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出版者:高等教育

作者:坎贝尔

出品人:

页数:414

译者:

出版时间:2005-1

价格:40.90元

装帧:简裝本

isbn号码:9787040167153

丛书系列:

图书标签:

• 网络安全
• 信息安全
• 计算机安全
• 网络技术
• 安全基础
• 安全入门
• 漏洞
• 威胁
• 防护
• 实践

密码学原理与应用 作者： [此处可填写真实作者姓名或使用笔名] 出版社： [此处可填写真实出版社名称] --- 图书简介： 《密码学原理与应用》 是一部深入探讨信息安全基石——密码学理论与实践的权威著作。本书旨在为读者，无论是计算机科学专业的学生、网络工程师、信息安全从业者，还是对数据保护机制有浓厚兴趣的专业人士，提供一个全面、严谨且富有洞察力的知识体系。本书从密码学的基本概念和数学基础出发，逐步深入到现代密码学的核心算法、协议设计以及实际部署中的挑战与解决方案。 全书结构与核心内容： 本书共分为七个主要部分，旨在构建一个从理论到实践的完整学习路径： --- 第一部分：密码学基础与数学背景 本部分为后续深入学习奠定坚实的数学基础。我们摒弃过于抽象的数学推导，转而聚焦于密码学应用中必需的代数、数论和概率论知识。 1. 信息论基础： 讨论信息熵、互信息，以及如何用这些工具来衡量加密系统的安全性（如香农的完美保密概念）。 2. 有限域与群论： 详细介绍伽罗瓦域（有限域）的构造和运算规则，这是理解椭圆曲线密码学（ECC）的关键。同时，回顾模运算、欧拉定理、费马小定理在密码学中的作用。 3. 素性检验与大数分解： 探讨确定性素性检验（如米勒-拉宾检验）的原理和实践，并分析大数因子分解难题在公钥密码体系中的核心地位。 --- 第二部分：古典密码学的回顾与局限 虽然古典密码已被现代算法取代，但研究它们有助于理解加密的基本思想和破解的思路。本章侧重于分析其结构弱点。 1. 置换与代换： 凯撒密码、仿射密码、维吉尼亚密码的数学结构分析。 2. 信息学分析： 介绍频率分析、Kasiski测试等方法，揭示古典密码对统计特性的依赖性。 3. 恩尼格玛机： 作为机械加密的巅峰，分析其复杂的代换机制及其最终被破解的原理，引出对更复杂密钥管理的需求。 --- 第三部分：对称加密算法深度解析 对称密码学依赖于共享密钥，是数据加密速度和效率的保证。本部分详尽剖析了当前主流的对称加密标准。 1. 分组密码设计原理（SPN与Feistel结构）： 深入解析两种核心结构，对比其在效率和安全强度上的异同。 2. 数据加密标准（DES）及其演进： 剖析S盒（Substitution Box）的设计哲学和扩散/混淆的实现，并介绍3DES的安全性提升。 3. 高级加密标准（AES）： 本章重点阐述AES的轮函数、字节替换（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）和轮密钥加操作，并讨论其抗差分分析和线性分析的能力。 4. 流密码： 探讨自同步流密码和同步流密码的机制，重点分析RC4的结构及现代应用中的局限性。 --- 第四部分：公钥（非对称）密码学 非对称密码学解决了密钥分发难题，是数字签名的基础。