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出版者:Brookings Inst Pr

作者:Nolan, Janne E. (EDT)/ Finel, Bernard I. (EDT)/ Finlay, Brian D. (EDT)

出品人:

页数:288

译者:

出版时间:2003-10

价格:$ 18.02

装帧:Pap

isbn号码:9780870784781

丛书系列:

图书标签:

• 信息安全
• 网络安全
• 数据安全
• 安全技术
• 渗透测试
• 漏洞分析
• 风险管理
• 安全防护
• 安全意识
• 数字安全

《数字迷踪：密码学与网络安全的深度探析》 第一部分：加密世界的基石——理论与算法的严谨剖析 本书深入浅出地阐述了现代密码学赖以生存的数学基础与核心算法，旨在为读者构建一个坚实的概念框架，使其能够理解信息安全背后的逻辑驱动力。 第一章：信息论与安全性的数学界碑 本章首先从香农的信息论出发，定义了信息熵、互信息等关键概念，为量化信息安全提供理论依据。我们将探讨混淆（Confusion）与扩散（Diffusion）在构建强加密系统中的重要作用。重点分析了伪随机数生成器（PRNGs）与真随机数生成器（TRNGs）的差异，并详细介绍了熵源的采集与质量评估方法，这是所有安全协议有效性的前提。我们将回顾经典密码体制（如维吉尼亚密码、波利斐斯方阵）的结构，并分析其在信息熵视角下的脆弱性，从而引出对现代密码学的迫切需求。 第二章：对称加密的演进与挑战 本章聚焦于对称加密算法，这是数据批量加密的主流选择。我们将对数据加密标准（DES）的结构进行详尽的分解，包括其S盒（S-boxes）的设计哲学、迭代轮函数的工作原理，并分析其遭受差分和线性攻击的根本原因。随后，我们将深入研究高级加密标准（AES），作为当前事实上的工业标准，本书将细致解析其字节替代（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混合（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）等操作的数学精确性。此外，内容还将涵盖分组密码的工作模式（如ECB, CBC, CTR, GCM），并讨论在不同应用场景下，选择最优工作模式（特别强调认证加密的必要性）的考量因素。我们还会讨论轻量级密码学（如SIMON, SPECK）的兴起，及其在资源受限设备（IoT）中的应用前景与安全权衡。 第三章：非对称加密的革命——公钥体系的魔力 公钥密码学彻底改变了密钥分发和数字签名领域。本章将围绕离散对数问题（DLP）和因子分解问题（IFP）的计算难度展开论述。我们将详细解析Diffie-Hellman密钥交换协议的每一步数学操作，并分析其对中间人攻击（Man-in-the-Middle）的防御机制。RSA算法的数学原理，包括欧拉函数、模幂运算以及私钥生成的细节，将得到详尽的阐述。更进一步，本章将转向椭圆曲线密码学（ECC）。我们将解释有限域上的点加与点乘运算，对比ECC相对于RSA在相同安全强度下密钥长度的优势，并探讨其在移动通信和区块链技术中的广泛部署。 第四章：完整性与身份认证：哈希函数与数字签名 信息安全不仅关乎保密性，更关乎数据的完整性和源头的可信性。本章深入研究加密哈希函数，从MD5的结构缺陷到SHA-2家族的抗碰撞设计。我们将探讨长度扩展攻击（Length Extension Attacks）的原理，并介绍SHA-3（Keccak）的设计思想，特别是其海绵结构（Sponge Construction）的创新之处。随后，我们将构建数字签名的完整流程，包括私钥签名、公钥验证的过程，重点分析DSA（数字签名算法）和ECDSA（椭圆曲线数字签名算法）的数学流程，以及如何通过预先设定的参数集确保签名的唯一性和抗伪造性。 第二部分：网络协议与应用层安全实践 本部分将理论知识应用于实际的网络环境，探讨在数据传输、存储和应用交互中，如何构建多层次的安全防御体系。 第五章：传输层安全（TLS/SSL）的深度解析 TLS协议是现代互联网通信的生命线。本章将剖析TLS握手的完整流程，从客户端Hello到最终密钥协商的每一步交互。我们将详细分析不同的密钥交换套件（Cipher Suites）如何组合使用对称、非对称加密和哈希算法来实现前向保密性（Forward Secrecy）。内容将覆盖证书链的验证机制（CA、信任锚点、CRL与OCSP），以及TLS 1.3在简化握手、增强安全性方面的重大改进（如仅使用1-RTT握手）。此外，还会讨论对Heartbleed、POODLE等著名TLS漏洞的防御性编程实践。 第六章：身份认证与访问控制机制 身份是网络安全的第一道门槛。本章探讨了现代身份管理系统的核心组件。我们将对比传统的密码认证、基于令牌的认证（如OAuth 2.0, OpenID Connect）以及生物识别技术。重点关注Kerberos协议的运作机制、票据的生命周期管理及其在大型企业网络中的部署考量。内容还将涵盖多因素认证（MFA）的实现方式，特别是基于TOTP（基于时间的一次性密码）和U2F/FIDO2的物理密钥认证的安全性优势。 第七章：基础设施安全：防火墙、VPN与入侵检测 本章关注网络边界的保护。我们将分析不同类型的防火墙（状态检测、应用层网关）的工作原理，并探讨下一代防火墙（NGFW）如何结合深度包检测（DPI）来识别应用层威胁。VPN技术作为远程访问的基石，本书将对比IPsec（AH/ESP协议栈）和SSL/TLS VPN的优劣，特别强调在配置中避免因模式选择不当导致的安全回退。此外，我们还将阐述入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS）如何通过签名匹配和异常行为分析来实时监控网络流量，并讨论如何有效管理误报（False Positives）和漏报（False Negatives）。 第八章：Web应用安全：OWASP Top 10的防御策略 Web应用是当前攻击面最广的领域之一。本章将以OWASP Top 10为框架，系统性地讲解每一种主要威胁的攻击原理和防御方法。针对SQL注入，我们将展示如何利用参数化查询和存储过程来彻底杜绝注入。对于跨站脚本（XSS），我们将区分存储型、反射型和DOM型XSS，并重点阐述输出编码（Output Encoding）的重要性。鉴权和会话管理漏洞的防范、安全头部的配置（CSP, HSTS）、CSRF令牌的实现，以及API安全中对速率限制和输入校验的严格要求，都将作为本章的核心内容进行深入探讨。 第九章：新兴威胁与未来展望 本章展望了安全领域的前沿动态。我们将讨论后量子密码学（PQC）的研究现状，分析格基密码（Lattice-based Cryptography）等抗量子算法对现有公钥基础设施的潜在颠覆性影响。同时，也将涵盖云环境中的安全挑战，如零信任架构（Zero Trust Architecture）的实施原则、容器化安全（Docker/Kubernetes）中的隔离机制，以及数据在生命周期中（静态、动态、使用中）的加密技术（如全同态加密的初步介绍）。最后，本书将强调安全开发生命周期（SDL）在将安全融入设计初期而非事后修补中的决定性作用。 --- 目标读者： 本书面向希望从根本上理解信息安全原理，而非仅停留在工具层面的系统架构师、网络工程师、软件开发者、安全分析师以及对现代密码学有浓厚兴趣的专业人士。通过对理论基础和实际协议的严谨剖析，读者将建立起一套全面、深入且面向未来的安全防护认知体系。

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