密码学原理与实践（第三版）

作者: [加拿大] Douglas R. Stinson 道格拉斯 R. 斯廷森著 , 冯登国译

出版社: 电子工业出版社

出版时间: 2016-01

版次: 3

ISBN: 9787121279713

定价: 69.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 464页

字数: 742千字

正文语种: 简体中文

丛书: 国外计算机科学教材系列

分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>计算机与互联网

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　　本书是密码学领域的经典著作，被世界上的多所大学用做指定教科书。本书在第二版的基础上增加了7章内容，不仅包括一些典型的密码算法，而且还包括一些典型的密码协议和密码应用。全书共分14章，从古典密码学开始，继而介绍了Shannon信息论在密码学中的应用，然后进入现代密码学部分，先后介绍了分组密码的一般原理、数据加密标准(DES)和高级加密标准(AES)、Hash函数和MAC算法、公钥密码算法和数字签名、伪随机数生成器、身份识别方案、密钥分配和密钥协商协议、秘密共享方案，同时也关注了密码应用与实践方面的一些进展，包括公开密钥基础设施、组播安全和版权保护等。在内容的选择上，全书既突出了广泛性，又注重对要点的深入探讨。书中每一章后都附有大量的习题，这既利于读者对书中内容的总结和应用，又是对兴趣、思维和智力的挑战。
　　Douglas R. Stinson，本书作者Douglas R. Stinson：加拿大安大略省滑铁卢（Waterloo）大学计算机学院首席研究员。目前的研究兴趣包括认证码，秘密共享，通用Hash函数，弹性函数，广播加密，密钥分配协议，组合设计理论等。

