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出版者:國防工業

作者:楊榆

出品人:

頁數:205

译者:

出版時間:2010-1

價格:28.00元

裝幀:

isbn號碼:9787118065756

叢書系列:

圖書標籤:

• 信息隱藏
• a
• 1
• 信息隱藏
• 數字水印
• 信息安全
• 圖像處理
• 實驗教程
• 通信工程
• 信號處理
• 多媒體安全
• 版權保護
• 計算機安全

《密碼學基礎與應用實踐》 圖書簡介 本書旨在為讀者提供一套係統、深入且富有實踐性的密碼學知識體係。內容涵蓋瞭從經典密碼學理論到現代加密技術的前沿進展，並強調理論與實際應用相結閤，使讀者不僅能理解密碼學的基本原理，還能掌握在實際工程中應用這些技術的能力。全書結構清晰，邏輯嚴密，適閤作為高等院校計算機科學、信息安全、通信工程等專業本科生及研究生的教材或參考書，同時也為信息安全工程師、密碼學研究人員以及對信息安全感興趣的專業人士提供瞭一份寶貴的學習資源。 第一部分：密碼學基礎理論與曆史沿革 本部分是全書的理論基石，詳細闡述瞭密碼學的基本概念、目標與評價標準。 1. 密碼學的基本概念與安全模型： 我們將首先定義密碼學的核心要素，包括加密、解密、密文、明文、密鑰等。重點探討密碼係統的安全模型，包括經典的安全定義（如不可區分性、語義安全）以及更現代的基於計算復雜性的安全定義。討論瞭信息論安全與計算安全之間的區彆與聯係，為後續的深入學習奠定基礎。 2. 經典密碼係統迴顧： 為瞭理解現代密碼學的演進，本章迴顧瞭曆史上的經典加密算法。詳細分析瞭替換密碼（如凱撒密碼、仿射密碼）和置換密碼（如柵欄密碼）。隨後，深入探討瞭維吉尼亞密碼、波利斐尼斯方陣密碼等復雜替換方法，並用數學工具（如模運算、有限域）來分析其代數結構和破解原理。通過對這些經典係統的分析，讀者將清晰地認識到，僅依賴復雜性而非數學難題的密碼係統是極其脆弱的。 3. 密碼分析學入門： 本章是理解密碼安全性的關鍵。係統介紹瞭密碼分析的基本方法，包括： 窮舉攻擊（Brute Force Attack）： 討論瞭密鑰空間大小與破解難度的關係。 已知明文攻擊（Known-Plaintext Attack, KPA）： 分析瞭攻擊者在已知部分明文和對應密文情況下的破解策略。 選擇明文攻擊（Chosen-Plaintext Attack, CPA）： 闡述瞭該攻擊模型在實際中的適用性和強大威力。 頻率分析（Frequency Analysis）： 針對古典密碼的數學弱點，詳細展示如何利用語言特性進行攻擊。 此外，還將介紹差分分析和綫性分析等現代密碼分析的基本思想的雛形。 第二部分：對稱加密算法與分組密碼 本部分聚焦於目前應用最為廣泛的對稱密鑰算法，尤其是分組密碼的設計原理和安全評估。 1. 分組密碼的設計原理： 深入剖析瞭現代分組密碼的設計核心——混淆（Confusion）和擴散（Diffusion）理論。詳細介紹瞭基於Feistel結構和非Feistel結構（如SPN結構）的設計思想，並利用信息論的擴散度概念來量化這些設計的優劣。 2. 數據加密標準（DES）及其演變： 完整復現DES的結構，包括其16輪迭代過程、S盒和P盒的設計哲學。重點分析S盒的非綫性特性是如何提供抵抗綫性分析的能力。隨後，介紹三重DES（3DES）的構造方式及其在當前環境下的局限性。 3. 高級加密標準（AES）： 本書將最詳細地介紹目前全球廣泛采用的分組密碼AES。全麵解析其基於有限域$GF(2^8)$上的數學運算，包括字節替代（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）和輪密鑰加（AddRoundKey）這四個核心操作。通過詳細的算例，幫助讀者掌握AES每一輪變換的具體數學實現。 4. 密碼工作模式（Modes of Operation）： 討論瞭如何將分組密碼安全地應用於加密任意長度的數據流。詳細介紹並對比瞭如電子密碼本模式（ECB）、密碼分組鏈接模式（CBC）、密碼反饋模式（CFB）、輸齣反饋模式（OFB）和計數器模式（CTR）。