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页数:384

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出版时间:2010-3

价格:100.00元

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isbn号码:9787564501259

丛书系列:

图书标签:

• 眼科
• 解剖学
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• 眼科医学
• 人体解剖
• 医学参考书

《数字时代的密码学与信息安全实践》 图书简介 在信息爆炸与数字化浪潮席卷全球的今天，数据的安全与隐私保护已成为社会运行和个人生活不可或缺的基石。《数字时代的密码学与信息安全实践》旨在为读者提供一个全面、深入且实用的知识体系，以应对当前和未来信息安全领域所面临的复杂挑战。本书不仅涵盖了现代密码学的基础理论，更侧重于将这些理论应用于实际的安全防护体系构建之中。 本书结构清晰，内容涵盖了从经典密码学原理到前沿量子安全算法的演进历程，并结合当前主流的操作系统、网络协议及应用层安全实践进行了详尽的阐述。它不仅面向计算机科学、信息安全专业的学生和研究人员，也为IT从业者、系统架构师以及关注数据安全的商业人士提供了一份宝贵的参考指南。 --- 第一部分：密码学理论的基石与演进（Foundations of Cryptography） 本部分将读者引入密码学的核心领域，建立坚实的理论基础。我们首先回顾了密码学的历史脉络，从凯撒密码到恩尼格玛机，理解对称加密与非对称加密的起源与发展瓶颈。 1. 经典与现代密码学原语： 深入解析了信息安全的三大支柱：机密性、完整性和不可否认性是如何通过密码学原语实现的。详细讲解了分组密码的设计原理，特别是目前广泛应用的AES（的高级加密标准）的轮函数、S盒构造与密钥扩展过程。对于流密码，则重点分析了ChaCha20等高性能算法的内部状态转换机制。 2. 散列函数与完整性验证： 散列函数是数据完整性与数字签名的核心。本书详尽剖析了MD5、SHA-1等已淘汰算法的安全性缺陷，并聚焦于SHA-256/SHA-3（Keccak）系列的结构和抗碰撞性分析。此外，还介绍了HMAC（基于哈希的消息认证码）在保证消息认证和完整性方面的应用场景。 3. 公钥密码学与数学难题： 非对称加密是现代安全体系的支柱。本章深入探讨了公钥加密背后的数学基础，包括离散对数问题（DLP）和大数因子分解问题（IFP）。详细解析了RSA算法的密钥生成、加密、解密过程及其在数字证书中的关键作用。对于基于椭圆曲线的密码学，则全面介绍了ECC的几何特性、群运算以及ECDSA（椭圆曲线数字签名算法）的性能优势和实现细节。 4. 密钥管理与分发挑战： 密钥的生命周期管理是实践中的重中之重。本章讨论了Diffie-Hellman密钥交换协议的工作原理及其在握手过程中的安全考量，并探讨了对称密钥的生命周期管理策略，包括密钥生成、存储（硬件安全模块HSM的应用）和销毁的最佳实践。 --- 第二部分：网络与应用层安全协议的深度解析（Security Protocols in Practice） 理论需要付诸实践，本部分将密码学原理应用于构建安全的通信与应用环境。 5. 传输层安全（TLS/SSL）： TLS协议是互联网安全通信的基石。本书详细解构了TLS 1.3的握手流程，对比了不同密钥交换套件（如ECDHE与RSA-based）的安全特性和性能差异。重点分析了证书链验证、服务器名称指示（SNI）的安全性，以及如何有效防御中间人攻击（MITM）。 6. 身份验证与访问控制： 探讨了现代身份验证机制的演进。从经典的密码哈希存储（加盐与加动态迭代的必要性，如bcrypt, Argon2）到基于令牌的认证机制，如OAuth 2.0和OpenID Connect (OIDC)。书中提供了构建零信任架构（Zero Trust Architecture, ZTA）时，身份验证模块应遵循的安全设计原则。 7. 