　　冯登国，本书译者冯登国博士：中国科学院软件所研究员、博士生导师，信息安全国家重点实验室主任，国家计算机网络入侵防范中心主任，国家信息化专家咨询委员会委员。目前主要从事信息与网络安全方面的研究与开发工作。
第1章古典密码学 1
1．1 几个简单的密码体制 1
1．1．1 移位密码 2
1．1．2 代换密码 5
1．1．3 仿射密码 6
1．1．4 维吉尼亚密码 9
1．1．5 希尔密码 10
1．1．6 置换密码 14
1．1．7 流密码 16
1．2 密码分析 19
1．2．1 仿射密码的密码分析 21
1．2．2 代换密码的密码分析 22
1．2．3 维吉尼亚密码的密码分析 24
1．2．4 希尔密码的密码分析 27
1．2．5 LFSR流密码的密码分析 28
1．3 注释与参考文献 29
习题 30
第2章 Shannon理论 36
2．1 引言 36
2．2 概率论基础 37
2．3 完善保密性 38
2．4 熵 42
2．4．1 Huffman编码 43
2．5 熵的性质 46
2．6 伪密钥和唯一解距离 48
2．7 乘积密码体制 52
习题 54
第3章分组密码与高级加密标准 57
3．1 引言 57
3．2 代换-置换网络 58
3．3 线性密码分析 61
3．3．1 堆积引理 61
3．3．2 S盒的线性逼近 63
3．3．3 SPN的线性密码分析 66
3．4 差分密码分析 69
3．5 数据加密标准 74
3．5．1 DES的描述 74
3．5．2 DES的分析 78
3．6 高级加密标准 79
3．6．1 AES的描述 80
3．6．2 AES的分析 84
3．7 工作模式 84
3．8 注释与参考文献 87
习题 88
第4章 Hash函数 92
4．1 Hash函数与数据完整性 92
4．2 Hash函数的安全性 93
4．2．1 随机谕示模型 94
4．2．2 随机谕示模型中的算法 95
4．2．3 安全性准则的比较 98
4．3 迭代Hash函数 100
4．3．1 Merkle-Damg?rd 结构 101
4．3．2 安全Hash算法 106
4．4 消息认证码 108
4．4．1 嵌套MAC和HMAC 109
4．4．2 CBC-MAC 111
4．5 无条件安全消息认证码 113
4．5．1 强泛Hash函数族 115
4．5．2 欺骗概率的优化 117
4．6 注释与参考文献 119
习题 120
第5章 RSA密码体制和整数因子分解 126
5．1 公钥密码学简介 126
5．2 更多的数论知识 127
5．2．1 Euclidean算法 127
5．2．2 中国剩余定理 131
5．2．3 其他有用的事实 133
5．3 RSA密码体制 135
5．3．1 实现RSA 136
5．4 素性检测 139
5．4．1 Legendre和Jacobi符号 140
5．4．2 Solovay-Strassen算法 142
5．4．3 Miller-Rabin算法 146
5．5 模n的平方根 147
5．6 分解因子算法 148
5．6．1 Pollard p?1算法 148
5．6．2 Pollard ?算法 150
5．6．3 Dixon的随机平方算法 152
5．6．4 实际中的分解因子算法 156
5．7 对RSA的其他攻击 157
5．7．1 计算?(n) 157
5．7．2 解密指数 158
5．7．3 Wiener的低解密指数攻击 162
5．8 Rabin密码体制 165
5．8．1 Rabin密码体制的安全性 167
5．9 RSA的语义安全性 168
5．9．1 与明文比特相关的部分信息 169
5．9．2 最优非对称加密填充 171
5．10 注释与参考文献 176
习题 177
第6章公钥密码学和离散对数 184
6．1 ElGamal密码体制 184
6．2 离散对数问题的算法 186
6．2．1 Shanks算法 186
6．2．2 Pollard ?离散对数算法 188
6．2．3 Pohlig-Hellman算法 190
6．2．4 指数演算法 193
6．3 通用算法的复杂度下界 194
6．4 有限域 197
6．5 椭圆曲线 201
6．5．1 实数上的椭圆曲线 201
6．5．2 模素数的椭圆曲线 203
6．5．3 椭圆曲线的性质 206
6．5．4 点压缩与ECIES 206
6．5．5 计算椭圆曲线上的乘积 208
6．6 实际中的离散对数算法 210
6．7 ElGamal体制的安全性 211
6．7．1 离散对数的比特安全性 211
6．7．2 ElGamal体制的语义安全性 214
6．7．3 Diffie-Hellman问题 215
6．8 注释与参考文献 216
习题 217
第7章签名方案 222
7．1 引言 222
7．2 签名方案的安全性需求 224
7．2．1 签名和Hash函数 225
7．3 ElGamal签名方案 226
7．3．1 ElGamal签名方案的安全性 228
7．4 ElGamal签名方案的变形 230
7．4．1 Schnorr签名方案 230
7．4．2 数字签名算法(DSA) 232
7．4．3 椭圆曲线DSA 234
7．5 可证明安全的签名方案 235
7．5．1 一次签名 235
7．5．2 全域Hash 238
7．6 不可否认的签名 241
7．7 fail-stop签名 245
7．8 注释与参考文献 248
习题 249
