密码学简明教程

教育部高等学校网络空间安全专业教学指导委员会发布的第二版信息安全专业规范对研究教学类大学和技术应用类大学的密码学课程分别提出了不同的要求。本书覆盖了信息安全专业指导性专业规范所要求的密码学全部九个知识模块，并在此基础上进行了适当的扩充。本书具体内容包括密码学的基本概念、分组密码、流密码、公钥密码、数字签名、杂凑函数和完整性校验、认证、密钥管理、密码协议，重点介绍国家商用密码算法和目前国际上广泛应用的典型密码算法，并对一些新的密码技术进行了简要介绍。本书适合用作各类大学网络空间安全、信息安全及相关专业本科教材，也可作为计算机、通信、电子工程专业的选修课教材和研究生相关课程的参考教材，还可作为信息安全相关领域科技人员从事可信研究和技术开发的参考书。

第1章概论
1.1密码学发展历史
1.2密码学基本知识体系
1.3密码学与信息安全
习题
第2章古典密码
2.1基本定义和概念
2.2代替密码
2.2.1单表代替密码
2.2.2单表代替密码的统计分析
2.2.3多表代替密码
2.2.4多表代替密码的统计分析
2.3换位密码
2.4密码分析的专享解距离
习题
第3章分组密码
3.1分组密码的概念、设计原则和应用准则
3.2分组密码的结构
3.2.1Feistel网络
3.2.2SPN网络
3.3数据加密标准
3.3.1DES概述
3.3.2初始置换和末置换
3.3.3子密钥产生
3.3.4乘积变换
3.3.5DES的加密和解密原理
3.3.6DES的安全性
3.4SM4分组密码算法
3.4.1SM4算法概述
3.4.2初始变量算法
3.4.3密钥扩展算法
3.4.4SM4算法安全性分析
3.5高级加密标准
3.5.1AES的产生背景
3.5.2AES算法概述
3.5.3AES加密和解密轮变换
3.5.4密钥扩展
3.5.5AES-128加解密范例
3.6分组密码的工作模式
3.6.1ECB模式
3.6.2CBC模式
3.6.3OFB模式
3.6.4CFB模式
3.6.5CTR模式
3.7分组密码的常用分析方法
3.7.1差分分析
3.7.2线性分析
3.7.3边信道攻击
习题
第4章流密码
4.1流密码的概念
4.2线性反馈移位寄存器
4.3伪随机序列及密钥生成
4.3.1伪随机序列
4.3.2基于LFSR的密钥生成器
4.4祖冲之流密码算法
4.4.1祖冲之算法结构
4.4.2祖冲之算法各层次功能
4.4.3祖冲之算法运行过程
4.4.4基于祖冲之算法的加密算法
4.5RC4算法及其他
习题
第5章杂凑函数
5.1杂凑函数的概念
5.1.1杂凑函数的基本概念
5.1.2杂凑函数的工作方式
5.1.3杂凑函数的分类
5.2SM3密码杂凑算法
5.2.1SM3算法常数与函数的定义
5.2.2SM3算法描述
5.3安全散列算法SHA
5.3.1SHA-1算法
5.3.2SHA-1杂凑实例
5.4利用密码算法构造杂凑函数
5.4.1基于分组密码的杂凑函数
5.4.2基于ZUC算法的杂凑函数
5.5HMAC算法
5.5.1消息认证码
5.5.2基于杂凑函数的消息认证码
5.5.3HMAC算法
习题
第6章公钥密码
6.1公钥密码体制的基本原理
6.2RSA公钥密码体制
6.2.1数论基本知识
6.2.2RSA公钥密码体制的加密和解密
6.2.3RSA算法密钥选择及设计举例
6.2.4RSA快速算法
6.2.5RSA公钥密码体制的安全性
6.3SM2算法
6.3.1椭圆曲线基本概念及运算规则
6.3.2SM2公钥密码加解密算法
6.3.3推荐参数
6.4ElGamal体制
习题
第7章数字签名
7.1数字签名的概念
7.2基于RSA算法的数字签名
7.3基于SM2算法的数字签名
7.4基于ElGamal算法的数字签名
7.5数字签名算法DSA
习题
第8章身份认证
8.1身份认证基础
8.2身份认证技术
8.2.1基于口令的身份认证
8.2.2基于对称密码的身份认证
8.2.3基于公钥密码的身份认证
8.2.4基于生物特征识别的身份认证
8.3认证协议
8.3.1零知识证明原理
8.3.2Feige-Fiat-Shamir零知识身份认证协议
8.3.3Kerberos认证协议
习题
第9章密钥管理
9.1密钥管理的概念
9.1.1密钥的种类与层次结构
9.1.2密钥管理生命周期
9.2密钥的生成和安全存储
9.2.1密钥产生方法
9.2.2密钥的安全存储
9.3密钥分发
9.4密钥交换协议
9.4.1Diffie-Hellman体制
9.4.2基于SM2的密钥交换协议
9.5公钥基础设施PKI
9.5.1PKI组成
9.5.2X.509数字证书
9.5.3数字证书验证
9.5.4数字证书管理
习题
第10章密码协议
10.1密码协议的概念
10.2密码协议的安全问题
10.3SSL/TLS协议
10.3.1SSL协议组成
10.3.2SSL握手协议
10.3.3更改密码规格协议
10.3.4警告协议
10.3.5记录协议
10.3.6TLS协议
习题
参考文献