PKI原理与技术

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页数:239
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出版时间:2007-8
价格:30.00元
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isbn号码:9787811142259
丛书系列:
图书标签:
  • PKI
  • 公钥基础设施
  • 密码学
  • 安全通信
  • 数字证书
  • 加密技术
  • 身份认证
  • 信息安全
  • 网络安全
  • SSL/TLS
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具体描述

《密码学基础与应用:从理论到实践》 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的密码学知识体系,涵盖了从经典密码体制到现代公钥基础设施(PKI)核心概念的演进历程,并重点剖析了现代密码学在信息安全、数据保护和网络通信中的实际应用。本书不仅关注理论基础的严谨性,更注重将复杂概念与实际工程问题相结合,确保读者能够构建起坚实的理论框架,并具备解决实际安全挑战的能力。 第一部分:密码学基石——经典与现代 本书的第一部分奠定了密码学的理论基础。我们从信息论和数学基础出发,系统回顾了模运算、有限域和椭圆曲线等支撑现代密码学的核心数学工具。 第1章:信息安全与密码学导论 本章首先定义了信息安全的CIA三元组(保密性、完整性、可用性),并阐述了密码学在实现这些目标中的关键作用。内容包括安全模型、威胁分析的基本方法,以及对不同类型密码系统(对称与非对称)的初步划分。我们还将探讨密码学发展史上的关键转折点,为后续的深入学习做好铺垫。 第2章:经典密码体制的解构与分析 虽然现代密码学已广泛应用公钥算法,但理解经典密码是掌握密码分析思想的必经之路。本章详细分析了替代密码(如凯撒密码、仿射密码)和置换密码(如移位密码)。随后,重点剖析了著名的维吉尼亚密码,并引入了信息论中的熵概念来评估密码的安全性。最后,我们将讨论如何应用频率分析等方法来破解这些体制,从而引出对更强加密机制的需求。 第3章:分组密码理论与设计 分组密码是现代对称加密的核心。本章深入探讨了分组密码的设计原理,特别是Feistel网络结构。我们将详细分析DES(数据加密标准)的结构、轮函数和密钥扩展机制。随后,我们将转向当前的主流标准AES(高级加密标准),深入剖析其基于有限域乘法和S盒(Substitution Box)的设计,包括轮轮加密(SubBytes)、行移位(ShiftRows)、列混淆(MixColumns)和轮密钥加(AddRoundKey)的操作细节及其背后的数学依据。 第4章:流密码的原理与实践 与分组密码相对,流密码以位或字节为单位进行加密。本章讲解了同步流密码和自同步流密码的基本概念。重点放在基于线性反馈移位寄存器(LFSR)的序列生成器,分析其周期长度和伪随机性。此外,我们还会讨论A5/1等在真实世界通信协议中应用的流密码,并探讨其潜在的线性复杂度和相关攻击。 第二部分:现代密码学的支柱——非对称加密与数字签名 本书的第二部分聚焦于公钥密码学,这是现代安全体系的基石。我们将详细介绍其数学基础和主要的算法实现。 第5章:数论基础与大数运算 非对称密码学的安全性高度依赖于数学难题。本章回顾了数论中与密码学直接相关的概念,如欧拉定理、费马小定理、模逆元计算。重点讲解了高效的大数素性检验算法(如Miller-Rabin检验)以及大数模幂运算的优化方法(如平方乘算法)。 第6章:RSA算法的精妙结构 RSA算法是应用最广泛的公钥加密算法之一。本章从数学上推导出RSA的生成密钥、加密和解密过程,详细解释了基于大整数因子分解难题(Factoring Problem)的安全基础。我们将讨论密钥生成过程中的陷阱、填充方案(如OAEP)的重要性,以及针对定时攻击的防御策略。 第7章:离散对数问题与椭圆曲线密码学(ECC) 本章介绍了基于离散对数问题(DLP)的迪菲-赫尔曼密钥交换(DH)。在此基础上,我们引入了更高效的椭圆曲线密码学(ECC)。我们将阐述在椭圆曲线群上定义的点加法和点乘法的几何意义和计算方法。重点分析了ECC在移动设备和资源受限环境中的优势,并讲解了ECC的数字签名算法(ECDSA)。 第8章:数字签名与消息认证码 数字签名是确保数据来源可靠性和内容不可篡改性的关键技术。本章详细解析了数字签名的构造流程,包括签名生成、验证过程,并对比了基于RSA和基于ECC的签名方案。同时,我们将讨论消息认证码(MAC)和基于哈希的消息认证码(HMAC)在数据完整性校验中的作用及其与数字签名的区别与联系。 第三部分:密码协议与安全应用 第三部分将理论知识应用于实际的通信和身份验证协议中,展示密码学如何构建起现代信息系统的信任链。 第9章:单向散列函数与数据完整性 散列函数是构造更复杂密码系统的基础原件。本章深入探讨了散列函数的理想属性:抗原像性、第二抗像性和抗碰撞性。我们详细剖析了MD5、SHA-1的结构缺陷,并重点分析了SHA-2家族和SHA-3(Keccak)的设计原理,特别是海绵结构(Sponge Construction)。 第10章:安全通信协议的构建 本章关注如何在不安全的信道上建立安全的通信会话。我们将剖析著名的安全协议,如传输层安全协议(TLS/SSL)的握手过程。内容包括身份验证阶段、密钥交换阶段(例如使用Diffie-Hellman或ECC P-384)以及数据加密传输机制,阐明如何利用对称加密、非对称加密和散列函数协同工作。 第11章:后量子密码学的挑战与前沿 随着量子计算技术的快速发展,传统的基于数学难题的密码系统面临被破解的风险。本章专门介绍后量子密码学的研究方向,包括基于格(Lattice-based)的密码系统(如Kyber和Dilithium)、基于编码(Code-based)的系统以及多变量多项式(MQ)系统。本章旨在为读者介绍当前学术界和标准化组织(如NIST)的选型工作。 第12章:密码学在身份验证与访问控制中的部署 本章讨论密码学技术在构建强身份验证系统中的应用。内容涵盖密码存储的最佳实践(如加盐哈希与密钥派生函数KDF),单点登录(SSO)中的安全机制,以及基于证书的身份验证体系的基本运作逻辑(不深入PKI的证书管理细节,侧重于技术应用)。 总结与展望 全书最后部分总结了现代密码学的核心概念,并展望了密码学在未来隐私增强技术(如零知识证明、安全多方计算)中的发展趋势,强调持续学习和批判性评估新密码技术的重要性。 本书特点: 理论与实践并重: 每介绍一个算法,都配有清晰的数学推导和易于理解的流程图。 算法聚焦: 对AES、RSA、ECC等核心算法进行了细致入微的讲解,力求清晰而不冗余。 工程视角: 强调密码学在真实世界协议(如TLS)中的部署模式和安全考量。 前沿追踪: 引入后量子密码学等新兴领域,确保知识的时效性。