第8章伪随机数的生成 252
8．1 引言与示例 252
8．2 概率分布的不可区分性 255
8．2．1 下一比特预测器 257
8．3 Blum-Blum-Shub生成器 262
8．3．1 BBS生成器的安全性 264
8．4 概率加密 268
8．5 注释与参考文献 272
习题 272
第9章身份识别方案与实体认证 275
9．1 引言 275
9．2 对称密钥环境下的挑战-响应方案 277
9．2．1 攻击模型和敌手目标 281
9．2．2 交互认证 282
9．3 公钥环境下的挑战-响应方案 284
9．3．1 证书 285
9．3．2 公钥身份识别方案 285
9．4 Schnorr身份识别方案 287
9．4．1 Schnorr身份识别方案的安全性 290
9．5 Okamoto身份识别方案 293
9．6 Guillou-Quisquater身份识别方案 296
9．6．1 基于身份的身份识别方案 298
9．7 注释与参考文献 299
习题 299
第10章密钥分配 303
10．1 引言 303
10．2 Diffie-Hellman密钥预分配 306
10．3 无条件安全的密钥预分配 307
10．3．1 Blom密钥预分配方案 307
10．4 密钥分配模式 313
10．4．1 Fiat-Naor密钥分配模式 315
10．4．2 Mitchell-Piper密钥分配模式 316
10．5 会话密钥分配方案 319
10．5．1 Needham-Schroeder方案 320
10．5．2 针对NS方案的Denning-Sacco攻击 321
10．5．3 Kerberos 321
10．5．4 Bellare-Rogaway方案 324
10．6 注释与参考文献 326
习题 327
第11章密钥协商方案 330
11．1 引言 330
11．2 Diffie-Hellman密钥协商 330
11．2．1 端-端密钥协商方案 332
11．2．2 STS的安全性 332
11．2．3 已知会话密钥攻击 335
11．3 MTI 密钥协商方案 336
11．3．1 关于MTI/A0的已知会话密钥攻击 339
11．4 使用自认证密钥的密钥协商 341
11．5 加密密钥交换 344
11．6 会议密钥协商方案 346
11．7 注释与参考文献 348
习题 349
第12章公开密钥基础设施 351
12．1 引言：PKI简介 351
12．1．1 一个实际协议：安全套接层SSL 353
12．2 证书 354
12．2．1 证书生命周期管理 355
12．3 信任模型 356
12．3．1 严格层次模型 356
12．3．2 网络化PKI模型 357
12．3．3 Web浏览器模型 359
12．3．4 Pretty Good Privacy(PGP) 359
12．4 PKI的未来 361
12．4．1 PKI的替代方案 361
12．5 基于身份的密码体制 362
12．5．1 基于身份的Cock加密方案 363
12．6 注释与参考文献 367
习题 368
第13章秘密共享方案 370
13．1 引言：Shamir门限方案 370
13．1．1 简化的(t， t)门限方案 373
13．2 访问结构和一般的秘密共享 374
13．2．1 单调电路构造 375
13．2．2 正式定义 379
13．3 信息率和高效方案的构造 382
13．3．1 向量空间构造 383
13．3．2 信息率上界 389
13．3．3 分解构造 392
13．4 注释与参考文献 395
习题 396
第14章组播安全和版权保护 398
14．1 组播安全简介 398
14．2 广播加密 398
14．2．1 利用Ramp方案的一种改进 406
14．3 组播密钥重建 409
14．3．1 “黑名单”方案 410
14．3．2 Naor-Pinkas 密钥重建方案 412
14．3．3 逻辑密钥层次体系方案 414
14．4 版权保护 416
14．4．1 指纹技术 416
14．4．2 可识别父码的性质 418
14．4．3 2-IPP码 419
14．5 追踪非法分发的密钥 422
14．6 注释与参考文献 426
习题 426
进一步阅读 430
参考文献 433
内容简介:
　　本书是密码学领域的经典著作，被世界上的多所大学用做指定教科书。本书在第二版的基础上增加了7章内容，不仅包括一些典型的密码算法，而且还包括一些典型的密码协议和密码应用。全书共分14章，从古典密码学开始，继而介绍了Shannon信息论在密码学中的应用，然后进入现代密码学部分，先后介绍了分组密码的一般原理、数据加密标准(DES)和高级加密标准(AES)、Hash函数和MAC算法、公钥密码算法和数字签名、伪随机数生成器、身份识别方案、密钥分配和密钥协商协议、秘密共享方案，同时也关注了密码应用与实践方面的一些进展，包括公开密钥基础设施、组播安全和版权保护等。在内容的选择上，全书既突出了广泛性，又注重对要点的深入探讨。书中每一章后都附有大量的习题，这既利于读者对书中内容的总结和应用，又是对兴趣、思维和智力的挑战。
作者简介:
　　Douglas R. Stinson，本书作者Douglas R. Stinson：加拿大安大略省滑铁卢（Waterloo）大学计算机学院首席研究员。目前的研究兴趣包括认证码，秘密共享，通用Hash函数，弹性函数，广播加密，密钥分配协议，组合设计理论等。