数字签名与证书基础设施（PKI）： 深入解析了公钥基础设施（PKI）的架构，包括证书颁发机构（CA）、注册机构（RA）和证书撤销列表（CRL/OCSP）的工作机制。重点讲解了如何利用数字签名技术实现代码签名、文档授权和安全邮件（S/MIME）。 8. 区块链与分布式共识安全： 本章将密码学应用于新兴的分布式账本技术。详细介绍了工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）的安全性分析，以及默克尔树（Merkle Trees）在保证交易不可篡改性中的作用。同时，也探讨了在区块链环境中，私钥管理和智能合约安全所面临的独特挑战。 --- 第三部分：前沿安全技术与未来挑战（Advanced Topics and Future Trends） 本部分聚焦于当前密码学研究的前沿领域，特别是应对未来计算威胁的技术。 9. 后量子密码学（Post-Quantum Cryptography, PQC）： 随着量子计算的逼近，现有的基于大数分解和离散对数的公钥体系面临被Shor算法破解的风险。本章系统介绍了PQC的几大主流研究方向，包括： 格基密码（Lattice-based Cryptography）： 详细讲解了Learning With Errors (LWE) 问题及其在Kyber（密钥封装机制）和Dilithium（数字签名）中的应用。 哈希与编码理论密码学： 对基于哈希的签名方案（如XMSS/LMS）和基于编码的密码（如McEliece）进行了理论剖析。 PQC标准化进程（NIST PQC项目）及其对现有基础设施的迁移策略。 10. 零知识证明（Zero-Knowledge Proofs, ZKP）： ZKP是实现隐私保护计算的关键技术。本书深入剖析了zk-SNARKs和zk-STARKs的基本结构，解释了“证明者”如何向“验证者”证明某一陈述的真实性，而无需透露该陈述本身的信息。这在隐私保护交易和身份验证中具有革命性的意义。 11. 同态加密（Homomorphic Encryption, HE）： 探讨了在不解密数据的情况下直接对密文进行计算的能力。对比了全同态加密（FHE）和部分同态加密的性能权衡，并展望了HE在安全云计算和联邦学习中的实际部署前景。 12. 安全多方计算（Secure Multi-Party Computation, MPC）： 讲解了MPC如何允许多个参与方在不泄露各自私有输入的情况下，共同计算一个函数的结果。重点分析了基于秘密共享（Secret Sharing）和Garbled Circuits的实现方式，及其在隐私数据分析中的应用潜力。 --- 第四部分：安全工程与实践操作（Security Engineering and Implementation） 本部分将理论知识转化为可操作的工程实践，强调安全编码和系统加固。 13. 密码学实现的安全隐患： 讨论了实践中常见的安全漏洞，如侧信道攻击（Side-Channel Attacks），包括定时攻击、功耗分析和电磁辐射分析。阐述了如何通过恒定时间算法、掩码技术（Masking）等手段来抵御这些攻击。 14. 密码学随机数的生成： 强调了高质量随机数在密码学中的决定性作用。对比了CSPRNG（加密安全伪随机数生成器）与传统PRNG的区别，分析了操作系统内核（如/dev/random和/dev/urandom）的熵源管理机制，并介绍了硬件真随机数生成器（TRNG）的原理。 15. 软件供应链安全与代码审计： 讨论了如何将密码学模块安全地集成到软件开发生命周期（SDLC）中。涵盖了第三方库的漏洞扫描、固件安全签名验证，以及在代码审计中识别密码学错误配置和弱实现的方法论。 总结： 《数字时代的密码学与信息安全实践》不仅是一本理论教科书，更是一本面向实战的工程手册。它提供了一套完整的工具箱，帮助读者构建起抵御日益复杂网络威胁的数字防线，确保信息在采集、传输、存储和处理的每一个环节都受到最高级别的密码学保护。本书将指引读者从理论的深度走向实践的广度，成为信息安全领域的合格建设者和捍卫者。

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