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出版者:电子科技

作者:龚耀寰

出品人:

页数:222

译者:

出版时间:2007-2

价格:15.00元

装帧:平装

isbn号码:9787811143850

丛书系列:

图书标签:

• 信息安全
• 网络安全
• 信息战
• 对抗
• 情报
• 战略
• 数字时代
• 网络攻防
• 信息技术
• 国家安全

《密码艺术：穿越数字迷雾的守护者》 在一个信息爆炸、数据如潮的时代，我们正以前所未有的速度构建和交换着海量信息。然而，伴随而来的是日益严峻的安全挑战。从个人隐私到国家机密，从商业价值到社会稳定，数字世界的脆弱性无处不在。数字信息不再仅仅是文字、图片或视频，它们承载着信任、价值和权利。如何在浩瀚的数字迷雾中守护这些宝贵的信息，防止其被窃取、篡改或滥用，成为了现代社会最核心的议题之一。 《密码艺术：穿越数字迷雾的守护者》一书，并非探讨信息对抗的宏大叙事，而是深入探究那些在幕后默默守护信息安全、维系数字世界秩序的基石——密码学。它将带领读者踏上一段穿越数字迷雾的旅程，揭示隐藏在代码和算法背后的智慧与艺术，理解那些至关重要的“守护者”如何工作，以及它们在多大程度上塑造着我们所处的数字生活。 第一章：比特的低语——信息编码的古老智慧 在进入现代密码学的复杂世界之前，我们首先要理解信息的本质。本章将追溯信息编码的起源，从古埃及的象形文字，到古罗马凯撒的简单替换密码，再到更复杂的置换和替换密码。我们将探讨这些早期编码方式的设计思路，它们是如何通过改变信息的表现形式来达到隐藏或保密的初步目的。读者将了解到，即使是最简单的密码，也蕴含着人类早期对信息安全的基本认知和创造力。这一章的目标是建立读者对“信息隐藏”这一概念的直观理解，为后续更复杂的加密原理打下基础。我们将避免使用过于技术性的术语，而是通过历史故事和易于理解的例子，展现密码学的早期演变。 第二章：数学的魅影——现代密码学的基石 现代密码学之所以强大，离不开深厚的数学根基。本章将深入浅出地介绍构成现代密码学核心的数学概念。我们将从数论的基础知识开始，例如素数、模运算、同余等，解释它们如何成为公钥加密算法的基石。接着，我们将探讨离散对数问题和因子分解问题，这两个计算上难以解决的问题，正是RSA等公钥加密算法安全性的保障。此外，本章还会简要介绍群论、域论等概念，并说明它们在对称加密算法（如AES）中的应用，理解密钥如何进行高效的生成和分发。重点在于展示数学在构建强大加密算法中所扮演的关键角色，而不是进行严谨的数学推导，旨在让读者理解“为什么”这些数学原理是安全的，而非“如何”去推导它们。 第三章：对称的协奏——速度与效率的追求 对称加密，又称对称密钥加密，是信息安全领域最为基础和高效的加密方式之一。本章将详细剖析对称加密的工作原理。我们将介绍几种经典的对称加密算法，如数据加密标准（DES）及其升级版3DES，以及当前广泛应用的AES（高级加密标准）。读者将了解到，在对称加密中，加密和解密使用同一个密钥，这使得加密和解密过程非常迅速，非常适合处理大量的敏感数据。我们将深入探讨分组密码的工作模式，如ECB、CBC、CFB、OFB、CTR等，解释它们在安全性、并行处理能力以及错误传播方面的差异。通过生动的比喻和图示，我们将展示密钥如何与明文结合，产生看似随机的密文，以及接收方如何利用相同的密钥将密文还原成原始信息。本章将强调对称加密在实际应用中的广泛性，例如文件加密、数据库加密以及传输层安全（TLS/SSL）的早期阶段。 第四章：非对称的对话——信任与密钥的艺术 如果对称加密的速度如疾风骤雨，那么非对称加密（或称公钥加密）则如长久的约定，建立起一种独特的信任机制。本章将聚焦于非对称加密的原理和应用。我们将详细解释公钥和私钥的概念，以及它们如何成对生成。读者将了解到，公钥可以公开，用于加密信息或验证签名，而私钥则必须严格保密，用于解密信息或生成签名。我们将深入探讨RSA算法的数学原理，展示它是如何利用大数因子分解的困难性来实现安全通信的。此外，本章还将介绍椭圆曲线加密（ECC）算法，解释它如何在保证同等安全性的前提下，使用更短的密钥长度，从而提高效率，尤其是在资源受限的设备上。本章将重点阐述非对称加密在密钥交换、数字签名、证书颁发等方面的关键作用，如何为数字世界构建一个可信的身份认证体系，以及它如何支撑互联网上的安全通信。 第五章：数字的签名——防伪与责任的追溯 在数字世界中，如何确认信息的来源可靠，以及发送方是否真正发送了该信息，是一个至关重要的问题。本章将深入探讨数字签名的概念和技术。我们将解释数字签名是如何基于非对称加密原理实现的：发送方使用私钥对信息生成签名，接收方则使用发送方的公钥来验证签名的有效性。