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出版者:西北工业大学出版社

作者:蔡皖东

出品人:

页数:356

译者:

出版时间:2004-04-01

价格:32.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787561215999

丛书系列:国防科工委“十五”规划教材

图书标签:

• 网络安全
• 信息安全
• 计算机安全
• 网络协议
• 安全技术
• 数据安全
• 渗透测试
• 漏洞分析
• 威胁情报
• 安全防护

深入理解古典密码学的原理与实践：一个历史与应用的探索 图书名称： 密码学基础：从凯撒密码到椭圆曲线 图书简介： 本书旨在为读者提供一个全面、深入且富有历史厚度的密码学知识体系，重点聚焦于密码学原理的逻辑推演、经典算法的实现细节以及现代密码学在信息安全领域的核心应用。我们摒弃了对过于抽象的数学证明的过度纠缠，转而强调对核心思想的透彻理解和实际操作能力。 全书结构清晰，从密码学的起源讲起，带领读者穿越数千年的信息加密历史，领略人类智慧在信息保护方面的演进轨迹。 第一部分：密码学的基石与历史的回响 本部分追溯密码学的历史脉络，重点解析那些奠定了现代密码学理论基础的经典加密方法。 第一章：密码学的黎明——古典密码的艺术 本章首先介绍了信息保密需求的产生背景，随后详尽剖析了历史上最著名的几种古典密码体制： 替代密码（Substitution Ciphers）： 详细讲解了凯撒密码（Caesar Cipher）的简单移位原理及其易破解性。随后深入剖析了更复杂的单表替换密码，并通过频率分析法（Frequency Analysis）这一古典密码学的“破冰之锤”，演示了如何系统性地破解这些加密方式。 置换密码（Transposition Ciphers）： 重点讨论了柱状转置密码（Columnar Transposition）的原理，以及如何结合密钥来增加混淆程度。 维吉尼亚密码（Vigenère Cipher）： 被誉为“不可破解的密码”，我们将详细剖析其多表替换的原理，并解释卡西斯基检验（Kasiski Examination）是如何揭示其周期性的，从而展示了即使是看似坚固的系统，在数学逻辑面前也终将暴露。 第二章：信息论与安全性的哲学基础 在进入现代密码学之前，理解信息论的视角至关重要。本章将从信息论的角度阐述安全性的真正含义： 香农的信息论基石： 介绍信息熵（Entropy）的概念，以及它如何量化信息的“不确定性”。 完美保密与一次性密码本（One-Time Pad, OTP）： 详细论述了OTP作为理论上唯一能实现完美保密的加密系统的条件和局限性。读者将深刻理解“密钥的随机性、等长性与保密性”这三大不可妥协的原则。 计算复杂性视角： 简要介绍P/NP问题在密码学中的意义，为理解现代公钥系统的计算安全性奠定基础。 第二部分：对称密码学的核心算法与实现 对称密码（Symmetric Cryptography）因其高效性，至今仍是大数据加密的主流选择。本部分聚焦于现代块密码和流密码的设计理念。 第三章：块密码的设计哲学——Feistel网络与SPN结构 块密码将数据分割成固定大小的块进行加密。本章深入研究其内部结构： Feistel网络结构： 详细解析了Feistel网络如何通过轮函数（Round Function）的迭代，实现加密与解密的对称性，以及其在DES算法中的应用。 替代-置换网络（Substitution-Permutation Network, SPN）： 重点剖析SPN结构，特别是S盒（S-box）和P层（Permutation Layer）在提供混淆（Confusion）和扩散（Diffusion）方面的关键作用。 第四章：DES与AES的深入剖析 这是对实际应用最广泛的对称算法的细致拆解： 数据加密标准（DES）： 剖析DES的64位数据块、56位密钥、16轮迭代的结构。我们将手动执行一个小型Feistel轮，展示密钥调度（Key Scheduling）如何产生轮密钥。 的高级加密标准（AES）： 彻底解析Rijndael算法，这是目前最主流的对称加密标准。