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第1章 概论1

1.1什么是密码学1

1.1.1密码体制与密码系统1

1.1.2密码系统的安全性3

1.1.3密码学的概念5

1.2传统密码学概述7

1.2.1古老的密码术7

1.2.2由手工到机械的近代密码9

1.3现代密码学概述16

1.3.1现代密码学的兴起16

1.3.2现代密码学的若干基本概念18

1.3.3现代密码学的飞速发展20

1.3.4现代密码学的特点21

1.4本书的内容与组织22

1.5注记23

习题一24

第2章 对称分组算法25

2.1分组密码简介25

2.1.1分组密码的概念25

2.1.2关于分组密码的安全性26

2.1.3分组密码的设计原则27

2.1.4分组密码的一般结构28

2.2DES算法和3-DES算法30

2.2.1DES概述30

2.2.2DES的算法结构32

2.2.3DES中的变换33

2.2.4DES的子密钥生成38

2.2.5DES的安全性41

2.2.63-DES算法及其安全性43

2.3AES算法45

2.3.1AES概述45

2.3.2AES中的基本运算47

2.3.3AES中的基本变换48

2.3.4AES的子密钥生成52

2.3.5AES的算法结构54

2.3.6AES的性能57

2.4分组密码的操作模式58

2.5注记62

习题二63

第3章 非对称算法65

3.1非对称算法概述65

3.2RSA算法67

3.2.1RSA加解密算法67

3.2.2RSA中的模幂运算68

3.2.3RSA的安全性69

3.3ElGamal算法71

3.3.1ElGamal加解密算法71

3.3.2ElGamal的安全性73

3.4ECC算法74

3.4.1椭圆曲线密码概述74

3.4.2有限域上的椭圆曲线密码体制75

3.4.3Menezes-Vanstones椭圆曲线密码体制77

3.4.4椭圆曲线密码的安全性78

3.5基于身份的公钥体制80

3.5.1双线性映射80

3.5.2IBC简介80

3.6注记82

习题三83

第4章 散列算法84

4.1单向Hash函数84

4.1.1单向Hash函数的产生背景84

4.1.2Hash函数的概念85

4.1.3Hash函数的迭代结构87

4.1.4对Hash函数的攻击88

4.1.5安全单向Hash函数的设计91

4.2MD5算法93

4.2.1MD5算法描述94

4.2.2MD5的安全性98

4.3安全Hash算法99

4.3.1SHA-1算法描述99

4.3.2SHA-1的安全性101

4.4注记101

习题四102

第5章 数字签名103

5.1数字签名简介103

5.1.1数字签名的产生背景103

5.1.2数字签名的概念104

5.1.3数字签名的安全性106

5.2普通数字签名方案107

5.2.1RSA数字签名方案107

5.2.2EIGamal数字签名方案109

5.2.3Schnorr数字签名方案110

5.2.4数字签名标准DSS110

5.2.5基于椭圆曲线的数字签名方案111

5.3盲签名112

5.3.1盲签名简介112

5.3.2基于RSA的盲签名方案113

5.3.3基于离散对数的盲签名方案114

5.3.4盲签名方案的应用115

5.4注记116

习题五117

第6章 密钥管理的基本技术118

6.1密钥管理的概念和原则118

6.1.1密钥管理的概念118

6.1.2密钥管理的原则和手段119

6.2密钥管理的基本要求120

6.2.1密钥的生成与分发120

6.2.2密钥的存储与备份122

6.2.3密钥的使用和更新123

6.2.4密钥的销毁和归档124

6.3随机数与伪随机数生成125

6.3.1随机数生成125

6.3.2伪随机数生成器的概念127

6.3.3标准化的伪随机数生成器128

6.3.4密码学上安全的伪随机比特生成器131

6.4注记132

习题六133

第7章 非对称密钥的管理134

7.1非对称密钥管理的特点134

7.2素数生成136

7.2.1素数生成简介136

7.2.2概率素性测试与真素性测试137

7.2.3强素数生成139

7.3公钥参数的生成140

7.3.1RSA公钥参数的生成140

7.3.2ElGamal公钥参数的生成143

7.4公钥基础设施PKI简介144

