密碼學與編碼理論（第2版）

第1章　密碼學及其應用概述　1
1.1　安全通信　1
1.1.1　可能的攻擊　2
1.1.2　對稱和公鑰算法　3
1.1.3　密鑰長度　4
1.2　密碼學應用　5
第2章　傳統(tǒng)密碼系統(tǒng)　7
2.1　移位密碼　7
2.2　仿射密碼　8
2.3　維吉內(nèi)爾密碼　9
2.3.1　算出密鑰長度　11
2.3.2　算出密鑰的第一種方法　11
2.3.3　算出密鑰的第二種方法　13
2.4　替換密碼　14
2.5　夏洛克·福爾摩斯　16
2.6　Playfair和ADFGX密碼　18
2.7　分組密碼　20
2.8　二進制數(shù)和ASCII碼　23
2.9　一次一密　24
2.10　偽隨機序列的生成　25
2.11　線性反饋移位寄存序列　26
2.12　Enigma密碼機　30
習題　33
上機練習　35
第3章　基本數(shù)論　38
3.1　基本概念　38
3.1.1　整除性　38
3.1.2　素數(shù)　38
3.1.3　最大公因子　39
3.2　求解ax＋by＝d　41
3.3　同余式　42
3.3.1　除法　43
3.3.2　使用分式　45
3.4　中國剩余定理　45
3.5　模指數(shù)　47
3.6　費馬小定理和歐拉定理　48
3.7　本原根　50
3.8　矩陣模n取逆　51
3.9　模n平方根　52
3.10　勒讓德和雅可比符號　53
3.11　有限域　57
3.11.1　除法　59
3.11.2　GF(28)　60
3.11.3　線性移位寄存器序列　61
3.12　連分數(shù)　62
習題　64
上機練習　68
第4章　數(shù)據(jù)加密標準　69
4.1　引言　69
4.2　DES算法的簡化版　69
4.3　差分密碼分析　72
4.3.1　3輪的差分密碼分析　72
4.3.2　4輪的差分密碼分析　73
4.4　DES　 75
4.5　工作模式　80
4.5.1　電子密碼本　80
4.5.2　密碼分組鏈接　80
4.5.3　密碼反饋　814.5.4　輸出反饋　83
4.5.5　計數(shù)器　84
4.6　破解DES　 85
4.7　中間相遇攻擊　87
4.8　口令安全　88
習題　 89
上機練習　 90
第5章　高級加密標準：Rijndael　91
5.1　基本算法　91
5.2　層的描述　92
5.2.1　ByteSub變換　93
5.2.2　ShiftRow變換　93
5.2.3　MixColumn變換　93
5.2.4　AddRoundKey變換　94
5.2.5　密鑰擴展方案　94
5.2.6　S盒的構成　94
5.3　解密算法　95
5.4　設計中的考慮　97
習題　97
第6章　RSA算法　99
6.1　RSA算法　99
6.2　對RSA的攻擊　102
6.2.1　低指數(shù)攻擊　102
6.2.2　短明文　104
6.2.3　時間攻擊　105
6.3　素性判定　106
6.4　因子分解　109
6.4.1　二次篩法　110
6.4.2　理論方法　112
6.5　RSA挑戰(zhàn)　112
6.6　協(xié)約驗證上的應用　113
6.7　公鑰概念　114
習題　115
上機練習　118
第7章　離散對數(shù)　120
7.1　離散對數(shù)　120
7.2　計算離散對數(shù)　120
7.2.1　Pohlig-Hellman算法　121
7.2.2　大步驟，小步驟　123
7.2.3　指標計算　123
7.2.4　計算模4的離散對數(shù)　124
7.3　位提交　125
7.4　Diffie-Hellman 密鑰交換　126
7.5　ElGamal公鑰密碼系統(tǒng)　127
習題　128
上機練習　129
第8章　散列函數(shù)　130
8.1　散列函數(shù)　130
8.2　簡單的散列函數(shù)示例　132
8.3　SHA散列算法　133
8.4　生日攻擊　136
8.5　多重碰撞　138
8.6　隨機預示模型　139
8.7　用散列函數(shù)加密　141