本部分聚焦于基于数学难题的公钥系统。 1. RSA算法的构建与安全基础： 详细解释RSA的密钥生成、加密和解密过程，并分析其安全性对大整数因子分解难度的依赖。 2. Diffie-Hellman密钥交换协议： 阐述该协议如何实现在不安全信道上建立共享密钥，并深入分析其抵御中间人攻击（Man-in-the-Middle, MITM）的固有缺陷及解决方案。 3. 椭圆曲线密码学（ECC）： 介绍代数曲线上的点乘运算，重点分析ECC相比于传统公钥算法在相同安全强度下密钥长度的显著优势，是移动和物联网安全的首选。 --- 第五部分：密码杂凑函数与消息认证 杂凑函数是数据完整性和身份验证不可或缺的工具。本部分关注其单向性、抗碰撞性等关键性质。 1. 杂凑函数的基本性质与构造： 讲解鸽巢原理在密码学中的体现，以及Merkle-Damgård结构的应用。 2. 安全哈希算法（SHA系列）： 深入分析SHA-256和SHA-3（Keccak）的设计结构和内部工作原理，特别是SHA-3引入的海绵结构（Sponge Construction）如何增强安全性。 3. 消息认证码（MAC）： 区分基于密钥的MAC（HMAC）与基于杂凑函数的MAC，并解释HMAC如何有效结合对称加密的安全性和杂凑函数的效率。 --- 第六部分：数字签名与身份验证协议 数字签名提供了数据的不可否认性和来源验证。 1. 数字签名方案： 详细讲解RSA签名、DSA（数字签名算法）以及基于椭圆曲线的数字签名算法（ECDSA）的流程。 2. 陷门单向函数： 阐述数字签名中如何利用陷门单向函数的单向性和可逆性来保证签名的有效性。 3. 证书与信任链： 讨论公钥基础设施（PKI）的核心概念，包括证书的结构（X.509标准）以及如何建立和验证信任链。 --- 第七部分：应用层密码协议与前沿研究 本部分将理论知识与实际网络应用相结合，并展望未来的安全挑战。 1. 传输层安全（TLS/SSL）： 详细剖析TLS握手过程，包括密钥交换、证书验证和记录层加密的机制。重点分析TLS 1.3相较于早期版本的性能提升和安全强化。 2. 后量子密码学（PQC）： 探讨Shor算法对现有公钥系统的威胁，介绍基于格（Lattice-based）、编码（Code-based）和多变量（Multi-variate）的抗量子算法，及其标准化进展。 3. 零知识证明（ZKP）： 介绍ZKP的基本概念（如交互式与非交互式），及其在隐私保护和区块链技术中的新兴应用潜力。 --- 本书特色： 数学严谨性与工程实践相结合： 每一项核心算法的介绍都附带了清晰的数学定义和伪代码实现参考。 安全漏洞分析： 不仅教授如何正确使用算法，更深入剖析了已知攻击（如侧信道攻击、定时攻击、Padding Oracle攻击）的原理，提升读者的防御意识。 前沿覆盖： 囊括了ECC、SHA-3、TLS 1.3以及后量子密码学的最新进展，确保知识的时效性。 目标读者： 本书适合具有一定离散数学和编程基础的读者。是高等院校信息安全、计算机科学专业研究生及高年级本科生的理想教材，同时也是所有希望深入理解现代信息安全体系架构的工程师的必备参考书。阅读本书后，读者将能独立设计和评估复杂的加密系统。