7.4.1PKI的体系结构144

7.4.2PKI证书146

7.4.3PKI的证书管理与安全服务149

7.5注记152

习题七152

第8章 对称密钥的管理154

8.1对称密钥的种类与管理结构154

8.1.1对称密钥的种类154

8.1.2对称密钥的管理结构155

8.2基于KDC和KTC的会话密钥建立157

8.2.1Otway-Rees协议157

8.2.2基于对称算法的NS协议159

8.2.3Yahalom协议160

8.2.4简化的Kerberos协议161

8.2.5Big-mouth-frog协议162

8.2.6Syverson双方密钥分配协议164

8.3基于公钥的会话密钥建立165

8.3.1Denning-Sacco协议165

8.3.2PGP协议167

8.4密钥协商168

8.4.1DH密钥协商168

8.4.2Aziz-Diffie密钥协商协议169

8.4.3SSL V3.0中的密钥协商170

8.5注记171

习题八172

第9章 认证技术173

9.1几种不同的认证173

9.1.1认证的概念和种类173

9.1.2身份认证的概念174

9.1.3非否认的概念174

9.2完整性认证176

9.2.1基于Hash算法的完整性认证176

9.2.2基于对称分组算法的完整性认证178

9.2.3基于非对称算法的完整性认证179

9.2.4基于完整性认证的电子选举协议180

9.3对称环境中的身份认证181

9.3.1询问-应答协议181

9.3.2Woo-Lam协议182

9.3.3KryptoKnight认证协议183

9.4非对称环境中的身份认证184

9.4.1基于非对称算法的NS认证协议184

9.4.2Schnorr识别方案186

9.4.3Okamoto识别方案187

9.4.4Guillou-Quisquater识别方案188

9.5基于零知识证明的身份认证189

9.5.1零知识证明的概念189

9.5.2FFS识别方案190

9.6注记192

习题九193

第10章 密码学在防伪识别中的应用194

10.1二维条码的防伪技术194

10.1.1二维条码简介194

10.1.2二维条码标签中的保密和防伪技术199

10.2基于RFID的自动识别技术202

10.2.1RFID技术简介202

10.2.2Hash-Lock自动识别协议205

10.2.3随机Hash-Lock自动识别协议206

10.2.4Hash链自动识别协议206

10.3注记208

习题十209

第11章 数论基础210

11.1整数的因子分解210

11.1.1整除与素数210

11.1.2最大公因数与最小公倍数213

11.2同余与同余式218

11.2.1同余和剩余系219

11.2.2Euler定理和Fermat定理221

11.2.3同余式223

11.3二次同余式与平方剩余226

11.3.1二次同余式与平方剩余226

11.3.2Legendre符号与Jacobi符号227

11.4注记232

习题十一232

第12章 代数学基础234

12.1群234

12.1.1群的概念和基本性质234

12.1.2子群和商群239

12.1.3群的同态和同构242

12.1.4循环群245

12.2环247

12.2.1环的概念247

12.2.2环的子环和理想251

12.2.3环的同态与同构254

12.3域和域上的一元多项式256

12.3.1域的概念和若干基本性质256

12.3.2域上的一元多项式259

12.4注记265

习题十二266

第13章 有限域与椭圆曲线基础270

13.1有限域基础270

13.1.1有限域的概念和基本性质270

13.1.2有限域的结构272

13.1.3有限域中元素的表示和运算274

13.2有限域上的椭圆曲线简介280

13.2.1椭圆曲线简介280

13.2.2有限域上的椭圆曲线282

13.3注记286

习题十三287

第14章 计算复杂性理论的若干基本概念289

14.1算法与计算复杂性289

14.1.1问题与算法289

14.1.2确定型图灵机294

14.1.3算法的计算复杂性298

14.2NP完全性理论简介301

14.2.1问题的复杂性301

14.2.2非确定性图灵机与概率图灵机304

14.2.3问题的复杂性分类和NP完全问题307

14.3注记310

习题十四311

参考文献312