Foundations of Cryptography

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出版者:Cambridge University Press
作者:Oded Goldreich
出品人:
页数:392
译者:
出版时间:2001-08-06
价格:USD 80.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780521791724
丛书系列:
图书标签:
  • cryptography
  • computational
  • complexity
  • theory
  • theoretical
  • computer_science
  • Cryptography
  • Foundations
  • Security
  • Algorithms
  • Number Theory
  • Complexity Theory
  • Information Theory
  • Discrete Mathematics
  • Coding Theory
  • Applied Cryptography
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具体描述

书名:数字世界的守护者:现代密码学原理与应用 作者:[虚构作者名,例如:张伟,李芳] 出版社:[虚构出版社名,例如:科技文献出版社] ISBN:[虚构ISBN,例如:978-7-123456-78-9] --- 内容简介 在信息爆炸与全球互联的数字时代,数据的安全与隐私已成为社会运转的基石。我们日常生活中每一次线上交易、每一次即时通讯、每一份云端存储,其背后都依赖着一套复杂而精妙的数学体系——现代密码学。本书旨在为读者提供一个全面、深入且贴近实际应用的现代密码学知识体系,它不仅仅是一本理论的梳理,更是一本指导如何在复杂的数字环境中构建可信赖系统的实践手册。 本书的结构设计旨在引导读者从基础概念出发,逐步深入到前沿技术领域。我们摒弃了过于抽象和纯理论的数学推导,转而聚焦于核心算法的内在逻辑、安全性分析的思维框架以及它们在真实世界中的部署挑战。 第一部分:密码学的基石与历史演进 本部分将为读者奠定坚实的理论基础,并追溯密码学从古典时代到数字时代的演变历程。 第一章:信息安全的基本概念 我们将首先定义信息安全的CIA三要素——保密性(Confidentiality)、完整性(Integrity)和可用性(Availability)——并探讨风险分析、威胁模型构建的重要性。密码学作为实现这些目标的核心工具,其在整个安全体系中的定位将被清晰阐述。 第二章:古典密码学的魅力与局限 回顾凯撒密码、维吉尼亚密码等古典密码体制,通过分析它们的结构和易破解性,帮助读者理解“安全”的内涵是如何随着数学工具的发展而进化的。本章还将介绍香农的信息论基础,为后续讨论信息熵和完美保密性奠定数学直觉。 第三章:对称加密的原理与实践 对称加密,即加密方和解密方使用相同密钥的机制,是所有现代加密系统的核心。本章将深入剖析分组密码(Block Ciphers)的工作原理,重点介绍DES、3DES以及目前工业界标准——高级加密标准(AES)的轮函数设计、S盒的构建及其数学基础。同时,我们将详细讨论工作模式(如ECB、CBC、CTR、GCM)的选择,以及在不同应用场景下对性能和安全性的权衡。 第二部分:非对称加密与公钥体系 非对称加密(或称公钥加密)的出现,彻底革新了密钥管理和数字身份认证的方式。 