具体描述
通信原理课程是通信与电子信息类专业的一门重要的专业基础理论课程。它涉及通信系统的基础理论、基本原理，着重于信息传输的概念和通信系统的概念。本书共分10章，内容包括信号与噪声分析、模拟与数字调制解调技术、数字基带传输理论、部分响应技术、最佳接收理论、同步技术、纠错编码理论等。在内容上突出基础性、系统性、实用性和先进性，注重理论与实践结合和知识运用能力及创新意识的培养。
本书可以作为通信与电子信息类专业本科生教科书，也可以作为通信与电子信息相关领域工程技术人员的参考书。
现代密码学导论：从数论基础到量子安全 本书聚焦于现代密码学的核心理论、算法设计与实际应用，旨在为读者提供一个全面且深入的知识框架。 它不仅仅是一本关于加密和解密的工具书，更是一部探讨信息安全基石的学术著作，涵盖了从基础数学原理到前沿安全协议的广阔领域。 第一部分：基础数学与信息论基石 本部分为理解复杂密码算法奠定了必要的数学基础。我们将从数论的核心概念入手，详细阐述素数、模运算、欧拉定理、费马小定理以及中国剩余定理等在公钥密码系统中的关键作用。这部分内容力求深入浅出，即使是非专业数学背景的读者也能逐步掌握。 紧接着，我们将引入信息论的基础知识，特别是香农的信息熵、信源编码与信道编码的原理，这对于理解信息安全中的“安全”度量至关重要。我们探讨了信息的随机性、不确定性如何被量化，并将其与密码学的安全性评估标准联系起来。此外，还会简要介绍有限域（Galois Field）的代数结构，这是分组密码和椭圆曲线密码学的核心数学工具。 第二部分：对称加密体系的演进与深入 本部分系统梳理了对称密钥密码学的历史发展和当前主流技术。我们从古典密码（如凯撒密码、维吉尼亚密码）的缺陷出发，引出现代分组密码的设计原则——混淆（Confusion）与扩散（Diffusion）。 重点章节将详细剖析数据加密标准（DES）的结构，并着重分析其后继者——高级加密标准（AES）。AES的轮函数、S盒（Substitution Box）的设计哲学以及密钥扩展过程将被细致解析。通过对比分析，读者将理解现代分组密码如何通过迭代结构实现高安全性和高效率。 除了分组密码，我们也将深入探讨流密码的原理与应用。这包括移位寄存器（LFSR）的理论基础、同步与自同步流密码的特点，以及它们在需要高实时性的通信场景中的优势与挑战。 第三部分：公钥密码学的革命性突破 公钥密码学是现代信息安全体系的支柱。本部分将系统讲解基于数学难题的公钥算法。 RSA算法的理论推导 是本部分的核心内容之一。我们将详细讨论其安全性基于大数因子分解的困难性，并深入分析私钥和公钥的生成过程、加密与解密运算的精确步骤，以及如何安全地选择参数以抵抗已知攻击。 随后，我们转向椭圆曲线密码学（ECC）。ECC被誉为“小密钥、高安全”的代表。本书将详细解释椭圆曲线上的加法运算、点乘操作，并阐明其安全性基于离散对数问题的困难性。我们会对比RSA和ECC在密钥长度、计算效率和存储需求上的差异，分析ECC在移动设备和资源受限环境中的巨大潜力。 第四部分：数字签名与认证机制 信息安全不仅要求保密性，还要求真实性、完整性和不可否认性。本部分专注于数字签名的实现。 我们将介绍数字签名算法（DSA） 的工作流程，以及基于RSA和基于椭圆曲线的签名方案。重点分析签名的生成、验证过程，以及如何确保签名的唯一性。 此外，本部分还涵盖了消息认证码（MAC） 和基于散列的消息认证码（HMAC） 的原理。散列函数作为构建签名和验证的“骨架”，其理想特性（抗碰撞性、雪崩效应）将被深入探讨。我们将分析MD5、SHA-1的局限性，并详细介绍SHA-2和SHA-3（Keccak）的设计理念和安全性优势。 第五部分：协议安全与前沿课题 本部分将理论与实践相结合，探讨密码学在实际协议中的应用，并展望未来安全技术的方向。 我们将剖析公钥基础设施（PKI） 的结构，包括证书颁发机构（CA）、证书的格式（X.509）以及证书的吊销机制（CRL与OCSP）。这部分内容对于理解HTTPS/TLS协议的工作原理至关重要。 随后，我们会深入探讨密钥交换协议，如Diffie-Hellman（DH）和椭圆曲线Diffie-Hellman（ECDH），解释它们如何安全地在不安全的信道上建立共享秘密。 展望：后量子密码学 鉴于量子计算的潜在威胁，本书特辟章节介绍后量子密码学（PQC） 的研究前沿。我们将概述基于格（Lattice-based）、编码（Code-based）、多变量（Multi-variate）和基于哈希的签名方案的数学基础和抗量子攻击能力，为读者提供应对未来安全挑战的视角。 本书特色： 严谨的数学推导： 确保读者不仅知其然，更知其所以然。 算法细节剖析： 深入到算法的每一步操作，而非停留在概念层面。 安全性分析： 讨论了各种攻击模型（如已知明文攻击、选择密文攻击）以及如何通过参数选择和协议设计来防御它们。 丰富的实例和习题： 帮助读者巩固理论知识，提升实际操作能力。 本书适合于计算机科学、电子工程、信息安全等相关专业的高年级本科生、研究生，以及对信息安全技术有深入研究需求的工程师和研究人员。通过阅读本书，读者将能够构建扎实的密码学理论基础，并有能力设计、评估和实现先进的安全系统。
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