Advances in Cryptology - CRYPTO '93 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Stinson, Douglas R.

出品人:

页数:492

译者:

出版时间:1994-02-28

价格:USD 69.95

装帧:Paperback

isbn号码:9783540577669

丛书系列:

图书标签:

• Cryptography
• Information Security
• Computer Science
• Algorithms
• Data Encryption
• Network Security
• Mathematical Cryptography
• Public-key Cryptography
• Security Protocols
• Coding Theory

现代密码学：理论与前沿进展 一、 绪论：密码学的历史演进与现代挑战 密码学，作为一门横跨数学、计算机科学与信息安全的古老学科，其发展历程与人类对信息保密的需求紧密相连。从古典密码学的替换与换位，到香农信息论奠定的理论基石，再到现代公钥密码体系的横空出世，密码学的每一次飞跃都深刻影响了全球通信与安全格局。 本卷聚焦于当前密码学研究的核心领域，旨在系统梳理自上世纪末以来，特别是在公钥基础设施（PKI）、数字签名、复杂性理论基础以及新兴加密技术方面取得的突破性进展。我们着重探讨那些为当前互联网安全、金融交易乃至国家安全提供底层支撑的理论模型与实践方案，而非聚焦于某一特定年份的会议成果。 二、 公钥密码体系的坚实基础与持续演进 公钥密码学是现代信息安全的支柱。本部分将深入分析RSA、Diffie-Hellman（DH）及其变体（如ElGamal）等经典算法在安全性证明上的最新进展。 2.1 基于难题的安全性分析： 我们详细审视了整数分解问题（Integer Factorization Problem, IFP）、离散对数问题（Discrete Logarithm Problem, DLP）以及椭圆曲线离散对数问题（Elliptic Curve Discrete Logarithm Problem, ECDLP）的计算复杂性。分析了亚指数级攻击算法（如数域筛选法Sieve方法）的效率提升，并探讨了如何通过选择更大模数或采用更安全的曲线参数来应对这些威胁。同时，对这些问题在量子计算背景下的脆弱性进行了初步的理论铺垫。 2.2 椭圆曲线密码学（ECC）的成熟与优化： 椭圆曲线密码学因其在同等安全强度下密钥长度显著短于传统有限域上的离散对数问题而成为移动和受限环境的首选。本章详述了先进的曲线构造方法（如Weierstrass方程、Montgomery曲线、Twisted Edwards曲线），重点分析了侧信道攻击（Side-Channel Attacks）如何针对曲线上的点乘操作，并介绍了消除或减轻这些攻击的防护技术，如掩码技术（Masking）和随机化算法。 三、 认证与完整性：数字签名的范式转变 数字签名是确保信息来源可靠性和内容不可篡改性的关键技术。 3.1 数字签名算法的安全性分类： 我们对比了基于大整数运算（如DSA、ECDSA）和基于哈希函数（如Lamport、Winternitz、Merkle签名）的签名方案。重点讨论了基于哈希的签名方案（如XMSS、LMS）在后量子时代的应用潜力，尽管它们通常涉及更大的签名和公钥尺寸，但其安全性仅依赖于抗碰撞哈希函数的假设。 3.2 盲签名与多重签名技术： 盲签名技术在电子投票和电子现金系统中的应用是本章的亮点。我们剖析了Blind RSA等经典方案的工作原理，并探讨了如何将盲化技术扩展到椭圆曲线域。多重签名（Multi-Signature Schemes）则被视为提高协作效率的关键，介绍了基于Schnorr协议的多重签名构造，以及在区块链环境中实现高效聚合签名的最新研究成果。 四、 同态加密与零知识证明：隐私计算的革命 随着数据安全与隐私保护要求的日益提高，无需解密即可在密文中进行计算（同态加密）和无需泄露信息即可证明某事属实（零知识证明）成为密码学研究的前沿热点。 4.1 全同态加密（FHE）的实用化探索： 我们回顾了FHE从理论概念到可操作算法的飞跃，从Gentry的开创性工作到RLWE（Ring Learning with Errors）和LWE（Learning with Errors）问题的引入。详细阐述了BFV、BGV以及CKKS等主流方案的结构、性能瓶颈（如“电路深度”限制和“重线性化”操作的开销），并讨论了如何通过参数选择优化其在特定应用场景（如机器学习推理）中的效率。 4.2 零知识证明（ZKP）的精进： 本部分重点介绍交互式ZKP向非交互式ZKP（NIZK）的转化，特别是基于可信设置（Trusted Setup） 的STARK（Scalable Transparent Argument of Knowledge）和SNARK（Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge）技术。我们分析了这些证明系统在证明生成速度、验证效率以及证明大小之间的权衡，它们在隐私保护交易验证和可扩展性解决方案中的核心作用。 五、 新兴密码学范式：后量子时代与安全多方计算 面对量子计算机的理论威胁，密码学界正积极寻求抗量子的替代方案。 5.1 格基密码学（Lattice-Based Cryptography）： 格密码被视为最有希望取代现有公钥体系的后量子密码学分支。我们深入探讨了基于LWE/SIS（Short Integer Solution）问题的关键算法，如Kyber（密钥封装机制）和Dilithium（数字签名），并分析了其安全性对格基规约算法（如LLL算法和BKZ算法）的依赖程度。 5.2 安全多方计算（MPC）的实用化： MPC允许多个参与方在不泄露各自私有输入的前提下共同计算一个函数。本章聚焦于主动安全（Active Security）和被动安全（Passive Security）模型下的MPC协议。讨论了如何结合秘密共享技术（如Shamir秘密共享）和混淆电路（Garbled Circuits） 实现高效的二方安全计算，以及在现实世界中解决高通信开销和同步问题的技术。 六、 结语：面向未来的密码学展望 密码学正处于一个深刻的转型期。理论研究不仅要求更高的数学严谨性，更需要关注工程实现的可行性、抗侧信道攻击的鲁棒性以及对未来计算环境（如量子计算）的适应性。本卷旨在为研究人员提供一个坚实的理论框架，以理解和推进下一代安全通信和数据保护技术的创新。

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