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出版者:O'Reilly

作者:Jeffrey E.F.Friedl

出品人:

页数:486

译者:

出版时间:2003-6-6

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9782841772360

丛书系列:

图书标签:

• 正则表达式
• Regex
• 文本处理
• 编程
• 开发
• 技术
• 计算机科学
• 数据分析
• 模式匹配
• 字符串处理

《密码学原理与实践》 引言 在信息时代，数据安全与隐私保护已成为个人、组织乃至国家关注的焦点。《密码学原理与实践》一书深入浅出地剖析了密码学的核心概念、经典算法以及在现实世界中的广泛应用。本书旨在为读者构建一个坚实的密码学理论基础，并提供丰富的实践指导，帮助他们理解并掌握保护数字信息免受未经授权访问、篡改和泄露的各种技术手段。 第一部分：密码学基础理论 本书的开篇，我们将从密码学的基本概念入手。什么是密码学？它为何如此重要？我们将探讨密码学的三个核心要素：机密性（Confidentiality）、完整性（Integrity）和可用性（Availability），并阐述密码学在其中扮演的关键角色。 对称加密：速度与效率的平衡 我们首先介绍对称加密算法。这类算法使用同一把密钥进行加密和解密，其优点在于加密速度快，非常适合处理大量数据。本书将详细讲解两种代表性的对称加密算法： 数据加密标准 (DES) 及其演进：3DES 尽管DES已被认为不再安全，但理解其工作原理对于学习更先进的算法至关重要。我们将分析DES的分组大小、密钥长度以及其基于Feistel结构的加密过程。随后，我们将介绍3DES，一种通过重复应用DES三次来提高安全性的方法，并讨论其局限性。 高级加密标准 (AES)：现代对称加密的基石 AES是当前最广泛使用的对称加密算法。我们将深入剖析AES的三种模式：AES-128、AES-192和AES-256，详细阐述其内部结构，包括字节替代（SubBytes）、移位行（ShiftRows）、混合列（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）等关键步骤。我们将通过图示和伪代码，直观地展示加密和解密的过程，并讨论AES在各种应用场景中的优势。 非对称加密：密钥分发与身份验证的解决方案 与对称加密不同，非对称加密使用一对密钥：公钥和私钥。公钥用于加密，私钥用于解密；或者私钥用于签名，公钥用于验签。这种机制解决了对称加密中密钥分发的难题，并为数字签名奠定了基础。本书将重点介绍以下非对称加密算法： RSA算法：现代非对称加密的鼻祖 RSA算法因其数学基础——大数分解的困难性而著称。我们将详细解释RSA的密钥生成过程（选择两个大素数p和q，计算模数n和欧拉函数φ(n)，生成公钥e和私钥d），以及加密和解密的数学原理。本书还将探讨RSA的安全性依赖于分解大数n的难度，并讨论其在数字签名方面的应用。 椭圆曲线密码学 (ECC)：高效安全的新选择 ECC在提供与RSA同等级别安全性的同时，能够使用更短的密钥，大大提高了计算效率和存储空间。我们将介绍ECC的基本概念，包括椭圆曲线的定义、点加法运算，以及基于离散对数问题的安全性。本书将解释ECC如何通过较小的密钥尺寸实现强大的安全保障，以及其在移动设备和物联网等资源受限环境中的应用前景。 哈希函数：数据完整性的守护者 哈希函数能够将任意长度的数据映射成固定长度的“摘要”或“指纹”。其关键特性是单向性（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）和雪崩效应（输入微小的改变会导致摘要发生巨大变化）。本书将重点介绍： MD5与SHA系列：经典与现代的对比 我们将分析MD5（消息摘要算法5）的原理及其存在的安全漏洞，说明为何它已不再适用于安全敏感的应用。随后，我们将深入探讨SHA-1、SHA-256、SHA-512等SHA（安全散列算法）系列，解析它们的内部结构和安全性增强的机制，并说明它们在数据校验、数字签名和区块链技术中的核心作用。 数字签名：身份认证与不可否认性 数字签名是利用非对称加密技术实现的，它为数字信息提供了身份认证和不可否认性。我们将详细解释数字签名的生成过程（使用私钥对消息的哈希值进行加密）和验证过程（使用公钥解密签名，并与消息的哈希值进行比对）。本书将阐述数字签名如何确保发送方是真实的，并且发送的内容未被篡改，同时保证发送方无法抵赖其行为。 