124

5.8 其他非对称密码体制简介125

习题5126

第6章 认证理论与技术——Hash函数127

6.1 认证与认证系统127

6.2 散列算法概述128

6.2.1 散列算法的概念及结构129

6.2.2 散列算法的发展现状130

6.3 Hash散列算法131

6.3.1 MD5散列算法131

6.3.2 SHA-1散列算法136

6.3.3 Hash散列算法的应用141

6.4 散列算法的攻击现状143

6.4.1 生日悖论问题144

6.4.2 生日攻击144

6.5 消息认证145

6.5.1 消息认证的基本概念145

6.5.2 HMAC149

6.5.3 消息认证的应用151

习题6152

第7章 认证理论与技术——数字签名154

7.1 数字签名概述154

7.2 数字签名的原理及分类155

7.2.1 数字签名的原理155

7.2.2 数字签名的分类156

7.3 数字签名算法156

7.3.1 RSA数字签名156

7.3.2 ElGamal数字签名158

7.4 数字签名标准（DSS）159

7.4.1 DSA的描述159

7.4.2 DSA举例160

7.5 其他专用数字签名方案161

7.6 盲签名方案162

7.6.1 基于整数分解难题的盲签名162

7.6.2 基于离散对数难题的盲签名163

7.6.3 盲签名的应用164

习题7166

第8章 认证理论与技术——身份认证技术167

8.1 认证模型及认证协议167

8.1.1 认证及认证模型167

8.1.2 认证协议168

8.2 身份认证技术170

8.2.1 口令认证技术170

8.2.2 IC卡认证技术174

8.2.3 个人特征识别技术178

8.3 基于零知识证明的身份认证技术179

8.3.1 零知识证明基本概念180

8.3.2 基于零知识的身份认证技术183

8.4 Kerberos身份认证技术185

8.4.1 Kerberos身份认证技术简介185

8.4.2 Kerberos的工作原理185

8.4.3 Kerberos域间的认证188

8.5 X.509认证技术189

8.5.1 数字证书189

8.5.2 X.509认证过程190

习题8191

第9章 密钥管理技术193

9.1 密钥管理概述193

9.2 密钥的结构和分类194

9.2.1 密钥的结构194

9.2.2 密钥的分类196

9.3 密钥管理196

9.4 密钥托管技术198

9.4.1 密钥托管技术简介198

9.4.2 密钥托管系统的组成200

9.5 密钥协商与密钥分配202

9.5.1 密钥协商202

9.5.2 密钥分配206

9.5.3 PKI技术简介211

习题9219

第10章 密码学的新方向220

10.1 量子密码学220

10.1.1 量子密码学简介220

10.1.2 量子密码学原理222

10.1.3 量子密钥分配协议224

10.1.4 量子密码学面临的挑战及发展趋势226

10.2 基于混沌理论的密码体制228

10.2.1 混沌理论的基本概念228

10.2.2 混沌序列的产生及其随机序列229

10.2.3 混沌密码体制230

10.2.4 应用示例231

10.3 其他新密码体制简介232

习题10233

第11章 密码学的应用235

11.1 密码学在电子商务中的应用235

11.1.1 电子商务系统面临的安全威胁235

11.1.2 电子商务系统的安全需求236

11.1.3 电子商务的安全体系结构237

11.1.4 电子商务的交易协议239

11.2 密码学在数字通信中的应用245

11.2.1 第三代移动通信系统（3G）安全特性与机制245

11.2.2 WiMAX无线网域安全问题250

11.3 密码学在工业网络控制中的应用253

习题11256

附录 应用密码学课程设计257

参考文献264