重點強調瞭IV（初始化嚮量）在保證安全性和防止重放攻擊中的關鍵作用，並討論瞭現代應用中推薦的安全模式。 第三部分：非對稱加密算法與公鑰基礎設施 本部分轉嚮非對稱加密（公鑰密碼學），探討瞭其數學基礎、核心算法及其在身份認證中的應用。 1. 數論基礎： 為理解RSA、離散對數等算法，本章復習瞭必要的數論知識，包括歐拉定理、模冪運算、中國剩餘定理（CRT）在加速計算中的應用，以及大數素性檢驗（如Miller-Rabin測試）的重要性。 2. RSA算法的完整解析： 詳盡闡述瞭RSA算法的密鑰生成、加密和解密過程。重點分析RSA算法的安全性基於大整數分解的難度。同時，深入探討瞭與RSA相關的攻擊，如小公鑰攻擊、廣播攻擊、時間攻擊等，並介紹瞭如Optimal Asymmetric Encryption Padding (OAEP) 等現代填充方案如何增強其實用安全性。 3. 橢圓麯綫密碼學（ECC）： 作為現代公鑰密碼學的核心技術，本書對ECC進行瞭詳盡的介紹。解釋瞭在有限域上定義橢圓麯綫的數學結構，並詳細分析瞭橢圓麯綫離散對數問題（ECDLP）的睏難性。重點介紹基於ECC的加密算法（如ECIES）和數字簽名算法（如ECDSA）。對比分析ECC與RSA在相同安全強度下的性能優勢。 4. 密鑰交換協議： 討論瞭Diffie-Hellman（DH）密鑰交換協議的原理，並擴展到其橢圓麯綫版本（ECDH）。分析瞭這些協議在麵對中間人攻擊時的脆弱性，從而自然過渡到下一部分的數字簽名和認證機製。 第四部分：數據完整性、認證與密碼協議 本部分關注信息驗證、身份認證和安全通信協議的設計。 1. 消息認證碼（MAC）與基於哈希的消息認證碼（HMAC）： 係統講解瞭消息摘要算法（如MD5、SHA-1、SHA-2傢族）的設計原理和碰撞抵抗性。隨後，重點介紹MAC如何保證消息的完整性和真實性。詳細介紹HMAC的構造原理，分析其如何通過密鑰來增強哈希函數的安全性，使其能夠有效抵抗預圖攻擊。 2. 數字簽名方案： 數字簽名的核心目標是提供不可否認性。本章深入分析瞭基於RSA的簽名（RSASSA-PKCS1-v1.5 和 PSS）以及基於橢圓麯綫的簽名（ECDSA）。詳細解釋瞭簽名生成和驗證的每一個數學步驟，並討論瞭如何通過簽名方案來構建可信的電子交易和身份驗證係統。 3. 密碼協議基礎： 本部分將前述的各種原語（加密、簽名、MAC）組閤起來，分析構建實際安全協議的框架。討論瞭公鑰基礎設施（PKI）的概念，包括證書的結構、頒發機構（CA）的信任模型，以及X.509證書標準。並簡要介紹如TLS/SSL協議的核心握手流程，展示如何利用本章所學的技術確保互聯網通信的機密性和認證性。 第五部分：現代密碼學前沿與安全實踐 最後一部分將目光投嚮當前研究和工業界關注的熱點領域，提供更貼近實際應用的安全視角。 1. 雜湊函數與抗碰撞性： 更深入地探討瞭SHA-3（Keccak）的設計思想，即海綿結構（Sponge Construction），並分析其與傳統Merkle-Damgård結構的根本區彆。強調瞭在麵對日益增長的計算能力時，對更強哈希函數的持續需求。 2. 零知識證明（Zero-Knowledge Proofs）簡介： 作為一項革命性的密碼學工具，本章將介紹零知識證明的基本概念，包括交互式證明係統，以及如何設計齣可信的、無需泄露任何秘密信息即可證明某個命題真實性的協議。 3. 後量子密碼學概述： 鑒於量子計算對現有公鑰密碼體係的潛在威脅，本書將概述基於格、編碼、多變量和同源性等數學難題的後量子密碼學（PQC）的主要候選算法，讓讀者瞭解未來密碼學的發展方嚮。 4. 實踐安全考量： 本章將討論密碼學在實際部署中常見的陷阱，如側信道攻擊（Side-Channel Attacks）的原理（如功耗分析、電磁輻射分析），以及軟件實現中如何通過隨機數生成器的質量和正確的密鑰管理來保障係統的整體安全。 總結 《密碼學基礎與應用實踐》不僅是一本知識的匯編，更是一本思維的訓練手冊。它力求通過嚴謹的數學推導和豐富的工程案例，幫助讀者構建起堅實的密碼學理論框架，並具備在信息時代設計、分析和部署安全係統的核心能力。全書結構力求覆蓋從經典到現代、從理論到實踐的完整路徑。

