Enhancing Cryptographic Primitives With Techniques from Error Correcting Codes pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Preneel, Bart (EDT)/ Dodunekov, Stefan Dodunekov (EDT)/ Rijmen, Vincent (EDT)/ Nikova, Svetla (EDT)

出品人:

页数:276

译者:

出版时间:

价格:1289.00 元

装帧:

isbn号码:9781607500025

丛书系列:

图书标签:

• Cryptography
• Error Correcting Codes
• Coding Theory
• Security
• Information Theory
• Algebraic Structures
• Code-Based Cryptography
• Mathematical Foundations
• Algorithms
• Data Protection

密码学基石的强化：超越传统编码理论的视界 在数字世界日益复杂且充满挑战的安全需求面前，传统的密码学构建模块——密码学原语（Cryptographic Primitives）——正面临着前所未有的严峻考验。从数据传输的保密性到数字签名的完整性，再到安全身份验证的可靠性，密码学原语构成了这一切安全机制的基石。然而，随着计算能力的飞跃、新的攻击向量的出现以及对更高效、更安全解决方案的不断渴求，仅仅依靠现有理论框架来设计和优化这些原语已显不足。本书旨在探索一条全新的路径，一种将深邃的纠错码（Error Correcting Codes）理论中的强大工具和创新思想，巧妙地融入密码学原语设计与分析的范畴，从而实现对其性能、安全性和鲁棒性的显著提升。 我们不再将纠错码仅仅视为通信和数据存储领域内保障信息完整性的技术，而是将其视为一种能够赋予密码学原语更强韧性和更优越特性的“增强剂”。本书将深入剖析纠错码在不同维度上能够为密码学原语带来的变革性影响，并提供具体的技术实现路径与理论分析。 核心篇章将聚焦于纠错码如何为密码学原语注入“鲁棒性”。在信息传输和处理过程中，噪声、干扰甚至恶意篡破坏总会不可避免地引入错误。传统密码学原语的设计往往是在理想环境下进行的，一旦面对实际的、充满不确定性的环境，其性能和安全性可能会大打折扣。本书将详细阐述如何利用纠错码的内在结构和解码算法，来设计具有更高容错能力的密码学原语。例如，在对称加密算法中，即使输入的少许比特发生翻转，经过精心设计的编码和解码过程，也能在一定程度上恢复原始明文，从而增强算法对传输错误或存储介质损坏的抵抗力。同样的原理可以应用于哈希函数，使其在面对部分数据损坏时，依然能够产生高度可靠且不可预测的输出，或者在面对差分攻击时展现出更强的抵御能力。 另一项至关重要的贡献在于纠错码如何为密码学原语提供“新颖的安全保障”。纠错码所蕴含的数学结构和信息论原理，为设计全新的、难以被现有密码分析工具攻破的密码学方案提供了丰富的灵感。本书将探讨如何利用纠错码的编码过程本身来构建安全的加密或认证机制。例如，可以将一个秘密信息编码成一个冗余度较高的码字，只有知道正确的纠错码生成参数或解码密钥，才能从看似随机的码字中恢复出原始秘密。这种基于编码结构的安全性，与依赖数学难题（如大数分解或离散对数）的传统公钥密码学有所不同，有望为后量子密码学时代提供新的解决方案。此外，纠错码的代数结构和编码维度也为设计抗侧信道攻击的密码学原语提供了新的视角，通过引入冗余或特定的编码模式，使得攻击者难以通过功耗、电磁辐射等外部信息来推断密钥或敏感数据。 本书还将深入研究“效率与性能的优化”。虽然安全性是密码学的首要考量，但效率同样不可忽视，尤其是在资源受限的嵌入式系统、物联网设备或大规模分布式系统中。传统的密码学原语在某些应用场景下可能存在计算开销过大的问题。纠错码的最新研究成果，特别是关于高效编码和解码算法的进展，可以为密码学原语的实现带来显著的性能提升。例如，利用某些构造高效的纠错码（如LDPC码、Turbo码的变体），可以设计出计算复杂度更低、吞吐量更高的加密和认证算法。本书将通过详细的算法分析和性能评估，展示如何通过与纠错码的巧妙结合，在不牺牲安全性的前提下，大幅提高密码学操作的速度和效率。 本书的研究范围将广泛涵盖多种重要的密码学原语，并探讨纠错码技术的具体应用： 对称加密算法： 如何设计具有内置纠错能力的流密码和分组密码，使其在存在比特翻转的情况下仍能保持高安全性；探索基于纠错码的秘密共享方案，以及其在安全多方计算中的应用。 哈希函数： 如何利用纠错码的结构来构建抗碰撞性更强、雪崩效应更优越的哈希函数；分析基于纠错码的延时函数（Delay Functions）和工作量证明（Proof-of-Work）机制。 公钥加密与签名： 探索基于纠错码的格密码（Lattice-based Cryptography）的变体，以及其在纠错码作为代数结构上的新颖构造；研究如何利用纠错码来增强现有公钥算法的抗量子能力或提高其效率。 身份验证与密钥协商： 如何基于纠错码设计更鲁棒的挑战-响应协议，抵抗重放攻击和密钥窃取；利用纠错码的共识机制来构建安全的密钥交换协议。 本书不仅仅是对现有理论的简单叠加，而是致力于 “技术融合与理论创新”。我们将深入探究纠错码理论中的最新进展，例如代数几何码、量子纠错码的某些思想，以及它们在信息论安全、差分隐私等新兴领域的潜在影响。通过借鉴纠错码在信息论、代数几何、数论等多个数学分支的深厚积累，本书旨在为密码学原语的设计与分析开辟全新的研究维度，提供一套更为强大和灵活的工具箱，以应对未来安全领域日益增长的挑战。 本书适合密码学研究者、信息安全工程师、计算机科学专业学生以及任何对数字安全领域有浓厚兴趣的读者。通过阅读本书，您将能够深刻理解纠错码理论在强化密码学原语方面的巨大潜力，并为设计和构建下一代安全解决方案奠定坚实的理论基础。

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