　　冯登国，本书译者冯登国博士：中国科学院软件所研究员、博士生导师，信息安全国家重点实验室主任，国家计算机网络入侵防范中心主任，国家信息化专家咨询委员会委员。目前主要从事信息与网络安全方面的研究与开发工作。
目录:
第1章古典密码学 1
1．1 几个简单的密码体制 1
1．1．1 移位密码 2
1．1．2 代换密码 5
1．1．3 仿射密码 6
1．1．4 维吉尼亚密码 9
1．1．5 希尔密码 10
1．1．6 置换密码 14
1．1．7 流密码 16
1．2 密码分析 19
1．2．1 仿射密码的密码分析 21
1．2．2 代换密码的密码分析 22
1．2．3 维吉尼亚密码的密码分析 24
1．2．4 希尔密码的密码分析 27
1．2．5 LFSR流密码的密码分析 28
1．3 注释与参考文献 29
习题 30
第2章 Shannon理论 36
2．1 引言 36
2．2 概率论基础 37
2．3 完善保密性 38
2．4 熵 42
2．4．1 Huffman编码 43
2．5 熵的性质 46
2．6 伪密钥和唯一解距离 48
2．7 乘积密码体制 52
习题 54
第3章分组密码与高级加密标准 57
3．1 引言 57
3．2 代换-置换网络 58
3．3 线性密码分析 61
3．3．1 堆积引理 61
3．3．2 S盒的线性逼近 63
3．3．3 SPN的线性密码分析 66
3．4 差分密码分析 69
3．5 数据加密标准 74
3．5．1 DES的描述 74
3．5．2 DES的分析 78
3．6 高级加密标准 79
3．6．1 AES的描述 80
3．6．2 AES的分析 84
3．7 工作模式 84
3．8 注释与参考文献 87
习题 88
第4章 Hash函数 92
4．1 Hash函数与数据完整性 92
4．2 Hash函数的安全性 93
4．2．1 随机谕示模型 94
4．2．2 随机谕示模型中的算法 95
4．2．3 安全性准则的比较 98
4．3 迭代Hash函数 100
4．3．1 Merkle-Damg?rd 结构 101
4．3．2 安全Hash算法 106
4．4 消息认证码 108
4．4．1 嵌套MAC和HMAC 109
4．4．2 CBC-MAC 111
4．5 无条件安全消息认证码 113
4．5．1 强泛Hash函数族 115
4．5．2 欺骗概率的优化 117
4．6 注释与参考文献 119
习题 120
第5章 RSA密码体制和整数因子分解 126
5．1 公钥密码学简介 126
5．2 更多的数论知识 127
5．2．1 Euclidean算法 127
5．2．2 中国剩余定理 131
5．2．3 其他有用的事实 133
5．3 RSA密码体制 135
5．3．1 实现RSA 136
5．4 素性检测 139
5．4．1 Legendre和Jacobi符号 140
5．4．2 Solovay-Strassen算法 142
5．4．3 Miller-Rabin算法 146
5．5 模n的平方根 147
5．6 分解因子算法 148
5．6．1 Pollard p?1算法 148
5．6．2 Pollard ?算法 150
5．6．3 Dixon的随机平方算法 152
5．6．4 实际中的分解因子算法 156
5．7 对RSA的其他攻击 157
5．7．1 计算?(n) 157
5．7．2 解密指数 158
5．7．3 Wiener的低解密指数攻击 162
5．8 Rabin密码体制 165
5．8．1 Rabin密码体制的安全性 167
5．9 RSA的语义安全性 168
5．9．1 与明文比特相关的部分信息 169
5．9．2 最优非对称加密填充 171
5．10 注释与参考文献 176
习题 177
第6章公钥密码学和离散对数 184
6．1 ElGamal密码体制 184
6．2 离散对数问题的算法 186
6．2．1 Shanks算法 186
6．2．2 Pollard ?离散对数算法 188
6．2．3 Pohlig-Hellman算法 190
6．2．4 指数演算法 193
6．3 通用算法的复杂度下界 194
6．4 有限域 197
6．5 椭圆曲线 201
6．5．1 实数上的椭圆曲线 201
6．5．2 模素数的椭圆曲线 203
6．5．3 椭圆曲线的性质 206
6．5．4 点压缩与ECIES 206
6．5．5 计算椭圆曲线上的乘积 208
6．6 实际中的离散对数算法 210
6．7 ElGamal体制的安全性 211
6．7．1 离散对数的比特安全性 211
6．7．2 ElGamal体制的语义安全性 214
6．7．3 Diffie-Hellman问题 215
6．8 注释与参考文献 216
习题 217
第7章签名方案 222
7．1 引言 222
7．2 签名方案的安全性需求 224
7．2．1 签名和Hash函数 225
7．3 ElGamal签名方案 226