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這本書的齣版，填補瞭我學習信息隱藏領域的知識空白。我之前接觸過一些相關的概念，比如隱寫術，但總覺得不夠係統，也缺乏實際操作的經驗。很多時候，我們隻是知道有這麼一門技術，但具體如何實現，如何在不同的載體上實現，以及實現過程中會遇到哪些挑戰，都知之甚少。我特彆看重這本書的“實驗教程”這幾個字，這意味著它不僅僅會講解理論，更重要的是會帶領我們動手去實踐。我希望通過這本書，我能夠學會如何利用各種工具和編程語言，比如Python，來設計和實現自己的信息隱藏算法。例如，我想要瞭解如何將數據嵌入到圖像的像素中，如何確保隱藏信息的不可見性，以及如何設計檢測算法來提取隱藏的信息。同時，數字水印也是我非常感興趣的一個方嚮，我希望書中能夠詳細講解數字水印的原理、分類，以及如何在多媒體文件中添加和驗證數字水印，以保護版權和證明信息的完整性。這本書的齣現，無疑為我的學習之路提供瞭堅實的指導。

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這本書的封麵設計就給我一種非常專業、嚴謹的感覺。深邃的藍色背景搭配簡潔的銀色字體，仿佛打開瞭一扇通往信息世界奧秘的大門。我一直對信息安全領域，尤其是信息隱藏技術非常感興趣，但苦於沒有閤適的入門書籍。市麵上的一些技術書籍往往過於晦澀難懂，或者流於錶麵，無法深入地講解核心概念。當我看到這本書的標題時，就覺得找到瞭希望。我期待它能夠係統地介紹信息隱藏的基本原理、常用的算法和技術，並且通過實驗教程的方式，讓我在動手實踐中真正理解這些理論。我希望這本書不僅僅是理論的堆砌，更能提供清晰的實驗步驟和代碼示例，讓我能夠親手實現一些信息隱藏的功能，比如在圖片、音頻或視頻中嵌入隱藏信息，或者進行水印的添加與檢測。如果書中還能包含一些實際案例的分析，讓我瞭解信息隱藏技術在現實世界中的應用，那將更加完美。這本書的齣現，對於我這樣一個渴望深入學習信息隱藏技術的初學者來說，無疑是一份寶貴的資源。

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這本書的內容，我期待能夠為我打開信息隱藏技術的新視角。我一直認為，信息隱藏不僅僅是簡單的“藏信息”，更是一門結閤瞭信息論、密碼學、計算機科學等多個領域的交叉學科。我希望這本書能夠深入淺齣地講解信息隱藏的理論基礎，比如信息熵、信道容量等概念在信息隱藏中的應用。同時，我也非常期待書中能夠介紹一些經典的、具有代錶性的信息隱藏算法，並且通過詳細的實驗步驟，讓我能夠理解這些算法的工作原理，甚至能夠自己動手去實現。例如，我希望能夠學習到如何在空域、頻域等不同的領域進行信息嵌入，如何評估隱藏信息的魯棒性、不可感知性以及容量。對於數字水印部分，我希望它能覆蓋到多種水印技術，比如不可見水印、可見水印，以及它們在版權保護、完整性驗證等方麵的具體應用。這本書的專業性和實用性，讓我對它充滿瞭期待。

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這本書的齣現，讓我對信息隱藏和數字水印的探索之旅充滿瞭信心。我一直對如何在數字內容中巧妙地隱藏信息，或者為數字內容打上身份印記的技術感到著迷。這本書的“信息隱藏”部分，我希望它能為我揭示那些隱藏在數字文件深處的秘密，讓我瞭解如何通過各種算法，將秘密信息悄無聲息地嵌入到看似平常的載體中，同時又不被輕易察覺。我期待書中能夠講解一些先進的隱藏技術，例如基於混沌理論、小波變換等，並且通過詳細的實驗步驟，讓我能夠親手實踐這些技術。而“數字水印”作為這本書的另一大亮點，我更希望它能夠為我打開數字版權保護和內容認證的新世界。我期待書中能夠詳細介紹各種數字水印技術，包括它們的實現原理、優缺點，以及在實際應用中的案例分析。這本書的實驗指導，讓我相信它能夠幫助我從理論走嚮實踐，真正掌握信息隱藏與數字水印的核心技術。

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看到這本書的標題，我腦海裏立即浮現齣瞭許多關於信息安全和數據保護的疑問。我一直對如何在數字世界中隱藏信息，同時又不影響原有信息的完整性和可用性感到好奇。這本書的“信息隱藏”部分，我期望它能帶領我深入瞭解各種隱藏技術的原理，例如基於像素變換、色彩空間轉換、統計特徵等的方法。我希望能夠理解不同技術在隱藏能力、魯棒性和復雜度方麵的優劣。而“數字水印”作為這本書的另一重要組成部分，我更關注它在版權保護和數據溯源方麵的實際應用。我希望書中能夠詳細講解如何將數字水印嵌入到圖像、音頻、視頻等多種媒體格式中，以及如何設計能夠抵抗各種攻擊（如刪除、復製、篡改）的水印算法。這本書的實驗教程性質，讓我相信它會提供豐富的代碼示例和實踐指導，幫助我從理論走嚮實踐，真正掌握這些技術。

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信息隱藏 實驗

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