具体描述
数字电路，ISBN：9787505385962，作者：刘勇，杜德昌主编
现代密码学基础与应用 内容提要： 本书深入探讨了现代密码学的核心理论、基本原理及其在信息安全领域的广泛应用。全书以严谨的数学基础为支撑，系统介绍了对称密码体制、非对称密码体制（公钥密码）、数字签名、哈希函数以及更前沿的后量子密码学和椭圆曲线密码学。内容覆盖了从经典密码学的局限性到现代密码学设计的关键技术，旨在为读者提供一个全面、深入且实用的密码学知识体系。 第一部分：密码学基石与数学基础 本部分首先为读者打下坚实的数学基础，这是理解现代密码学算法的先决条件。我们从数论的基础概念入手，重点讲解了模运算、欧几里得算法、扩展欧几里得算法以及有限域（Galois Field）上的运算规则，特别是GF(2^n)上的多项式运算。接着，深入探讨了群论、环论和域论在密码学中的重要性，特别是循环群的性质和离散对数问题的困难性。 随后，引入信息论中的熵、信息量和随机性概念，解释了安全系统中对伪随机数生成器（PRNG）和真随机数生成器（TRNG）的要求。密码学安全性的数学定义，如计算安全、不可区分性、语义安全等，将被清晰界定，为后续算法的安全性分析提供标准。 第二部分：对称密码体制：效率与安全 本部分聚焦于对称密钥算法，这些算法以极高的效率著称，是数据加密的主流选择。 首先，系统回顾了经典密码学的缺陷（如凯撒密码、维吉尼亚密码），引出现代分组密码设计的核心思想——混淆（Confusion）和扩散（Diffusion）。 DES/3DES分析： 详细剖析了数据加密标准（DES）的结构，包括其S盒（S-box）的设计原理、Feistel网络的工作方式。随后，分析了DES在面对现代计算能力的挑战时，3DES如何通过多次迭代来增强安全性，并讨论了3DES在性能上的瓶颈。 AES（高级加密标准）： 详细阐述了取代DES成为国际标准的AES算法。重点解析了基于Rijndael结构的AES轮函数，包括字节替代（SubBytes，基于S盒的非线性变换）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns，基于线性代数矩阵变换）以及轮密钥加（AddRoundKey）。我们将对比不同密钥长度（128/192/256位）下的轮数设置及其安全裕度。 流密码： 区别于分组密码，流密码按位或按字节生成密钥流与明文异或。本章详细介绍RC4的结构及其在实际应用中的安全争议，并深入探讨了更安全的同步流密码和自同步流密码的设计，例如使用线性反馈移位寄存器（LFSR）的高级生成器及其线性复杂度的分析。 第三部分：非对称密码体制：公钥基础设施的核心 非对称密码学是现代网络安全通信的基石，它解决了密钥分发和身份认证的难题。 RSA算法： 详细推导了基于大整数因子分解困难性假设的RSA算法。从欧拉定理、费马小定理出发，讲解了密钥对的生成（选择大素数、欧拉函数计算）、加密和解密过程。重点分析了RSA的安全漏洞，如小指数攻击、广播攻击，以及如何通过填充方案（如OAEP）来保证其语义安全性。 Diffie-Hellman密钥交换： 详细解释了这一革命性的密钥协商协议如何基于离散对数问题（DLP）的困难性实现双方在不安全信道上建立共享密钥。同时，分析了DHE（Diffie-Hellman Ephemeral）相对于静态DH的优势，以及Man-in-the-Middle (MITM)攻击对未认证DH的威胁。 椭圆曲线密码学（ECC）： 作为性能更优越的非对称技术，ECC是当前移动设备和TLS协议的首选。本章将用几何语言解释椭圆曲线群的定义，及其上的点加法运算。重点介绍基于椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）的算法，包括椭圆曲线密钥交换（ECDH）和椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）。我们将对比ECC与RSA在相同安全强度下的密钥长度差异。 第四部分：完整性保护与身份认证 本部分关注如何确保数据的完整性、真实性和不可否认性。 哈希函数： 介绍密码学哈希函数的基本特性：抗原像攻击（原像不可逆）、抗第二原像攻击和抗碰撞性。详细分析MD5和SHA-1的结构和已知漏洞，重点讲解SHA-2族（SHA-256/512）的设计原理，并引入最新的SHA-3（Keccak算法）的结构及其与SHA-2的根本区别。 消息认证码（MAC）： 解释MAC如何结合密钥来提供消息的完整性校验。深入分析基于Hash的消息认证码（HMAC）的结构，它是目前应用最广泛的MAC方案，并解释其安全性如何依赖于底层哈希函数的强健性。 数字签名： 阐述数字签名的作用及其与MAC的区别（不可否认性）。详述DSA（数字签名算法）和ECDSA的生成、验证过程，以及如何结合PKCS1标准实现安全的签名应用。 第五部分：高级主题与前沿发展 本章将拓展读者的视野，介绍密码学在现代网络环境中的高级应用和未来挑战。 公钥基础设施（PKI）与证书： 详细解释X.509证书的结构、信任链的概念以及证书颁发机构（CA）的作用。阐述TLS/SSL协议中如何利用这些机制实现安全的握手过程和身份验证。 零知识证明（ZKP）： 介绍如何证明某人拥有某个秘密信息，而无需泄露该信息本身的概念。简要介绍经典的Fiat-Shamir协议，并讨论现代的zk-SNARKs和zk-STARKs在区块链和隐私计算中的潜力。 后量子密码学（PQC）： 鉴于Shor算法对现有公钥系统的威胁，本部分聚焦于抗量子计算机攻击的密码学方案。重点介绍基于格（Lattice-based）的密码学，如Kyber（密钥封装机制）和Dilithium（数字签名），以及基于编码和基于哈希的方案，分析它们在计算复杂性和密钥规模上的权衡。 适用对象： 本书适合计算机科学、电子工程、通信工程等专业的本科高年级学生和研究生，对信息安全、网络攻防有浓厚兴趣的工程师、研究人员，以及希望系统性掌握现代密码学理论与实践的专业人士。阅读本书需要具备一定的离散数学和代数基础。
作者简介
目录信息
第1章 数字电路基础知识
第2章 逻辑门电路
第3章 组合逻辑电路
第4章 触发器
第5章 时序逻辑电路
第6章 脉冲信号的产生与变换
第7章 D/A转换与A/D转换
第8章 半导体存储器与可编程器件
实验1 门电路逻辑功能测试
实验2 门电路主要参数测试
实验3 组合逻辑电路
实验4 译码显示电路
……
附录A 半导体集成电路型号命名方法
附录B 54/74数字集成电路介绍
参考书目
· · · · · · (收起)
第2章 逻辑门电路
第3章 组合逻辑电路
第4章 触发器
第5章 时序逻辑电路
第6章 脉冲信号的产生与变换
第7章 D/A转换与A/D转换
第8章 半导体存储器与可编程器件
实验1 门电路逻辑功能测试
实验2 门电路主要参数测试
实验3 组合逻辑电路
实验4 译码显示电路
……
附录A 半导体集成电路型号命名方法
附录B 54/74数字集成电路介绍
参考书目
· · · · · · (收起)
读后感
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