7．3．1 ElGamal签名方案的安全性 228
7．4 ElGamal签名方案的变形 230
7．4．1 Schnorr签名方案 230
7．4．2 数字签名算法(DSA) 232
7．4．3 椭圆曲线DSA 234
7．5 可证明安全的签名方案 235
7．5．1 一次签名 235
7．5．2 全域Hash 238
7．6 不可否认的签名 241
7．7 fail-stop签名 245
7．8 注释与参考文献 248
习题 249
第8章伪随机数的生成 252
8．1 引言与示例 252
8．2 概率分布的不可区分性 255
8．2．1 下一比特预测器 257
8．3 Blum-Blum-Shub生成器 262
8．3．1 BBS生成器的安全性 264
8．4 概率加密 268
8．5 注释与参考文献 272
习题 272
第9章身份识别方案与实体认证 275
9．1 引言 275
9．2 对称密钥环境下的挑战-响应方案 277
9．2．1 攻击模型和敌手目标 281
9．2．2 交互认证 282
9．3 公钥环境下的挑战-响应方案 284
9．3．1 证书 285
9．3．2 公钥身份识别方案 285
9．4 Schnorr身份识别方案 287
9．4．1 Schnorr身份识别方案的安全性 290
9．5 Okamoto身份识别方案 293
9．6 Guillou-Quisquater身份识别方案 296
9．6．1 基于身份的身份识别方案 298
9．7 注释与参考文献 299
习题 299
第10章密钥分配 303
10．1 引言 303
10．2 Diffie-Hellman密钥预分配 306
10．3 无条件安全的密钥预分配 307
10．3．1 Blom密钥预分配方案 307
10．4 密钥分配模式 313
10．4．1 Fiat-Naor密钥分配模式 315
10．4．2 Mitchell-Piper密钥分配模式 316
10．5 会话密钥分配方案 319
10．5．1 Needham-Schroeder方案 320
10．5．2 针对NS方案的Denning-Sacco攻击 321
10．5．3 Kerberos 321
10．5．4 Bellare-Rogaway方案 324
10．6 注释与参考文献 326
习题 327
第11章密钥协商方案 330
11．1 引言 330
11．2 Diffie-Hellman密钥协商 330
11．2．1 端-端密钥协商方案 332
11．2．2 STS的安全性 332
11．2．3 已知会话密钥攻击 335
11．3 MTI 密钥协商方案 336
11．3．1 关于MTI/A0的已知会话密钥攻击 339
11．4 使用自认证密钥的密钥协商 341
11．5 加密密钥交换 344
11．6 会议密钥协商方案 346
11．7 注释与参考文献 348
习题 349
第12章公开密钥基础设施 351
12．1 引言：PKI简介 351
12．1．1 一个实际协议：安全套接层SSL 353
12．2 证书 354
12．2．1 证书生命周期管理 355
12．3 信任模型 356
12．3．1 严格层次模型 356
12．3．2 网络化PKI模型 357
12．3．3 Web浏览器模型 359
12．3．4 Pretty Good Privacy(PGP) 359
12．4 PKI的未来 361
12．4．1 PKI的替代方案 361
12．5 基于身份的密码体制 362
12．5．1 基于身份的Cock加密方案 363
12．6 注释与参考文献 367
习题 368
第13章秘密共享方案 370
13．1 引言：Shamir门限方案 370
13．1．1 简化的(t， t)门限方案 373
13．2 访问结构和一般的秘密共享 374
13．2．1 单调电路构造 375
13．2．2 正式定义 379
13．3 信息率和高效方案的构造 382
13．3．1 向量空间构造 383
13．3．2 信息率上界 389
13．3．3 分解构造 392
13．4 注释与参考文献 395
习题 396
第14章组播安全和版权保护 398
14．1 组播安全简介 398
14．2 广播加密 398
14．2．1 利用Ramp方案的一种改进 406
14．3 组播密钥重建 409
14．3．1 “黑名单”方案 410
14．3．2 Naor-Pinkas 密钥重建方案 412
14．3．3 逻辑密钥层次体系方案 414
14．4 版权保护 416
14．4．1 指纹技术 416
14．4．2 可识别父码的性质 418
14．4．3 2-IPP码 419
14．5 追踪非法分发的密钥 422
14．6 注释与参考文献 426
习题 426
进一步阅读 430
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