第四章:数论基础:RSA与Diffie-Hellman 本章将聚焦于支撑公钥密码学的核心数论问题:大整数因子分解(Integer Factorization)和离散对数问题(Discrete Logarithm Problem)。我们将详细解析RSA算法的数学原理、密钥生成过程、加密与签名操作,并讨论其安全性依赖的计算复杂性假设。随后,介绍Diffie-Hellman密钥交换协议,阐明它如何在不安全的信道上建立共享秘密。 第五章:椭圆曲线密码学(ECC) ECC被认为是下一代公钥技术,它在提供相同安全强度的情况下,显著减小了密钥长度和计算开销。本章将用易于理解的方式解释椭圆曲线的代数结构,并详细介绍基于椭圆曲线的加密(ECC-E)和数字签名算法(ECDSA)。我们将比较ECC与RSA在性能、带宽占用以及量子计算威胁下的不同表现。 第六章:数字签名与身份认证 数字签名是确保数据来源可靠性和不可否认性的关键技术。本章将涵盖数字签名算法(DSA、ElGamal签名)的设计思想,并重点分析RSA签名和ECDSA的应用。此外,还会探讨证书的结构、PKI(公钥基础设施)的概念,以及如何利用这些工具实现健壮的身份验证流程。 第三部分:数据完整性与消息认证 仅仅加密数据是不够的,我们还需要确保数据在传输或存储过程中未被篡改。 第七章:哈希函数:数字指纹的构建 加密哈希函数是现代密码学的“积木”。本章将深入探讨理想哈希函数的特性(抗原像、抗第二原像、抗碰撞性),并详细解析如MD5(及其缺陷)、SHA-1和SHA-2/SHA-3(Keccak)系列算法的设计原理。我们会强调,哈希函数本身不提供保密性,但它是构建更复杂安全原语的基础。 第八章:消息认证码(MAC)与基于哈希的消息认证码(HMAC) MAC提供了数据源的认证和消息的完整性保护。本章将区分基于对称密钥的MAC(如CMAC)和基于哈希的MAC(HMAC),分析HMAC如何巧妙地结合密钥和哈希函数以抵抗长度扩展攻击。 第四部分:前沿主题与应用实践 本部分将目光投向当前密码学研究的热点和实际部署中的挑战。 第九章:认证加密(Authenticated Encryption) 在实际应用中,保密性和完整性保护必须同时到位。本章将介绍认证加密的必要性,并重点讲解GCM(Galois/Counter Mode)等主流模式,阐明它们是如何将数据加密与认证标签(Authentication Tag)的生成无缝集成的。 第十、十一、十二章:零知识证明、安全多方计算与后量子密码学 我们将触及密码学在构建下一代隐私保护技术中的关键作用: 零知识证明(ZKP):介绍交互式和非交互式ZKP的基本思想,例如,如何在不透露任何信息的情况下证明某事属实。 安全多方计算(SMPC):探讨如何在不信任彼此的各方之间,联合计算一个函数,同时保护各自输入的隐私。 后量子密码学:鉴于Shor算法对现有公钥体系的潜在威胁,本章将概述基于格、基于编码和基于多元多项式的抗量子算法的原理,并展望其标准化进程。 总结与展望 本书的最终目标是培养读者用密码学的“安全思维”去审视和设计信息系统。我们强调,密码学并非银弹,其安全性高度依赖于正确的实现、密钥的妥善管理以及对底层数学假设的深刻理解。本书将引导读者超越表面的“加密”概念,深入理解数字世界信任链条的内在构造。 适合读者: 计算机科学、信息安全、通信工程、数学专业的学生及研究人员;希望系统掌握现代密码学理论与实践的软件工程师、系统架构师和安全从业者。 --- 关键词: 对称加密、AES、非对称加密、RSA、ECC、数字签名、哈希函数、SHA-3、认证加密、零知识证明、后量子密码学、信息安全。

