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密码学基础与现代安全协议解析 作者： [此处可填写虚构的作者姓名] 页数： 680页 开本： 16开 定价： 128.00元 ISBN： 978-7-123456-78-9 --- 内容简介 本书深度聚焦于信息安全领域的核心基石——密码学原理及其在现代网络环境中的应用和实践。它旨在为读者构建一个全面、扎实且与时俱进的密码学知识体系，从数学基础到前沿应用，力求全面覆盖当前信息安全专业人员必须掌握的关键技术和理论深度。本书并非一本关于操作系统安全、恶意软件分析或网络攻击防御的手册，而是专注于保障数据机密性、完整性和认证性的底层数学和算法结构。 第一部分：密码学理论基石与数论基础 本书的开篇部分，将引导读者深入理解密码学作为一门学科所依赖的数学结构。不同于侧重于系统配置或病毒清除工具使用的指南，我们从基础的离散数学和数论概念入手。 第1章：信息论与信息安全度量。 介绍香农熵、密钥空间大小、复杂度理论在密码分析中的应用。探讨信息熵如何量化加密的强度，以及如何评估攻击者获取信息的难度。 第2章：有限域与抽象代数。 详细阐述伽罗瓦域（有限域）的构造、性质及其在有限域上的多项式运算。这是理解椭圆曲线密码学（ECC）和高级分组密码算法（如AES）模运算特性的前提。 第3章：数论基础。 重点讲解素数生成、欧拉定理、费马小定理、模幂运算。深入分析大数分解问题的难度，这是RSA算法安全性的核心基础。 第二部分：对称密码体制 本部分专注于密钥共享的加密方法，即要求加密方和解密方使用相同密钥的系统。 第4章：分组密码设计原理。 阐述密码学中的“安全目标”，介绍混淆（Confusion）和扩散（Diffusion）的概念。分析Feistel结构和SPN（S-Box/P-Box Network）结构的设计哲学。 第5章：高级加密标准（AES）。 对AES算法的每一步操作（SubBytes, ShiftRows, MixColumns, AddRoundKey）进行逐层剖析，包括其背后的代数几何解释和抗线性/差分攻击的特性。不涉及任何操作系统层面的文件加密实现细节，而是纯粹的算法分析。 第6章：流密码与序列生成。 讨论同步与自同步流密码的区别，深入分析线性反馈移位寄存器（LFSR）的周期和相关性问题，以及更现代的、抗侧信道攻击的生成器设计，如ChaCha20。 第7章：密码分析基础。 重点讲解针对对称密码的理论攻击方法，包括差分密码分析、线性密码分析、以及代数攻击的概述。分析如何通过数学工具来评估现有算法的安全性冗余。 第三部分：非对称密码体制与公钥基础设施（PKI） 本部分探讨如何解决密钥分发问题，专注于依赖数学难题的单向函数。 第8章：背包问题与离散对数问题。 考察早期公钥密码（如Merkle-Hellman背包密码）的失败教训，并深入分析离散对数问题（DLP）和椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）的数学复杂性。 第9章：RSA算法的深度解析。 不仅介绍RSA的加密和签名过程，更侧重于其模指数运算的效率优化（如蒙哥马利乘法）和安全实现中对攻击（如选择明文攻击、广播攻击）的防范措施。 第10章：椭圆曲线密码学（ECC）。 详述在有限域上定义椭圆曲线、曲线上的点加法运算，以及高效实现ECDH密钥交换和ECDSA签名的数学技巧。对比ECC与标准RSA在安全性和性能上的权衡。 第四部分：哈希函数与消息认证 本部分关注数据完整性和数字身份验证的构建块——单向陷门函数。 第11章：加密哈希函数的构造原理。 深入分析Merkle-Damgård结构和现代的基于海绵结构（如SHA-3/Keccak）的设计范式。强调抗碰撞性、原像攻击抵抗性（Second Preimage Resistance）的数学定义。 第12章：消息认证码（MAC）与数字签名。 讨论HMAC的构造原理，以及如何利用公钥密码体系（如DSA、EdDSA）构建不可否认的数字签名方案。 第五部分：现代安全协议与量子威胁 本书最后一部分将视角转向实际应用中的协议层和未来挑战。 第13章：安全套接层/传输层安全协议（TLS/SSL）中的密码学机制。 详尽分析TLS握手过程中如何利用非对称加密（如DH/ECDH）进行密钥协商，以及如何利用对称加密和MAC算法保护数据流。本书将侧重于密码学原语的使用，而非具体的TLS协议版本变更历史或配置错误。 第14章：零知识证明（ZKP）导论。 介绍交互式与非交互式零知识证明的数学基础，包括Sigma协议的构造，以及其在隐私保护认证中的潜力。 第15章：后量子密码学展望。 探讨现有基于整数分解和离散对数的算法在面对量子计算机（特别是Shor算法）时的脆弱性。介绍格基密码（Lattice-based Cryptography）和基于编码的密码学等抗量子候选方案的数学基础。 --- 目标读者 本书适合于计算机科学、电子工程、应用数学等专业的高年级本科生、研究生，以及致力于深入理解信息安全底层原理的软件工程师、系统架构师和密码学研究人员。本书要求读者具备扎实的微积分、线性代数和离散数学基础，不适合初次接触网络安全概念的入门读者或仅关注工具操作和系统防火墙配置的运维人员。 本书特色 1. 深度数学化： 所有安全概念都建立在严格的数学证明之上，避免对“安全”的模糊描述。 2. 算法驱动： 聚焦于算法本身的设计、效率和数学安全性分析，而非特定软件库的使用教程。 3. 前沿覆盖： 确保内容涵盖最新的密码学进展，特别是零知识证明和后量子密码学的理论进展。 --- 本书绝不涉及以下内容： 操作系统安全加固指南（如Windows/Linux权限管理）。 网络协议栈（TCP/IP）的详细工作流程分析。 常见网络攻击（如DDoS、SQL注入、XSS）的利用与防御实践。 反病毒软件的工作原理或恶意代码行为分析。 防火墙、入侵检测系统（IDS/IPS）的部署与配置。 渗透测试工具的使用手册或脚本编写。
作者简介
目录信息
第1章 计算机病毒基础知识 1.
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读后感
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