通过数字签名，我们可以实现以下两个核心功能：身份认证（确保信息确实来自声称的发送方）和不可否认性（发送方无法否认自己发送了该信息）。本章将详细解析签名算法的工作流程，并讨论如何利用哈希函数（如SHA-256）来提高数字签名的效率和安全性。我们将展示数字签名在电子合同、软件分发、电子邮件安全等领域的实际应用，如何为数字交易和通信提供法律效力和信任保障。 第六章：混淆的迷宫——哈希函数的奥秘 哈希函数，也称为摘要函数，是密码学中不可或缺的工具。它们能够将任意长度的数据映射成固定长度的“摘要”或“指纹”。本章将深入剖析哈希函数的特性，包括单向性（难以从摘要反推出原始数据）、抗碰撞性（难以找到两个不同的输入产生相同的摘要）以及雪崩效应（输入的微小变化会导致输出的巨大差异）。我们将介绍几种主流的哈希算法，如MD5（及其安全性问题）、SHA-1、SHA-2家族（SHA-256, SHA-512）以及SHA-3。本章将重点阐述哈希函数在数据完整性校验、密码存储、数字签名以及区块链技术中的重要作用，如何确保数据在传输过程中不被篡改，以及如何安全地存储用户密码。 第七章：密钥的旅程——安全生成、存储与分发 密码学的强大之处在于其算法，但其安全性的根基则在于密钥。本章将聚焦于密钥管理的生命周期，探讨如何安全地生成、存储、分发和销毁密钥。我们将讨论密钥生成过程中需要考虑的随机性问题，以及如何利用硬件安全模块（HSM）等设备来增强密钥生成的安全性。在密钥存储方面，我们将介绍密钥库、加密存储以及安全介质等方法。对于密钥的分发，我们将回顾对称加密中的密钥协商协议（如Diffie-Hellman密钥交换）以及非对称加密在信任锚点（如根证书）中的作用。最后，我们还将讨论密钥更新和销毁的最佳实践，以应对密钥泄露的风险。本章将强调，即使拥有最强大的加密算法，不安全的密钥管理也可能导致整个系统的崩溃。 第八章：通信的 Shield——TLS/SSL 与网络安全 互联网的普及极大地改变了我们的生活，但同时也带来了严峻的网络安全挑战。本章将深入探讨传输层安全协议（TLS）及其前身SSL（Secure Sockets Layer）在保护网络通信方面的作用。我们将详细解析TLS握手过程，包括如何利用公钥加密完成身份认证和密钥交换，以及如何利用对称加密来加速数据传输。读者将了解到，TLS是如何为我们日常上网的每一个环节提供保护的，从浏览网页（HTTPS）、发送电子邮件（SMTPS）到进行在线支付。我们将讨论证书颁发机构（CA）在建立信任链中的作用，以及如何识别和避免伪造的证书。本章将帮助读者理解，在每一次安全的网络连接背后，都有一套精密的密码学协议在默默地工作。 第九章：信任的基石——公钥基础设施（PKI） 在复杂的数字世界中，建立普遍的信任机制是至关重要的。公钥基础设施（PKI）正是为了实现这一目标而设计的。本章将深入解析PKI的构成和工作原理。我们将详细介绍数字证书的结构，包括其包含的身份信息、公钥、有效期以及颁发机构的签名。我们将阐述证书颁发机构（CA）、注册机构（RA）以及证书撤销列表（CRL）和在线证书状态协议（OCSP）等组件在PKI中的职责，以及它们如何协同工作来维护数字身份的可信度。本章将探讨PKI在身份验证、数据加密、数字签名以及安全通信等方面的广泛应用，如何为电子商务、电子政务以及物联网等领域提供安全可靠的信任基础。 第十章：未来的密码学——挑战与前沿 随着计算能力的不断增强，以及量子计算的兴起，当前的密码学面临着新的挑战。本章将展望密码学的未来发展。我们将探讨量子计算对现有加密算法的威胁，以及后量子密码学（PQC）的研究进展，包括基于格、基于编码、基于哈希和基于多变量方程等不同方向的算法。此外，我们还将介绍同态加密（Homomorphic Encryption）这一令人兴奋的技术，它允许在加密数据上直接进行计算，而无需先解密，这将为隐私保护计算带来革命性的改变。本章还会简要提及零知识证明（Zero-Knowledge Proofs）等先进的密码学技术，以及它们在隐私保护、身份验证和区块链等领域的潜在应用。最终，本章旨在激发读者对密码学未来发展的思考，认识到这是一个不断演进、充满创新活力的领域。 《密码艺术：穿越数字迷雾的守护者》旨在为读者构建一个清晰、系统的密码学知识框架，理解那些隐藏在数字世界深处的“守护者”是如何工作的。它不直接关注信息对抗的战术博弈，而是深入挖掘信息安全得以实现的根本原理。通过对密码学核心概念的详尽阐释，本书将帮助读者更深刻地理解数字时代的机遇与挑战，以及如何在这个信息交织的时代，运用智慧和工具，守护属于自己的那片数字净土。

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