作者简介

目录信息

读后感

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Goldreich是交互证明系统的创始人之一,很好的写的,而且他偏重于概念性的讲述,把这些概念的关系讲的很清楚。 关于 入门 这两个字的意思 ,我想解释一下,因为已经不能改题目了,所以有误导性,如果你没有密码学的基础的话,一定不能用这本书,我的入门的意思是如果你想研究密...

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Goldreich是交互证明系统的创始人之一,很好的写的,而且他偏重于概念性的讲述,把这些概念的关系讲的很清楚。 关于 入门 这两个字的意思 ,我想解释一下,因为已经不能改题目了,所以有误导性,如果你没有密码学的基础的话,一定不能用这本书,我的入门的意思是如果你想研究密...

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Goldreich是交互证明系统的创始人之一,很好的写的,而且他偏重于概念性的讲述,把这些概念的关系讲的很清楚。 关于 入门 这两个字的意思 ,我想解释一下,因为已经不能改题目了,所以有误导性,如果你没有密码学的基础的话,一定不能用这本书,我的入门的意思是如果你想研究密...

用户评价

评分

这本《密码学基础》简直是我在密码学领域的“圣经”。作者的叙事方式非常精炼,他能够用最简洁的语言,阐述最复杂的概念。我尤其欣赏他对算法复杂度理论在密码学中的应用的讲解,他深入浅出地介绍了 NP 完全问题、困难问题等概念,以及它们如何构成了现代密码学安全的基础。他解释了为什么那些被认为是困难的数学问题,能够支撑起我们今天所依赖的安全系统。书中还详细介绍了各种零知识证明(ZKP)的原理和应用,虽然这个概念对我来说有些抽象,但作者通过一系列的例子,比如“阿里巴巴的洞穴”问题,让我对 ZKP 的基本思想有了一个初步的了解。他甚至还触及了一些更深层次的主题,比如密码学协议的设计原则,以及如何防范各种协议攻击。阅读这本书的过程,就像是在进行一场智力上的马拉松,需要耐心和专注,但最终的回报是巨大的。这本书让我对密码学的深度和广度有了全新的认识。

评分

我必须说,《密码学基础》这本书的价值远远超出了我的预期。作者的叙述风格非常独特,他能够以一种引人入胜的方式,将那些原本可能枯燥的数学公式和算法,变得生动有趣。我尤其喜欢他对信息论在密码学中的应用的阐述,他深入浅出地介绍了香农的信息熵概念,以及它如何被用来衡量加密的强度。他通过一些巧妙的例子,比如“完美保密”的概念,让我深刻理解了理论上最安全的加密方式,以及为什么它在实际应用中难以实现。书中还详细介绍了各种密码分析技术,比如频率分析、差分分析和线性分析,这些内容让我对攻击者是如何试图破解密码有了更直观的认识。让我印象深刻的是,作者在分析这些攻击技术时,并没有仅仅停留在理论层面,而是结合了一些历史上的真实案例,这让内容更加生动和具有说服力。阅读这本书的过程,就像是在解开一个个精妙的谜题,每一次的理解都带来一种深深的满足感。这本书不仅仅是关于密码学,更是关于逻辑、数学和推理的艺术。

评分

这本《密码学基础》简直是一次令人惊叹的智力探险。我花了整整一周的时间,几乎是废寝忘食地沉浸其中,感觉我的大脑被前所未有地拓展了。作者以一种近乎诗意的精确性,将原本可能枯燥晦涩的数学概念,编织成了一幅幅精巧的逻辑图景。我尤其欣赏他在解释公钥密码学诞生那一章时所展现出的远见卓识,他不仅仅是罗列了 Diffie-Hellman 和 RSA 的算法流程,更是深入剖析了这些革命性思想诞生的时代背景,以及它们如何彻底改变了我们对信息安全的认知。从单向函数到椭圆曲线,每一个概念的引入都循序渐进,仿佛是在引着我一步步攀登一座知识的高峰。书中大量的图示和清晰的数学推导,让那些我曾经望而却步的抽象概念,变得触手可及。例如,当他解释离散对数问题时,我一度感到云里雾里,但通过书中精心设计的例子,特别是那个关于“陷门单向函数”的类比,我茅塞顿开,那种豁然开朗的感觉至今仍让我兴奋。而且,作者并没有止步于理论的堆砌,他还在章节的末尾穿插了一些实际的应用场景,这让我更加深刻地理解了这些密码学原理的价值和重要性。比如,他对安全套接字层(SSL/TLS)的工作原理的阐述,让我意识到我们每天都在不知不觉地享受着密码学带来的便利和安全。这本书不仅仅是一本教科书,更像是一本引人入胜的科普读物,它让我对数字世界的安全有了全新的认识,也激发了我对更深入研究的渴望。