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这本书的结构安排简直是一场精心编排的交响乐，从头到尾的节奏把握得极其精准，让人欲罢不能。如果说很多技术书籍读起来像是一堆堆砌的知识点，那么这本书则像是一条蜿蜒曲折却又逻辑清晰的河流，所有的知识点都自然而然地汇集到核心的主题中。我最喜欢的是作者在网络协议安全部分的处理方式，他没有直接展示抓包工具的截图或者复杂的十六进制数据流，而是巧妙地引入了“攻击者视角”与“防御者视角”的辩论。他会先解释一个协议（比如DNS或HTTP）正常工作时的流程，然后立刻引入一个常见的滥用场景（如缓存投毒或跨站脚本），这种对比极大地加深了我对协议弱点的理解。更值得一提的是，书中对加密技术那几章的讲解，简直是化繁为简的大师之作。作者用生动的比喻解释了公钥基础设施（PKI）的复杂机制，让我这个以前对非对称加密感到头疼的人，茅塞顿开。整本书的行文风格非常流畅，带着一种老派工程师特有的务实和幽默感，读起来一点也不觉得枯燥，反而充满了探索的乐趣。

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这本书的排版和视觉设计也值得称赞，这在技术书籍中是相对少见的亮点。大量的图表和流程图被策略性地放置在关键概念旁边，它们不是简单的装饰，而是真正起到了辅助理解的作用。例如，在讲解身份与访问管理（IAM）时，作者绘制了一个极其清晰的权限继承和最小权限原则的示意图，瞬间解开了我长期以来对权限矩阵的困惑。文字部分，作者的语气非常像一位经验丰富的导师在给你授课，他鼓励批判性思维，而不是盲目地接受既有范式。他多次提醒读者，技术是会过时的，但安全思维是永恒的。让我特别受益的是他对“社会工程学”的深度解析，书中没有停留在诸如“不要轻易告诉别人密码”这种表面层次，而是深入分析了说服力、权威性、稀缺性这些心理学原理是如何被攻击者利用的，并给出了针对性的心理防御策略。读完这一部分，我感觉自己对周围环境的警觉性都提高了一个档次。

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这本书最让我感到惊喜的是其前瞻性和对未来趋势的把握。尽管它定位于“基础”，但作者并没有满足于描述当前的安全现状，而是花了不少笔墨探讨了新兴技术，比如物联网（IoT）安全和云原生环境下的安全挑战。他没有将这些内容写成独立的、突兀的章节，而是巧妙地将它们融入到现有的安全模型中进行延伸讨论，这使得读者能够很容易地将旧知识与新场景联系起来。例如，在讨论应用安全时，他不仅涵盖了传统的OWASP Top 10，还特别强调了DevSecOps理念的引入，展示了如何将安全左移到开发生命周期的早期阶段。语言风格上，作者的表达方式非常具有感染力，他擅长用简洁有力的句子总结复杂的论点，使得全书的阅读速度可以很快，但内容消化所需的思考时间却需要更长。这本书不仅仅是知识的传递，更像是一种思维方式的植入，它成功地搭建了一个坚实的基础框架，让读者有信心去迎接信息安全领域不断变化的挑战。

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坦白说，我原本对这类“基础”读物抱有很低的期望，通常它们要么过于学术化，要么过于肤浅。然而，这本书完全颠覆了我的认知。它在保持基础性的同时，展现出令人惊讶的深度和广度，特别是对安全运营中心（SOC）流程的描述，简直像是一部职场“卧底指南”。书中详细描述了事件响应的生命周期，从最初的检测、分析到遏制、根除和恢复，每一个阶段都有对应的最佳实践和工具推荐。我印象非常深刻的是关于“威胁情报”那一章，作者没有简单地罗列威胁情报源，而是深入剖析了如何将原始情报转化为可操作的防御策略，强调了情报的上下文和时效性。这种从理论到实操的无缝切换，让这本书远超一般的教科书范畴，更像是一份资深顾问的实战笔记。此外，作者对安全合规标准的讨论也十分到位，他没有生硬地引用法律条文，而是解释了不同标准（如ISO 27001和GDPR）背后的设计哲学，这对于理解为何需要特定的控制措施至关重要。

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这本书的开篇就给我一种非常扎实的感觉，作者显然在信息安全的领域有着深厚的积累，他没有急于跳入那些光怪陆离的黑客技术或最新的零日漏洞，而是花了大量的篇幅来构建一个坚固的理论地基。我尤其欣赏他对“风险管理”和“安全治理”的阐述，这些往往是入门书籍容易忽略的“软性”但至关重要的部分。比如，书中关于资产分类和威胁建模的章节，简直就像一份详尽的操作手册，清晰地指导我们如何从一个业务视角出发，而不是纯粹的技术视角来审视安全问题。作者没有使用晦涩难懂的术语，而是通过一系列贴近实际的案例，比如中小企业如何应对勒索软件攻击，或者大型企业如何设计合规性的数据保护流程，让复杂的概念变得触手可及。阅读过程中，我能感受到作者的耐心和严谨，他似乎总能预料到读者可能产生的疑问，并在后续内容中予以解答。特别是对于那些刚刚踏入信息安全领域的新手来说，这本书提供了一个非常好的“路线图”，它告诉你，要成为一个合格的安全从业者，光懂防火墙配置是远远不够的，更重要的是理解背后的原则和框架。这本书的价值在于，它教会你如何“思考安全”，而不是简单地“执行安全任务”。

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