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这本关于PKI原理与技术的书,说实话,内容深度上完全超出了我的预期。我原本以为它会是那种比较枯燥的教科书式的讲解,但作者在构建整体框架时展现出的那种结构化思维,让人读起来一点也不费力。特别是对于那些复杂的加密算法和证书管理流程,作者没有仅仅停留在概念层面,而是深入剖析了它们在实际应用场景中是如何协同工作的。比如,书中对数字证书生命周期的描述,从签发、吊销到更新,每一步骤的细节都交代得非常清楚,甚至连一些边缘案例的处理方式都有涉及。我特别欣赏作者在讲解根证书信任链时采用的比喻,一下子就把那种抽象的信任传递过程变得形象起来,对于我这种非科班出身但又对信息安全有兴趣的读者来说,简直是及时雨。它不仅仅是理论的堆砌,更像是一份实战指南,让你在理解“是什么”的同时,更能明白“为什么是这样”以及“如何做到”。全书的论证逻辑严密,每引入一个新的概念,都能紧密衔接上文,读完一章后,会有一种知识点被牢固串联起来的感觉,而不是零散的碎片信息。

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这本书给我的最深刻印象是其对“演进性”的把握。PKI技术并非一成不变,标准和威胁环境都在不断变化,这本书在介绍基础理论的同时,还留有相当的篇幅去讨论面向未来的趋势,比如与区块链、后量子密码学等新技术的潜在结合点。这表明作者的知识体系非常新潮,没有停留在过去的标准上故步自封。它在阐述经典算法时,也常常会提及新的优化方案或替代思路,这种前瞻性让这本书的价值远超一般的入门或中级教材。每一次阅读似乎都有新的收获,因为它不仅解释了“现在”,还预示了“未来”。对于希望在这个领域深耕的人来说,这本书就像是一个高质量的路线图,指引着学习和研究的方向,避免了在学习过程中走弯路。

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这本书的排版和内容组织,可以说是下了一番功夫的。我以前看技术书时,经常遇到图表模糊不清,或者关键定义被埋没在大段文字里的情况,但这本则完全没有这个问题。每一个重要的术语都有明确的标注和解释,图示虽然不多,但每一个都直击要害,完美地辅助了文字的说明,根本不需要读者反复回溯去揣摩作者的意图。尤其值得一提的是,书中对PKI标准和协议(如X.509、CRL、OCSP)的解读,达到了专业研究的水平,但作者却用一种非常“平易近人”的笔触去阐释,让人感觉这些高冷的行业标准不再是高不可攀的门槛。它给我的感觉是,作者仿佛坐在你对面,非常耐心地将他多年积累的知识和经验,以一种易于吸收的方式倾囊相授。这使得我对PKI不再抱有敬畏,而是充满了探索的欲望。

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读完这本书,我最大的感受是,作者在处理技术细节的精确性和整体叙事的流畅性之间,找到了一个极佳的平衡点。很多技术书籍往往为了追求全面性而牺牲了阅读体验,但这本《PKI原理与技术》却是个例外。它没有用太多华丽的辞藻去修饰晦涩的概念,而是用最简洁、最准确的语言去描述事物本质。比如说,在阐述非对称加密与对称加密混合使用时,作者没有采用那种程式化的描述,而是通过一个模拟的“安全通信建立”场景,将密钥交换和数据加密的过程层层剥开,读完后,即便是不太擅长技术思考的人,也能建立起清晰的认知地图。此外,书中对不同应用场景下PKI部署的考量也做了深入探讨,这对于我们公司在规划未来安全架构时提供了非常宝贵的参考。它并没有给出唯一的“标准答案”,而是提供了多种解决方案的优劣对比,这种客观且深入的分析,体现了作者深厚的行业经验和广阔的视野。

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我必须说,这本书在对“安全模型”的探讨部分,可以说是全书的亮点之一。它不仅仅停留在介绍技术组件如何工作,更深入到构建一个可信赖的数字生态系统所需要的管理和策略层面。作者没有避开PKI体系中常见的脆弱点和攻击面,反而坦诚地分析了信任锚点的设计缺陷可能带来的连锁反应。这种对风险的深刻洞察力,使得整本书的基调非常稳健和成熟。对于我们这些在实际工作中需要负责安全合规的从业者来说,这种从宏观到微观、再回到宏观的思考路径,是极其宝贵的财富。它教会我们如何跳出单纯的技术实现,站在治理和运营的角度去看待整个安全体系的健壮性。读完后,我感觉自己在设计和评估任何基于信任机制的系统时,思维维度都得到了极大的拓宽。

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