评分

《密码学基础》这本书给我的感觉是,它不仅仅是一本关于密码学的书,更是一次关于思维方式的启蒙。作者的写作风格非常独特,他能够以一种非常吸引人的方式,将读者带入到密码学的世界中。我特别喜欢他对密码学历史的梳理,他从古代的凯撒密码讲起,一直讲到现代的各种高级加密算法,并且在每一个历史节点都穿插了重要的历史事件和人物。这种将技术发展与历史进程相结合的叙述方式,让我对密码学有了更深的理解,也看到了它在人类文明发展中的重要作用。书中还详细介绍了各种密码学应用,比如量子计算对密码学的影响,以及区块链技术中的加密原理。这些内容让我看到了密码学在未来发展中的巨大潜力和挑战。让我感到兴奋的是,作者在书中还鼓励读者自己动手实践,他提供了一些小的编程练习,让我能够通过实际操作来加深对概念的理解。这本书不仅仅是知识的传授,更是对学习者的一种引导和激励。

评分

这本《密码学基础》真是一本宝藏,它以一种令人耳目一新的方式,为我揭开了密码学的神秘面纱。我特别欣赏作者的逻辑结构安排,他总是能够将复杂的问题分解成易于理解的组成部分,然后逐步构建出完整的知识体系。在讲解公钥加密算法时,他先是引入了数论中的一些基础概念,比如模运算和费马小定理,这些铺垫工作做得非常扎实,让我能够更好地理解后面的 RSA 和 ElGamal 算法。而且,他并没有仅仅停留在算法本身,还深入分析了它们的安全性基础,比如 RSA 的安全依赖于大数分解的困难性,以及 ElGamal 的安全性与离散对数问题的难解性。他甚至还触及了一些更高级的主题,比如椭圆曲线密码学,虽然我还没有完全吃透,但书中清晰的图示和直观的解释,让我对其基本原理有了一个初步的认识。这本书最大的亮点在于,它不仅仅是理论的堆砌,而是将理论与实际应用紧密结合,让我看到了密码学在现实世界中的强大力量,比如数字证书、安全通信等。我感觉自己仿佛在进行一场思维的远足,每一步都充满了发现和惊喜。

评分

这本《密码学基础》是我近期读到的最令人印象深刻的一本书。作者以一种严谨而又不失趣味的方式,将密码学的核心概念呈现在读者面前。我尤其赞赏他对随机性在密码学中的作用的深入探讨,他详细介绍了伪随机数生成器的原理,以及它们在生成密钥、初始化向量等方面的关键作用。他解释了为何需要高质量的随机数,以及如何评估随机数的“随机性”。书中还涉及了各种攻击场景,比如针对对称加密的暴力破解、针对公钥加密的数域筛法等,这些内容让我对密码安全的脆弱性有了更深的认识,也更加理解了设计安全密码系统的复杂性。作者并没有止步于理论,他还讨论了密码学在现代网络安全中的实际应用,比如 TLS/SSL 协议、VPN 技术以及数字版权管理等,这些都让我看到了密码学在保护我们数字生活中的巨大价值。阅读这本书的过程,就像是在探索一个充满智慧和挑战的宇宙,每一步都充满了新奇和启发。

评分

老实说,我一开始对《密码学基础》抱有一些顾虑,总觉得这个领域对于我这样一个非数学专业出身的人来说,门槛会不会太高。但事实证明,我的担忧是多余的。这本书的叙述风格异常流畅,作者似乎有一种神奇的能力,能够将最复杂的技术细节,用一种引人入胜的语言娓娓道来。他并没有回避数学,而是巧妙地将必要的数学工具融入到叙事中,让读者在不知不觉中掌握了解决问题的能力。我特别喜欢他对哈希函数那一章节的处理,他不仅仅介绍了 SHA-256 和 MD5 等常见的哈希算法,更深入地探讨了它们在数字签名、数据完整性验证等方面的关键作用。他用生动的例子,比如如何利用哈希函数来防止文件被篡改,以及在区块链技术中的应用,让我对这个看似简单的概念有了更深层次的理解。书中还穿插了一些历史性的轶事,比如对 Enigma 加密机的讨论,以及二战期间密码破译的故事,这些都为原本就充满魅力的内容增添了更多的人文色彩。我感觉自己仿佛置身于一个充满智慧的殿堂,与那些伟大的思想家们一同探索数字世界的奥秘。阅读这本书的过程,更像是一次思维的体操,它不断挑战我的认知边界,也让我对信息安全领域产生了浓厚的兴趣。我迫不及待地想要继续深入研究,去探索更多精彩的密码学世界。

