具体描述
《21世纪高职高专规划教材•计算机网络技术实验教程》为“计算机网络技术”专业学生的实验实训而编写，包括业界主流交换机、路由器、防火墙、网络安全等技术，分为交换机实验、路由器实验、防火墙实验、网络安全实验和综合实验题五章，共包括47个子实验，每个子实验都有实验目的、技术原理、实现功能、拓扑结构、实验步骤和注意事项，使学生能从网络实际应用出发，掌握各种网络设备的配置能力，真正做到老师能教、学生能学、学后会用。
现代密码学原理与应用实践 内容提要： 本书深入浅出地介绍了现代密码学的核心概念、基础理论及其在信息安全领域中的广泛应用。全书结构严谨，内容涵盖了从古典密码到现代对称加密、非对称加密、哈希函数、数字签名、证书体系以及安全协议设计等多个关键方面。旨在为读者构建一个全面、系统的密码学知识体系，并辅以大量实例和实践案例，指导读者掌握密码学工具的正确使用方法和安全设计原则。 第一部分：密码学基础与古典密码 本部分为读者奠定坚实的密码学理论基础。首先阐述了信息安全的CIA三要素（机密性、完整性、可用性）与密码学的核心作用。随后，详细回顾了历史上重要的古典密码体制，如凯撒密码、维吉尼亚密码、置换密码和栅栏密码等。通过对这些体制的分析，读者可以理解密码学的基本思想——混淆（Confusion）与扩散（Diffusion），并初步认识到密码分析（Cryptanalysis）的基本方法，如频率分析和已知明文攻击。这部分内容不仅具有历史意义，更是理解现代密码学设计的逻辑起点。 第二部分：对称加密算法的深度解析 对称加密是保障数据传输和存储机密性的基石。本部分聚焦于目前主流的对称加密算法，并对其内部结构和工作模式进行详尽的剖析。 DES/3DES： 详细解析数据加密标准（DES）的Feistel结构，包括密钥调度、初始和最终置换以及S盒的非线性变换过程。重点讨论3DES如何通过多次迭代提高安全性，以及其在特定工业场景中的应用和局限性。 AES（Rijndael）： 作为当前全球通用的标准，本书将AES的结构（轮函数、字节替代、行移位、列混淆）进行层级化讲解。特别关注不同密钥长度（128, 192, 256位）下的轮数差异及其安全性分析。通过伪代码和流程图，帮助读者理解其高效性和高度并行化的特性。 工作模式（Modes of Operation）： 深入探讨分组密码的五种基本工作模式：ECB、CBC、CFB、OFB和CTR。重点比较每种模式在安全性、并行处理能力和对错误传播的影响，并明确指出在实际应用中选择合适模式的关键考量因素，例如，在需要认证的场景下，必须配合消息认证码使用。 第三部分：非对称加密与公钥基础设施（PKI） 非对称加密（公钥密码）解决了密钥分发这一核心难题，是实现身份认证和数字签名的关键技术。 数学基础： 详述支撑公钥密码的数学难题，包括大整数因子分解（IFP）和离散对数问题（DLP）。这部分会涉及数论中的欧拉定理、模幂运算等核心概念。 RSA算法： 全面解析RSA的密钥生成、加密和解密过程。不仅关注其理论正确性，更侧重于安全实现的细节，如填充方案（PKCS1 v1.5 和 OAEP）的重要性，以及如何防止计时攻击、广播攻击等侧信道攻击。 椭圆曲线密码学（ECC）： 作为未来趋势，本书系统介绍基于椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）的ECC。对比RSA，重点阐述ECC在相同安全强度下密钥长度显著缩短的优势，并详细解析ECDH（密钥交换）和ECDSA（数字签名算法）的构造过程。 第四部分：信息完整性与认证技术 为确保数据在传输和存储过程中未被篡改，完整性校验和消息认证至关重要。 哈希函数： 介绍哈希函数的基本特性（抗原像、抗第二原像、抗碰撞性）。深入分析MD5、SHA-1的安全性缺陷，并重点讲解SHA-2族（SHA-256/512）的Merkle-Damgård结构。 消息认证码（MAC）： 区分MAC与哈希的区别，详细介绍基于密钥的HMAC（Hash-based Message Authentication Code）构造原理，阐明其在验证数据来源和完整性方面的优势。 数字签名： 结合公钥密码，系统介绍如何构造数字签名。对比基于RSA的签名和基于ECDSA的签名，强调签名过程中的随机数生成对安全性的决定性影响。 第五部分：安全协议与前沿应用 本部分将理论知识应用于实际的安全协议设计与实现中，关注密码学在现代网络通信中的落地。 密钥交换协议： 深入分析Diffie-Hellman（DH）和更安全的椭圆曲线Diffie-Hellman（ECDH）协议，理解其在建立共享秘密基础上的作用。 TLS/SSL协议深度剖析： 结合实际抓包分析，详细拆解TLS握手过程（ClientHello, ServerHello, 证书交换, 密钥协商等），展示密码学如何协同工作以保障HTTPS的安全通信。特别关注前向保密性（Forward Secrecy）的实现机制。 后量子密码学导论： 鉴于量子计算对现有公钥密码体系的潜在威胁，本书引入了基于格、基于编码、基于多变量的后量子密码学（PQC）的基本概念，简要介绍NIST标准化进展，为读者展望未来密码学的发展方向。 同态加密与零知识证明概述： 对新兴的隐私保护计算技术进行入门介绍，解释同态加密（在密文上进行计算）和零知识证明（无需泄露信息即可证明事实）的基本思想及其在数据隐私合规中的潜力。 实验与实践指导（贯穿全书）： 本书穿插了大量的编程实践指导，使用Python和OpenSSL库作为主要工具。实践内容包括：使用标准库实现AES的加密和解密、自行构造RSA签名验证、使用OpenSSL命令行工具管理证书和密钥对、以及模拟一个简化的TLS握手环境。这些实践环节旨在将抽象的数学概念转化为可操作的代码逻辑，培养读者解决实际安全问题的能力。 适用对象： 计算机科学、信息安全、通信工程等专业的高年级本科生、研究生，以及希望深入了解信息安全核心技术的软件开发工程师、系统管理员和网络安全从业人员。要求读者具备基本的离散数学和编程基础。
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