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出版者:

作者:Shih, Frank Y.

出品人:

页数:200

译者:

出版时间:

价格:776.00元

装帧:

isbn号码:9781420047578

丛书系列:

图书标签:

• 数字水印
• 隐写术
• 信息安全
• 图像处理
• 数据隐藏
• 版权保护
• 通信安全
• 多媒体安全
• 信号处理
• 计算机安全

探索现代信息安全与隐私保护的基石：加密技术、区块链与物联网安全 图书名称： 《现代信息安全与隐私保护：从加密学到去中心化网络安全实践》 图书简介： 在信息爆炸与深度互联的时代背景下，数据安全与个人隐私保护已成为社会运行和个人生活不可或缺的核心议题。本书《现代信息安全与隐私保护：从加密学到去中心化网络安全实践》旨在为读者提供一个全面、深入且极具前瞻性的视角，剖析当前信息安全领域的核心技术栈、新兴威胁模型以及应对这些挑战的先进防御策略。本书并非聚焦于信息隐藏技术（如数字水印或隐写术），而是将重点置于保障信息传输的机密性、完整性、可用性以及可信性的主动防御机制和结构性信任构建上。 本书的结构设计旨在引导读者从基础理论的坚实地基出发，逐步深入到复杂的应用场景与前沿技术架构。全书共分为六大部分，共二十章内容，力求在理论深度与工程实践之间取得完美的平衡。 --- 第一部分：现代密码学的理论基石与应用深化 (Foundations of Modern Cryptography and Advanced Applications) 本部分着重阐述保障现代通信和数据存储安全所依赖的数学工具和算法框架。 第一章：信息论基础与安全模型 本章首先回顾信息论在安全评估中的关键作用，包括香农熵、互信息以及安全定义的量化，如计算安全与信息论安全之间的差异。重点讲解了堡垒假设（Adversary Models），如选择明文攻击（CPA）、选择密文攻击（CCA）等，为后续的密码分析奠定理论基础。 第二章：对称加密的演进与性能优化 详细分析了分组密码（如AES）和流密码（如ChaCha20）的工作原理、安全性证明和模式（如GCM的认证加密）。特别探讨了在资源受限设备（如嵌入式系统）上实现高吞吐量和低延迟加密的优化技术，包括硬件加速指令集（如Intel AES-NI）的应用。 第三章：非对称加密与密钥交换机制 深入探讨了基于大数分解（RSA）、椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）的公钥加密系统。详细阐述了Diffie-Hellman (DH) 和椭圆曲线Diffie-Hellman (ECDH) 密钥交换的数学原理、安全性考量以及在TLS/SSL握手中的实际部署。 第四章：数字签名与证书基础设施 本章聚焦于不可否认性和数据完整性的实现。详述了数字签名的生成、验证过程，包括Schnorr签名和EdDSA等现代高效签名方案。同时，对公钥基础设施（PKI）的结构、证书颁发机构（CA）的信任链管理、以及证书吊销列表（CRL）和在线证书状态协议（OCSP）进行了细致的解析。 --- 第二部分：安全通信协议与传输层保护 (Secure Communication Protocols and Transport Layer Security) 本部分将理论知识应用于实际的网络通信场景，重点解析当前互联网安全的核心协议。 第五章：TLS/SSL 协议的深度剖析 详尽解析了最新一代的TLS 1.3协议，包括其握手流程的简化、前向保密（PFS）的实现机制，以及密钥协商的每一步骤。对比分析了TLS 1.2与1.3在安全性、性能和协议设计上的关键差异。 第六章：端到端加密在即时通讯中的实现 探讨了Signal 协议等现代端到端加密框架的设计哲学。重点讨论了预先密钥（Pre-Key Bundles）的使用、会话重放攻击的防御、以及如何平衡“可审计性”与“绝对隐私性”的需求。 第七章：邮件安全协议：PGP与S/MIME 分析了PGP（Pretty Good Privacy）和S/MIME在邮件加密和签名中的不同应用场景和信任模型，包括密钥的签名和环状信任（Web of Trust）的维护挑战。 --- 第三部分：新兴的去中心化信任与区块链安全 (Decentralized Trust and Blockchain Security) 随着Web 3.0的兴起，去中心化技术对传统信任模型提出了革命性的挑战。本部分专门探讨基于分布式账本技术的安全架构。 第八章：区块链基础架构与共识机制安全 系统阐述了区块链的数据结构、默克尔树的校验机制。