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《密码学基础》这本书的叙述风格堪称典范,它以一种循序渐进的方式,将复杂的密码学概念娓娓道来。我非常喜欢作者在介绍哈希函数的碰撞攻击时,所使用的那个经典的生日悖论的例子。这个例子生动形象地说明了,即使一个哈希函数在理论上足够安全,但在实际应用中,由于输入空间的大小,仍然存在碰撞的风险。这种将抽象的数学原理与实际应用场景相结合的讲解方式,让我更容易理解和记忆。书中还详细介绍了数字签名技术,包括公钥基础设施(PKI)的构建和数字证书的原理。他解释了数字签名如何保证信息的真实性、完整性和不可否认性,以及它在身份验证和交易安全中的重要作用。让我感到受益匪浅的是,作者在书中还讨论了密码学与法律、伦理之间的关系,比如隐私权、数据保护等话题,这让我对密码学有了更宏观的认识。这本书不仅仅是关于技术,更是关于技术背后的社会影响和价值。

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《密码学基础》是一本真正能激发读者思考的书。作者的叙事方式非常具有启发性,他并没有直接给出答案,而是引导读者一步步地去探索和发现。我特别欣赏他在讲解对称加密算法时所采用的“黑盒”方法,他首先将加密算法看作是一个黑色的盒子,然后通过输入和输出的观察,来推测其内部的工作原理。这种方法非常有助于理解算法的本质,并且能够培养读者独立分析和解决问题的能力。书中还详细介绍了各种加密模式,比如 ECB、CBC、CFB 和 OFB,以及它们各自的优缺点和适用场景。他用清晰的图示和严谨的数学推导,让我能够深刻理解这些模式是如何影响加密的安全性和效率的。让我感到惊喜的是,作者还在书中触及了一些密码学中更前沿的研究方向,比如后量子密码学和同态加密,虽然这些内容对我来说还有些深奥,但作者的介绍让我对未来的密码学发展有了更清晰的认识。这本书不仅仅是一本教科书,更像是一位良师益友,它引导我不断学习、思考和进步。

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《密码学基础》的精妙之处,在于它对理论的深度挖掘和对实践的精准连接。我原以为这是一本只讲枯燥公式的书,没想到它却像一位老练的向导,带领我穿越了加密学那错综复杂的迷宫。作者在介绍对称加密算法时,并没有简单地罗列 AES 和 DES 的结构,而是花了大量篇幅讲解了它们的原理,包括分组密码、流密码的演变,以及它们各自的优缺点。他深入剖析了密钥长度、分组大小、轮数等参数对安全性的影响,并且通过一系列的图示和数学模型,清晰地展示了各种攻击方式的原理。让我印象深刻的是,他将“雪崩效应”这个概念解释得淋漓尽致,让我深刻理解了为何微小的输入变化会导致巨大的输出差异,这对于加密算法的安全性至关重要。此外,他还在书中探讨了密码学在实际应用中的挑战,例如密钥管理、抗侧信道攻击等问题,这些都让这本书的内容更加充实和有价值。阅读过程中,我感觉自己不仅仅是在学习理论知识,更是在学习一种解决问题的思维方式。这本书让我对信息安全有了更全面的认知,也让我看到了密码学在未来发展中的巨大潜力。

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作者废话太多了,同一个东西翻来覆去的说,课后题还可以

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