第二部分：密码学实践与应用 在掌握了密码学的基本原理后，本书将转向实际应用，探讨密码学如何在现实世界中发挥作用。 公钥基础设施 (PKI)：信任的基石 PKI是一个框架，用于管理公钥的颁发、分发、验证和撤销。我们将在本书中详细介绍PKI的关键组成部分，包括： 数字证书：身份的数字凭证 我们将解释数字证书的作用，如何证明公钥与特定实体（个人、组织、服务器）相关联，以及证书中的重要信息，如颁发者、有效期、公钥本身等。 证书颁发机构 (CA)：信任的源头 CA是PKI的核心，负责签发数字证书。本书将阐述CA的职责，包括验证申请者的身份，并使用自己的私钥对证书进行签名，以建立信任链。 证书撤销列表 (CRL) 与在线证书状态协议 (OCSP)：确保证书的有效性 我们将讨论当证书不再有效时（例如，私钥泄露），如何通过CRL或OCSP来及时告知用户该证书已不可信，从而防止安全风险。 安全套接字层/传输层安全 (SSL/TLS)：网络通信的守护神 SSL/TLS协议是互联网上最广泛使用的安全协议，它为Web浏览、电子邮件传输、即时通讯等提供端到端的加密和身份验证。本书将深入剖析TLS的工作流程： 握手过程：建立安全连接 我们将详细介绍TLS握手过程，包括客户端和服务器之间的身份验证（通过数字证书）、协商加密算法、生成对称会话密钥等关键步骤。 加密通信：数据传输的安全保障 一旦握手成功，TLS将使用协商好的对称密钥对应用层数据进行加密，确保数据在传输过程中不被窃听或篡改。 安全通信协议：保障多样化通信的安全性 除了SSL/TLS，本书还将探讨其他重要的安全通信协议： 安全外壳协议 (SSH)：远程访问的安全通道 SSH提供了安全地远程登录到服务器以及执行命令的途径。我们将分析SSH的认证机制（密码认证、密钥认证）以及其加密通信的原理，确保远程操作的安全性。 虚拟专用网络 (VPN)：构建安全的私有网络 VPN允许用户通过公共网络建立一条加密的隧道，从而安全地访问私有网络资源。本书将介绍VPN的原理，以及它如何实现数据隐私和访问控制。 现代密码学的前沿：同态加密、后量子密码学等 密码学领域仍在不断发展，本书将对一些前沿领域进行介绍，以展望未来： 同态加密 (Homomorphic Encryption)：在加密数据上进行计算 我们将探讨同态加密的革命性潜力，即允许在加密数据上直接进行计算，而无需先解密，极大地增强了数据隐私在云计算等场景下的保护。 后量子密码学 (Post-Quantum Cryptography)：应对量子计算的挑战 随着量子计算技术的进步，现有的一些公钥加密算法（如RSA）将面临被破解的风险。本书将介绍后量子密码学的研究进展，包括基于格（Lattice-based）、基于编码（Code-based）、基于多变量（Multivariate）等方案，以及它们如何应对量子计算的威胁。 第三部分：密码学实践案例与安全意识 理论知识的掌握离不开实际的运用。本部分将通过具体的案例，展示密码学在不同领域的应用，并强调安全意识的重要性。 电子商务安全：保护交易信息的安全 我们将分析在线支付、用户身份验证等环节中密码学技术的应用，以及SSL/TLS在保障电子商务安全中的关键作用。 电子邮件安全：PGP/GPG的应用 我们将介绍PGP（Pretty Good Privacy）或其开源实现GPG（GNU Privacy Guard）如何使用对称加密、非对称加密和数字签名来加密和验证电子邮件，确保邮件内容不被泄露或篡改。 区块链技术：分布式账本的密码学支撑 本书将简要介绍区块链技术的核心原理，并重点阐述哈希函数、数字签名、公钥加密等密码学技术在确保区块链的不可篡改性、透明性和安全性方面所扮演的角色。 密码学中的常见攻击与防御 我们将回顾一些经典的密码学攻击（如中间人攻击、字典攻击、侧信道攻击等），并介绍相应的防御策略和最佳实践，帮助读者提升安全意识，避免成为攻击的受害者。 结论 《密码学原理与实践》一书不仅是技术手册，更是通往数字世界安全之路的向导。通过深入浅出的讲解和丰富的实例，本书致力于让读者理解密码学这一抽象而强大的工具，并能够将其应用于保护自身和组织的数据资产。掌握密码学，就是掌握数字时代的安全主动权。 本书适合读者： 对信息安全和数据隐私感兴趣的初学者 计算机科学、信息技术专业的学生和从业人员 需要理解和应用加密技术的开发者、系统管理员和安全工程师 任何希望深入了解数字世界安全运作机制的读者 通过学习本书，您将能够更自信地驾驭日益复杂的数字环境，保护您的敏感信息，并为构建一个更安全的数字未来贡献力量。