深入分析了工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）共识机制的安全性弱点，如51%攻击、长程攻击（Long-Range Attacks）的预防措施。 第九章：智能合约的安全审计与漏洞分析 聚焦于以太坊等平台上的智能合约安全。详尽分析了重入攻击（Reentrancy）、整数溢出/下溢、拒绝服务（DoS）等常见漏洞的原理，并介绍形式化验证（Formal Verification）在合约安全审计中的应用。 第十章：零知识证明（ZKP）及其隐私保护应用 深入讲解了零知识证明的数学原理，特别是zk-SNARKs和zk-STARKs的构造。阐述了ZKP如何在不泄露底层数据的前提下，实现交易的验证和身份的证明，是未来隐私计算的关键技术。 --- 第四部分：物联网（IoT）与边缘计算的安全挑战 (Security Challenges in IoT and Edge Computing) 物联网设备的异构性、资源限制和部署环境的不可控性，带来了独特的安全难题。 第十一章：嵌入式系统与硬件安全 讨论了针对物理攻击（如侧信道攻击、故障注入）的防御策略。重点介绍可信执行环境（TEE，如ARM TrustZone）的设计原理，以及如何隔离敏感操作。 第十二章：资源受限设备的密钥管理与身份认证 分析了资源受限设备（如传感器）在密钥生成、存储和更新方面的困难。探讨了基于物理不可克隆函数（PUF）的硬件安全根（RoT）方案，以及轻量级加密算法（如Simon/Speck）的应用场景。 第十三章：无线通信协议安全：ZigBee, LoRaWAN与5G 解析了主流物联网无线协议栈的安全特性，包括对中间人攻击、重放攻击的防御措施。特别强调了5G网络切片（Network Slicing）中的安全隔离机制。 --- 第五部分：高级威胁分析与防御技术 (Advanced Threat Analysis and Defensive Technologies) 本部分将视线转向主动的攻击与防御策略，覆盖了软件层的漏洞利用与高级恶意软件的防御。 第十四章：软件漏洞的静态与动态分析 系统性地介绍二进制代码分析技术，包括逆向工程的基础工具链。重点分析了栈溢出、堆溢出、格式化字符串漏洞的原理及利用方式。讲解了编译期防御技术，如地址空间布局随机化（ASLR）和数据执行保护（DEP）。 第十五章：恶意软件分析与沙箱技术 区别静态特征码检测与动态行为分析。详细阐述了虚拟化和沙箱技术（如Cuckoo Sandbox）在隔离和分析未知恶意软件中的作用，以及恶意软件为逃避检测所采取的混淆与反调试技术。 第十六章：入侵检测与防御系统（IDS/IPS） 对比基于签名的检测与基于异常行为的检测（基于机器学习的IDS）。讨论了网络流量分析在识别加密通道中的异常模式（如流量指纹识别）方面的应用。 --- 第六部分：隐私增强技术与未来展望 (Privacy-Enhancing Technologies and Future Outlook) 本部分探讨了如何在不牺牲数据效用的前提下，最大化数据主体的隐私权。 第十七章：同态加密（HE）的计算原理 深入讲解了全同态加密（FHE）和部分同态加密（PHE）的技术进展，包括BFV和CKKS方案。阐述了如何在密文上直接执行加法和乘法运算，实现“数据可用而不可见”的计算范式。 第十八章：安全多方计算（MPC） 重点分析了MPC（如基于秘密共享的MPC）如何允许多个参与方在不向其他任何一方暴露其私有输入的情况下，共同计算一个函数的结果。讨论了MPC在联合风控和隐私保护数据挖掘中的落地实践。 第十九章：差分隐私（DP）的理论与应用 详细介绍了差分隐私的数学严格定义（$epsilon$ 和 $delta$ 参数），以及拉普拉斯机制和指数机制的原理。探讨了如何在数据库查询、数据发布和机器学习模型训练中应用DP来量化和控制隐私泄露的风险。 第二十章：后量子密码学与未来安全图景 面对量子计算的潜在威胁，本章介绍了后量子密码学（PQC）的候选算法，如基于格（Lattice-based）、基于编码（Code-based）和基于哈希的签名方案（如Dilithium, Falcon）。对未来信息安全架构的演进方向进行了总结和展望。 --- 目标读者： 本书面向信息安全、计算机科学、软件工程等领域的专业人士、高级研究人员、以及对数据安全和隐私保护有深入学习需求的工程师和学生。阅读本书需要具备扎实的离散数学、线性代数和基础算法知识。 本书特色： 本书的重点在于构建一个主动的、结构化的安全防御体系，从底层的数学构造（密码学）到高层的应用协议（TLS/区块链），再到新兴的隐私计算范式（HE/ZKP），全面覆盖了当代信息安全领域的核心挑战与尖端解决方案。它提供的是信任的构建方法，而非仅仅关注信息的隐藏手段。

