第1章 緒 論 1 1.1 概述 2 1.2 保密通信的基本模型 4 1.3 密碼學的基本概念 5 習題 6 第2章 基礎知識 7 2.1 數論 7 2.1.1 素數與互素 7 2.1.2 同余與模運算 8 2.1.3 歐拉定理 11 2.1.4 幾個有用的算法 12 2.1.5 中國剩余定理 17 2.1.6 模為素數的二次剩余 21 2.1.7 瘙
綄p上的離散對數 23 2.2 計算復雜性問題 25 2.2.1 確定性多項式時間 25 2.2.2 非確定性多項式時間 28 2.2.3 概率多項式時間 30 2.2.4 多項式時間不可區分性 32 習題 33 第3章 古典密碼 34 3.1 古典密碼體制 34 3.1.1 棋盤密碼 34 3.1.2 移位密碼 35 3.1.3 仿射密碼 36 3.1.4 代換密碼 37 3.1.5 維吉尼亞密碼 39 3.1.6 置換密碼 40 3.1.7 Hill密碼 41 3.2 密碼分析技術 43 習題 48 第4章 分組密碼 49 4.1 分組密碼的設計準則 49 4.1.1 Feistel分組密碼的基本結構 50 4.1.2 F函數的設計準則 52 4.2 數據加密標準(DES) 53 4.2.1 DES的描述 53 4.2.2 DES的分析 62 4.2.3 多重DES 65 4.3 高級數據加密標準(AES) 68 4.3.1 AES數學基礎 69 4.3.2 AES的描述 71 4.3.3 AES的密鑰生成 76 4.3.4 AES的分析 78 4.4 IDEA算法 78 4.5 SM4分組加密算法 82 4.5.1 SM4算法的描述 83 4.5.2 SM4算法的分析 86 4.6 分組密碼的工作模式 88 4.7 分組密碼的安全性 93 習題 94 第5章 序列密碼 95 5.1 序列密碼的基本原理 95 5.1.1 序列密碼的設計思想 95 5.1.2 序列隨機性能評價 98 5.2 反饋移位寄存器 100 5.2.1 線性反饋移位寄存器 101 5.2.2 LFSR輸出序列的周期與隨機性 102 5.3 基于LFSR的生成器 104 5.4 非線性反饋移位寄存器 107 5.5 序列密碼的攻擊法 109 5.5.1 插入攻擊法 109 5.5.2 位串匹配攻擊法 110 5.6 RC4算法 112 5.7 祖沖之算法 113 5.7.1 祖沖之算法的描述 113 5.7.2 祖沖之算法的分析與應用 116 習題 117 第6章 Hash函數 118 6.1 Hash函數的基本概念 118 6.2 迭代的Hash函數 120 6.3 MD5算法與SHA1算法 121 6.3.1 MD5算法的描述 121 6.3.2 SHA1算法的描述 127 6.3.3 MD5與SHA1的比較 130 6.4 SM3算法 130 6.4.1 SM3算法的描述 130 6.4.2 SM3算法的分析 132 習題 133 第7章 公鑰密碼 134 7.1 公鑰密碼體制的基本原理 134 7.1.1 公鑰密碼的基本思想 134 7.1.2 公鑰密碼算法應滿足的要求 135 7.2 背包算法 136 7.2.1 背包問題 136 7.2.2 背包算法的描述 137 7.2.3 背包算法的安全性 138 7.3 RSA算法 138 7.3.1 RSA算法的描述 139 7.3.2 RSA算法的安全性 140 7.3.3 RSA算法的參數選擇 142 7.4 Rabin算法 143 7.4.1 求解數模下的平方根問題 143 7.4.2 Rabin算法的描述 144 7.5 ElGamal算法 146 7.5.1 離散對數問題 146 7.5.2 ElGamal算法的描述 146 7.5.3 ElGamal算法的安全性 147 7.6 橢圓曲線密碼 148 7.6.1 橢圓曲線的定義與性質 148 7.6.2 橢圓曲線上的密碼體制 151 7.6.3 橢圓曲線密碼算法的特性 152 7.7 SM2公鑰加密算法 153 7.7.1 SM2算法的描述 153 7.7.2 SM2加密算法的分析 157 7.8 基于身份的公鑰密碼體制 157 7.8.1 概述 157 7.8.2 雙線性Diffie Hellman假設 159 7.8.3 Boneh和Franklin的IBE密碼體制 159 習題 160 第8章 數字簽名與身份認證 161 8.1 數字簽名原理 161 8.1.1 數字簽名的基本概念 161 8.1.2 數字簽名的特性 163 8.1.3 數字簽名的實現方法 164 8.2 RSA數字簽名 166 8.2.1 RSA數字簽名算法 166 8.2.2 RSA數字簽名的安全問題 166 8.3 ElGamal數字簽名 167 8.3.1 ElGamal數字簽名算法 168 8.3.2 針對ElGamal簽名算法的可能攻擊 169 8.4 數字簽名標準(DSS) 172 8.4.1 DSS的數字簽名算法 172 8.4.2 DSA算法的安全問題 174 8.5 SM2數字簽名算法 175 8.5.1 SM2數字簽名基礎 175 8.5.2 SM2數字簽名的分析 178 8.6 身份認證 179 8.6.1 Schnorr身份認證協議 181 8.6.2 Okamoto身份認證協議 182 8.6.3 GuillouQuisquater身份認證協議 183 習題 184 第9章 密鑰管理 185 9.1 密鑰管理的生命周期 185 9.2 單鑰體制的密鑰管理 188 9.2.1 密鑰的分類 188 9.2.2 密鑰分配的基本方法 189 9.2.3 層次式密鑰控制 190 9.2.4 分布式密鑰控制 191 9.3 公鑰體制的密鑰管理 192 9.3.1 公開密鑰的分發 192 9.3.2 用公鑰加密分配單鑰體制的會話密鑰 193 9.3.3 DiffieHellman密鑰交換與中間人攻擊 194 9.4 秘密共享 196 9.4.1 Lagrange插值多項式算法 197 9.4.2 矢量算法 198 9.4.3 高級門限方案 199 9.4.4 有騙子情況下的密鑰共享方案 199 習題 201 參考文獻 202