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这本书给我带来的最直观感受是“掌控感”。在阅读之前，正则表达式对我而言更像是一种带有神秘色彩的“黑魔法”，需要反复试错才能勉强生效。然而，通过这本书的系统学习，我发现它完全是一门严谨的、基于逻辑的学科。作者对“边界条件”的强调令人印象深刻，书中用大量篇幅解析了如何通过精巧的负向断言和零宽度匹配来精确地锁定目标区域，而又不影响周围的文本结构。特别值得一提的是，书中关于构建可重用、参数化正则表达式模块的章节，这极大地提升了我在项目开发中的编码规范性。我不再需要为每一个小任务编写冗长且难以维护的脚本。相反，我学会了设计模块化的、可配置的匹配单元。这本书无疑是为那些追求极致效率和代码清晰度的开发者准备的，它提供的不仅是技能，更是一种专业的工作方法论。

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坦白说，这本书的深度让我有些吃惊，它远超出了我对于一本专注于“表达式”主题的书籍的预期。它不仅仅是关于“怎么做”，更是关于“为什么这么做”。作者对正则表达式的底层工作原理——特别是DFA（确定性有限自动机）和NFA（非确定性有限自动机）在实际应用中的性能差异的讨论，异常精彩。我过去常常因为写出效率低下的表达式而导致程序崩溃，这本书为我打开了性能优化的全新视角。它让我明白了，有时候一个简单的修改，比如改变捕获组的顺序，对处理数百万行数据时的效率影响是天壤之别。此外，书中还穿插了关于正则表达式安全性的讨论，比如如何防范“拒绝服务”攻击（ReDoS），这个话题在当今的安全环境下显得尤为重要。如果你已经掌握了基本的匹配语法，并且渴望将你的文本处理技能提升到架构层面，这本书提供了必要的理论深度和实战指导。

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我对这本书的评价可以用“结构严谨，深入浅出”来概括。它避开了对基础概念的过度赘述，直接将读者带入了中高级应用的领域。我是在一个高强度的项目压力下开始阅读的，当时需要快速掌握如何从混合了多种编码格式和不规范标点符号的古老数据库导出数据。这本书的第三部分，关于“跨语言字符集处理与Unicode的复杂性”，简直是雪中送炭。作者对不同正则表达式引擎（如PCRE、Python的`re`模块等）在处理Unicode边界时的细微差别进行了详尽的对比，这在很多商业书籍中是被忽略的细节。通过书中精心设计的挑战性习题，我不仅巩固了知识，更重要的是，我学会了如何在不同的技术栈之间切换思维模式，确保我的匹配规则在任何环境下都能保持健壮性。这本书的价值在于，它让你从一个“使用工具的人”升级为一个“理解工具原理的设计者”。

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这本书绝对是为那些想在数据清洗和文本处理领域一展身手的专业人士量身定做的。我花了好几个周末沉浸其中，最大的感受是作者对“模式识别”这个核心概念的理解深刻且极具操作性。它不像市面上那些充斥着晦涩理论的教材，反而像一位经验丰富的老兵在手把手地教你如何在实战中快速定位并解决那些棘手的文本结构问题。书中的案例选取非常贴近现实工作场景，比如从海量的日志文件中提取特定的错误代码，或者自动化处理复杂的金融报告中的非结构化数据。我尤其欣赏作者在讲解“回溯”机制时的细腻笔触，那部分内容常常是许多学习者望而却步的难点，但在这里，通过生动的图示和层层递进的例子，即便是初次接触复杂正则表达式语法的读者也能豁然开朗。这本书的价值不在于罗列所有可能的语法符号，而在于培养读者一种“结构化思维”，让你在面对任何文本数据流时，都能迅速在脑海中构建出相应的匹配蓝图。如果你希望你的文本处理效率能实现质的飞跃，这本书是不可多得的工具箱。

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读完这本关于高级文本匹配技巧的书，我感到自己的“代码直觉”被极大地增强了。起初我以为这只是一本纯粹的语法手册，但很快我就发现，它更像是一部关于“逻辑推理”的深度指南。作者似乎有一种魔力，能把那些看似随机的字符序列，通过精妙的正则表达式设计，转化为清晰、可预测的结构。书中对“贪婪匹配”与“非贪婪匹配”的对比分析达到了教科书级别的水准，我记得有一章专门讨论了在处理嵌套结构（比如HTML或JSON片段）时，如何利用前瞻和后顾断言来精确控制匹配边界，那段讲解的清晰度和深度，远超我在其他任何资源中学到的。更重要的是，这本书的内容具有极强的迁移性。它教会你的不仅仅是如何写出一条能跑的表达式，而是理解引擎是如何解析你的指令，从而让你能够写出既高效又易于维护的模式。对于任何需要进行大规模数据验证、数据抓取或构建编译器前端的工程师来说，这本书提供的思维框架是无价之宝。

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