具体描述
由国家教育部考试中心组织和实施的计算机等级考试，是一种客观、公正、科学的专门测试计算机应用人员的计算机知识与技能的全国范围的等级考试。它面向社会，服务于社会。
本收于教育部考试中心组织，在全国计算机考试委员会指导下由有关专家执笔编写而成。本书按照《全国计算机等级考试考试大纲（2004年版）》中对一级B的要求而编写，内容包括计算机基础知识、Windows2000操作系统、Word2000的使用、Excel2000的使用、因特网的初步知识和简单应用等。
本书除了可以作为计算机等级考试的教材外，还可作为学习计算机基础知识的参考书。
《现代密码学原理与应用》内容简介 本书聚焦于信息安全领域的核心技术——密码学，旨在为读者提供一个全面、深入且兼具实践指导意义的知识体系。 本书摒弃了对基础计算机操作或初级应用软件的讲解，完全专注于信息加密、解密、数字签名、密钥管理等前沿和经典密码学理论与技术。 本书的结构设计旨在引导读者从理论基石逐步迈向实际应用，覆盖了密码学从基础概念到复杂协议构建的完整链条。 第一部分：密码学基础与数学背景 本部分是构建读者密码学知识体系的坚实基础。我们首先阐述信息安全的基本模型、威胁类型以及密码学在整体安全架构中的定位。随后，深入探讨支撑现代密码学的核心数学领域。 数论基础： 详细讲解素数、模运算、欧几里得算法（辗转相除法）、扩展欧几里得算法，以及离散对数问题的背景，为后续的公钥密码体制打下必要的代数基础。我们提供大量例题和解析，确保读者能够熟练掌握这些关键运算。 有限域与椭圆曲线基础： 介绍伽罗瓦域（有限域，特别是 $GF(2^m)$ 和 $GF(p)$）的结构和运算规则。对于椭圆曲线密码学（ECC），本书详细解析了在椭圆曲线上点的加法运算，并清晰阐述了椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）的难度基础。 信息论视角： 从香农的信息论角度，引入安全、熵、混淆与扩散等基本概念，为理解密码系统的安全强度提供理论依据。 第二部分：对称密码体制 本部分专注于在单一密钥下实现数据加密与解密的系统。 分组密码原理： 深入分析分组密码的设计哲学，重点讲解了SPN（替换-置换网络）和Feistel结构的工作机制。通过详细的结构图和流程分解，帮助读者理解 Fiestel 网络在保证安全性和可逆性上的精妙设计。 经典与现代标准： 1. DES/3DES 深度剖析： 对数据加密标准（DES）的 16 轮结构、S盒（S-boxes）的设计原则、P盒（P-boxes）的功能进行细致的逆向分析。同时，讨论 3DES 及其在现代应用中的局限性。 2. AES（高级加密标准）： 详细解读 AES 作为目前最主流的分组密码的内部结构，包括 AddRoundKey、SubBytes（使用字节查表法）、ShiftRows 和 MixColumns 四大核心轮函数。本书提供了每一步操作的数学描述和字节级示例，并探讨了其抗线性与差分攻击的特性。 3. 工作模式： 阐述不同操作模式（如 ECB, CBC, CFB, OFB, CTR）如何将分组密码应用于处理可变长度数据流，重点分析了 IV（初始化向量）的使用、填充方案（Padding Schemes），以及特定模式（如 CTR 模式）在并行处理上的优势。 流密码： 介绍流密码的工作原理，包括密钥流的生成机制（LFSRs）、A5/1、ChaCha20 等主流流密码的结构与安全性评估。 第三部分：非对称密码体制（公钥密码学） 本部分聚焦于依赖不同公钥和私钥进行加密和身份验证的系统。 经典公钥算法： 1. RSA 算法： 全面讲解 RSA 的密钥生成过程（基于大数因子分解难题）、加密与签名流程。重点分析欧拉定理和模幂运算的数学基础，并探讨如何选择安全的公钥指数 $e$ 和模数 $N$。 2. Diffie-Hellman 密钥交换： 详细阐述 DH 协议如何在不安全的信道上建立共享密钥，并分析其安全性依赖于离散对数问题的难度。 椭圆曲线密码学（ECC）： 深入讲解基于 ECC 的加密（如 ECIES）和签名（如 ECDSA）。本书强调 ECC 相较于 RSA 在相同安全强度下密钥长度更短、运算效率更高的优势，并结合实际应用场景进行对比分析。 第四部分：密码学哈希函数与消息认证 本部分探讨用于数据完整性校验和身份验证的单向函数。 哈希函数理论： 定义安全哈希函数的性质（原像抗性、第二原像抗性、碰撞抗性），并分析Merkle-Damgård 结构的设计。 标准与应用： 深入剖析 MD5 的结构缺陷和安全性沦陷。重点讲解 SHA-2 系列（SHA-256, SHA-512）的设计原理，以及最新的 SHA-3（Keccak）算法，说明其与前代算法在结构上的根本区别。 消息认证码（MAC）： 介绍 HMAC 的构造原理，它是如何结合哈希函数与密钥来提供消息真实性验证的。 第五部分：数字签名与密钥管理 本部分关注身份验证和长期密钥的生命周期管理。 数字签名方案： 详细介绍基于 RSA 和 ECC 的数字签名算法（如 DSA、ECDSA）的工作流程。重点分析签名过程中的随机数要求和安全性影响。 证书与基础设施（PKI）： 介绍 X.509 证书的结构、数字证书的签发、验证和吊销机制（CRL 与 OCSP）。构建一个功能完备的 PKI 体系在现代网络安全中的关键作用。 密钥管理： 讨论密钥的生成、存储、分发、备份、更新和销毁的全生命周期管理规范。涵盖密钥封装机制（KEM）和密钥协商协议（如基于 Diffie-Hellman 的改进协议）。 第六部分：高级主题与应用协议 本部分将理论知识应用于实际应用层协议。 安全协议分析： 剖析 TLS/SSL 协议的握手过程，包括身份验证、密钥交换（Pre-Master Secret 的协商）、对称加密的使用以及记录层协议的安全性保障。重点分析 TLS 1.3 相比旧版本的安全性提升和简化之处。 零知识证明（ZKP）简介： 对 ZKP 的基本概念、交互式证明与非交互式证明（如 Sigma 协议）进行概览，介绍其在隐私保护计算中的前沿应用潜力。 同态加密基础： 介绍全同态加密（FHE）的基本思想，即在密文上直接进行计算而不需解密，并讨论其在云计算安全中的挑战与机遇。 总结： 本书的目标是培养读者具备分析和设计安全密码系统的能力，使其不仅理解“如何使用”加密工具，更能深刻理解“为什么有效”和“在何种情况下会失效”的深层原理。全书内容严谨，侧重于对算法核心逻辑的数学推导和结构剖析，旨在服务于对信息安全有深入研究需求的专业人士、高等院校计算机专业学生及高级技术研发人员。
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