Data-Driven Block Ciphers for Fast Telecommunications Systems pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Moldovyan, Nikolai A./ Moldovyan, Alexander A.

出品人:

页数:208

译者:

出版时间:

价格:994.00元

装帧:

isbn号码:9781420054118

丛书系列:

图书标签:

Data-Driven Security
Block Cipher
Telecommunications
Cryptography
Data Analysis
Fast Communication
Security Systems
Algorithm Design
Wireless Communication
Information Security

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具体描述

好的，以下是一份图书简介，重点描述了与“数据驱动的用于快速电信系统的分组密码”主题相关的其他方面的内容，并且详细展开，避免提及原书的特定主题。 --- 图书名称：现代加密系统设计与优化：从理论基础到实践应用图书简介本书深入探讨了现代加密技术的设计、实现和性能优化，聚焦于在资源受限和对延迟要求极高的复杂通信环境中构建高效、安全的密码系统。全书内容涵盖了从基础密码学原理到前沿密码算法的性能考量与硬件加速策略，旨在为系统架构师、嵌入式工程师以及密码学研究人员提供一份全面的技术指南。第一部分：密码学基础与安全模型本部分首先奠定了理解现代密码系统的理论基础。我们详细解析了信息安全的基本目标（保密性、完整性、可用性）以及它们在电信系统中的具体体现。内容从数学基础出发，回顾了群论、有限域代数在构建现代密码原语中的核心作用。随后，我们深入探讨了对称密码和非对称密码的经典设计范式。在对称密码领域，本书侧重于分组密码和流密码的结构分析，包括Feistel网络、SPN（替换-置换网络）的设计哲学，以及如何通过数学构造来抵抗已知的线性、差分攻击。对于流密码，我们详细分析了同步流密码和自同步流密码的生成器原理，如反馈移位寄存器（LFSR）及其改进，并讨论了它们在真实世界通信协议中的应用限制和优势。非对称密码部分则聚焦于公钥基础设施（PKI）的构建要素。我们详细剖析了基于大数分解难题（如RSA）和椭圆曲线离散对数难题（如ECC）的密码体制，重点分析了它们在密钥交换和数字签名中的计算复杂度和安全性边界。此外，本部分也涵盖了后量子密码学的初步介绍，探讨了格基密码、哈希函数签名方案等新兴领域的研究进展，为未来网络的安全性打下基础。第二部分：高性能密码实现的架构与优化随着数据传输速率的不断攀升，密码操作的延迟和吞吐量成为核心瓶颈。本部分将焦点转向密码学实现的工程实践，探讨如何在不同的硬件平台上实现高效的密码加速。硬件架构分析：我们首先对主流处理器架构（如 x86、ARM）中的指令集扩展（如AES-NI）进行了详尽的分析。书中通过微架构层面的视角，解释了这些扩展如何通过单指令多数据（SIMD）操作显著提升对称密码算法的执行效率。对于嵌入式和移动设备，我们探讨了低功耗设计中的平衡点，例如如何在保持安全性的前提下，通过降低时钟频率或限制硬件资源的使用来达到能效优化的目的。软件优化技术：在软件层面，本书深入研究了表格查找优化、流水线技术以及缓存友好的算法重构。例如，我们详细介绍了如何通过预先计算查找表来加速S盒（Substitution Box）的操作，并讨论了这些方法在不同内存层次结构（L1, L2 Cache）下的性能表现。对于非对称密码，我们着重分析了蒙哥马利乘法、巴雷特约化等高效大数运算技术在加速椭圆曲线计算中的关键作用。并行化与流水线设计：本部分专门讨论了如何利用现代多核处理器和GPU架构来并行化密码计算。对于分组密码，我们探讨了如何设计安全的数据分组和调度机制以实现吞吐量的最大化，同时严格控制数据依赖性。对于非对称密码，我们展示了如何将复杂的模幂运算分解，实现指令级的流水线处理，以降低单次操作的延迟。第三部分：特定应用场景下的密码协议与安全协议工程本部分将理论和优化技术应用于具体的电信和数据传输场景，探讨如何构建健壮的安全协议栈。安全信道与密钥协商：我们详细分析了现代传输层安全协议（TLS/SSL）的演进过程，重点剖析了TLS 1.3中引入的无缝前向保密（PFS）机制和密钥协商流程。书中提供了不同密钥交换算法（如Diffie-Hellman, ECDH）的性能对比，并讨论了在握手阶段实现快速恢复和零RTT特性的工程挑战。无线通信安全：针对无线接入网络，本书审视了5G蜂窝系统中的身份验证和加密机制。我们探讨了基于分组的鉴权与密钥协商（5G-AKA）的流程，以及在移动性管理中如何高效地维护和更新会话密钥，以确保高速切换场景下的安全连续性。轻量级密码学应用：考虑到物联网（IoT）设备和边缘计算节点的资源限制，本部分对轻量级密码算法进行了全面评估。我们对比了SIMON, SPECK, ASCON等算法的设计思想，并分析了它们在资源极其受限环境下的性能表现和抗攻击能力。第四部分：安全评估与侧信道防御构建高效的密码系统必须与严格的安全评估相结合。本部分聚焦于系统在实际运行中可能暴露的安全弱点，特别是侧信道攻击的防御策略。侧信道攻击原理：我们详细解释了基于功耗分析（SPA/DPA）、电磁辐射分析和时间分析等主要的侧信道攻击类型。书中通过具体的案例研究，展示了这些攻击如何从物理层面提取出秘密密钥。防御技术与实现：针对这些威胁，本书提供了多种防御技术，包括掩码技术（Masking）、随机化（Randomization）和均衡电路设计。我们重点讲解了如何通过引入随机掩码来模糊操作的真实输入，以及如何在保持性能可接受的范围内实现这些防御机制，确保在不牺牲速度的前提下，抵御复杂的物理层攻击。结论《现代加密系统设计与优化：从理论基础到实践应用》为读者提供了一套贯穿密码学设计、工程优化和安全评估的完整知识体系，是构建下一代高速、安全通信基础设施的关键参考手册。