習題　142
上機練習　143
第9章　數(shù)字簽名　1459.1　RSA簽名方案　145
9.2　ElGamal簽名方案　146
9.3　散列和簽名　148
9.4　對簽名的生日攻擊　148
9.5　數(shù)字簽名算法　148
習題　150
上機練習　151
第10章　安全協(xié)議　152
10.1　中間人攻擊和冒名頂替者　152
10.2　密鑰分配　154
10.2.1　密鑰的事先分配　154
10.2.2　可鑒別的密鑰分配　155
10.3　Kerberos協(xié)議　158
10.4　PKI　160
10.5　X.509證書　161
10.6　PGP協(xié)議　164
10.7　SSL和TLS協(xié)議　165
10.8　SET協(xié)議　167
習題　168
第11章　數(shù)字現(xiàn)金　170
11.1　數(shù)字現(xiàn)金　170
11.1.1　參與者　171
11.1.2　初始化　171
11.1.3　銀行　171
11.1.4　消費者　171
11.1.5　商家　171
11.1.6　創(chuàng)建貨幣　171
11.1.7　消費貨幣　172
11.1.8　商家在銀行存款　172
11.1.9　欺騙控制　173
11.1.10　匿名性　173
習題　174
第12章　秘密分享方案　175
12.1　秘密分拆　175
12.2　閾方案　175
習題　179
上機練習　180
第13章　游戲　181
13.1　通過電話拋硬幣　181
13.2　通過電話玩牌　182
習題　185
第14章　零知識技術　187
14.1　基本建構　187
14.2　Feige-Fiat-Shamir認證方案　188
習題　190
第15章　信息論　192
15.1　概率論回顧　192
15.2　熵　193
15.3　赫夫曼編碼　196
15.4　完全保密　198
15.5　英語的熵　199
習題　203
第16章　橢圓曲線　205
16.1　加法運算　205
16.2　模p橢圓曲線　208
16.2.1　模p橢圓曲線上點的個數(shù)　209
16.2.2　橢圓曲線上的離散對數(shù)　210
16.2.3　表示明文　210
16.3　用橢圓曲線因式分解　211
16.4　特征為2的橢圓曲線　213
16.5　橢圓曲線密碼系統(tǒng)　215
16.5.1　橢圓曲線ElGamal密碼系統(tǒng)　 215
16.5.2　橢圓曲線Diffie-Hellman密鑰交換　216
16.5.3　橢圓曲線ElGamal數(shù)字簽名　216
16.6　基于標識的加密　217
習題　219
上機練習　222
第17章　格方法　223
17.1　格　223
17.2　格歸約　224
17.2.1　二維格　224
17.2.2　LLL 算法　226
17.3　對RSA算法的攻擊　227
17.4　NTRU系統(tǒng)　229
習題　232
第18章　糾錯碼　233
18.1　引言　233
18.2　糾錯碼　237
18.3　一般碼的界　239
18.3.1　上界　239
18.3.2　下界　241
18.4　線性碼　243
18.5　漢明碼　247
18.6　格雷碼　248
18.7　循環(huán)碼　253
18.8　BCH碼　257
18.9　瑞德-所羅門碼　262
18.10　McEliece密碼系統(tǒng)　263
18.11　其他問題　265
習題　265
上機練習　267
第19章　密碼學中的量子技術　268
19.1　量子實驗　268
19.2　量子密鑰分發(fā)　270
19.3　Shor的算法　271
19.3.1　分解　272
19.3.2　離散傅里葉變換　272
19.3.3　Shor的算法　274
19.3.4　結語　277
習題　278
附錄A
附錄B
附錄C
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參考文獻　298
索引　301