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这本书的封面设计极具现代感，那种深邃的蓝色调配上银灰色的字体，立刻就给人一种专业而又神秘的科技氛围。我原本以为这会是一本晦涩难懂的纯理论著作，毕竟“数字水印”和“隐写术”听起来就离普通人的生活很遥远。然而，翻开目录，我发现作者的结构安排非常巧妙，它似乎不是直接扎进那些复杂的数学模型里，而是先构建了一个宏大的背景，讨论了信息安全在当今这个数据爆炸时代的极端重要性，让人立刻意识到，这不仅仅是实验室里的技术，而是关乎个人隐私和国家安全的大事。书中对信息隐藏技术在数字内容保护、版权追踪方面的应用案例描述得栩栩如生，比如一段关于电影发行方如何利用隐形水印来追踪盗版源头的叙述，读起来简直像在看一部高智商的谍战片。作者的笔触非常细腻，即使是初次接触这个领域的读者，也能被迅速拉入情境，感受到这项技术背后的紧迫性和艺术性。那种将“看不见”的技术描绘得“清晰可见”的能力，实在令人赞叹。

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这本书的深度和广度都达到了一个令人惊叹的平衡点。在讨论技术的鲁棒性（Robustness）时，作者并没有停留在理论层面，而是引入了大量的实际对抗场景进行分析。比如，对JPEG压缩、裁剪、旋转等常见图像处理操作对不同水印算法的影响进行了详尽的对比测试。这种实验性的描述，让读者可以直观地感受到不同技术路线的优劣。更令人印象深刻的是，它并没有局限于传统的图像和音频水印，还花了相当篇幅探讨了3D模型隐写和视频序列中的时域隐藏技术，这显示出作者对前沿研究的敏锐捕捉。我尤其喜欢其中关于“感知模型”和“信息论极限”的讨论，它将技术问题提升到了哲学的层面——我们能隐藏多少信息，在不被察觉的前提下，其边界究竟在哪里？这使得这本书不只是一本技术手册，更是一份对信息隐藏领域未来挑战的深刻预言。

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从一个致力于应用角度的开发者的视角来看，这本书的价值在于它提供的实践指导和前瞻性思考的结合。书中在阐述理论的同时，穿插了一些关于实际部署时需要注意的工程问题，例如如何平衡隐藏容量、安全性和不可感知性之间的“铁三角”关系。作者并没有给出“万能钥匙”，而是引导读者理解在特定应用场景下（比如医疗影像归档或金融交易追踪），应当如何根据需求侧重进行算法的取舍和参数调优。更重要的是，它对未来潜在的攻击手段和防御策略进行了深入探讨，激发了我对设计更具弹性水印系统的兴趣。总而言之，这本书提供了一个坚实的基础，让我不仅能理解现有的技术瓶颈，更能开始思考如何跨越它们，这种激发创新思维的能力，远超出一本教科书应有的范畴，更像是一位资深导师的悉心点拨。

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这本书的阅读体验非常流畅，得益于作者在概念解释上所花费的心思。我特别欣赏它处理复杂算法时的那种“庖丁解牛”般的清晰度。举例来说，在讲解离散余弦变换（DCT）域下的水印嵌入过程时，很多教材会直接抛出公式，让人望而却步。但这位作者没有，他仿佛站在我身边，一步步地引导我，先解释为什么要选择DCT，它能带来什么优势，然后才引入数学符号，并且会用通俗的比喻来解释每个参数的物理意义。这使得那些原本高不可攀的数学公式，突然间变得有血有肉，不再是冰冷的符号堆砌。我感觉自己不是在被动地接受知识，而是在和作者一起进行一次思维的探险，每一次解构和重组，都带来豁然开朗的喜悦。这种教学上的循序渐进，远胜于那种上来就堆砌专业术语的“专家式”写作，让人读完后，不仅知其然，更能知其所以然。

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我不得不提一下这本书的排版和配图，它们对提升阅读体验起到了至关重要的作用。通常这类专业书籍的插图往往是粗糙的、低分辨率的，难以辅助理解。然而，这本书中的所有图表都经过精心设计，色彩搭配协调，逻辑结构一目了然。特别是那些算法流程图，使用了清晰的层次结构和箭头指示，使得整个数据流动的过程清晰可见，极大地方便了对复杂流程的跟踪。即便是相对枯燥的性能指标对比表格，也被设计得简洁高效，关键数据点突出，让人一眼就能抓住核心信息。这种对细节的极致追求，体现了出版方和作者对读者的尊重。流畅的文字配上精良的视觉辅助，让原本需要反复阅读才能理解的内容，在第一次接触时就基本掌握了脉络，这对于繁忙的专业人士来说，简直是福音。

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