我们将详细分解四个核心操作：字节替代（SubBytes，基于S盒）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns，基于有限域运算）和轮密钥加（AddRoundKey）。 第五章：工作模式与应用实践 加密算法本身只定义了如何加密一个块，而工作模式则定义了如何安全地使用它来加密任意长度的消息。 基本模式： 讲解电子密码本（ECB）的固有缺陷。 链式加密： 重点阐述密码分组链接（CBC）和密码反馈（CFB）的工作原理，以及它们如何通过初始化向量（IV）引入随机性。 认证加密： 介绍计数器模式（CTR）的高效性，以及如何结合认证标签生成认证加密（Authenticated Encryption）方案，如GCM模式，强调了机密性与完整性并重的现代安全需求。 第三部分：公钥密码学的革命与数学基础 本部分探索了基于非对称密钥的加密系统，这是现代互联网安全通信的基石。 第六章：数论基础：公钥系统的数学土壤 公钥密码的安全性依赖于特定数论问题的计算难度。 模运算与有限域： 巩固模逆元、欧拉定理和费马小定理的理解。 离散对数问题（DLP）： 解释DLP的定义及其在Diffie-Hellman密钥交换中的应用。 大数因子分解问题（IFP）： 解释RSA算法的数学基础，以及为什么大数因子分解的难度成为其安全性的保障。 第七章：RSA算法的构建与陷门单向函数 RSA是第一个也是最著名的公钥系统。 密钥生成流程： 详细指导如何选择大素数、计算模数N、欧拉函数$phi(N)$以及私钥的生成。 加密与签名过程： 演示加密和解密的具体数学操作。 安全性分析： 讨论模指数运算的效率以及旁路攻击（Side-Channel Attacks）对RSA实现的威胁。 第八章：基于椭圆曲线的现代公钥密码（ECC） 椭圆曲线密码学提供了在更短密钥长度下实现同等安全强度的方案。 椭圆曲线群上的运算： 详细介绍点加法和点乘法在有限域上的定义，这是ECC的核心。 ECC密钥交换（ECDH）： 阐述如何利用椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）实现安全的密钥协商。 椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）： 介绍ECDSA的生成和验证过程，它是TLS/SSL协议中广泛采用的签名标准之一。 第四部分：完整性、数字签名与协议安全 安全不仅仅是保密，更要求数据的不可篡改性和身份的不可否认性。 第九章：哈希函数：数字世界的指纹 哈希函数是构建完整性校验和数字签名的基础构件。 理想哈希函数的性质： 解释原像抵抗性、第二原像抵抗性和抗碰撞性。 MD5与SHA家族： 剖析MD5的碰撞历史，并重点介绍SHA-256和SHA-3（Keccak）的设计差异和安全特性。 消息认证码（MACs）： 介绍基于哈希的消息认证码（HMAC）及其在验证消息来源和完整性方面的关键作用。 第十章：数字签名：不可否认性的保证 本章专注于如何利用公钥密码学实现数字签名： RSA签名方案（RSASSA-PKCS1-v1_5与PSS）： 对比两种主要的RSA签名填充方案。 数字签名算法（DSA）： 阐述DSA的原理和与ElGamal签名的关联。 签名验证与信任链： 讨论如何通过证书颁发机构（CA）和信任根构建公钥基础设施（PKI）。 附录：密码学应用与未来展望 简要概述零知识证明（Zero-Knowledge Proofs）的基本概念、后量子密码学的挑战（如格密码）以及现代安全协议（如TLS 1.3）中密码学原语的实际集成方式。 本书通过这种系统化的方法，确保读者不仅了解“什么算法是安全的”，更能理解“为什么这些算法是安全的”，并具备分析和实现这些核心加密技术的能力。

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这本书简直是为我这种刚踏入IT行业的新手量身定制的！我之前对这个领域了解得非常有限，很多概念都一知半解，读了很多其他教材，要么过于学术化，要么就是零散的知识点堆砌，让人抓不住重点。但是《网络与信息安全》这本书，它从最基础的网络协议讲起，循序渐进地剖析了信息安全面临的各种威胁和防御手段。尤其是它对实际案例的分析，简直是神来之笔。比如，书中详细讲解了中间人攻击（MITM）的原理和如何通过加密技术来规避，我光是自己动手在虚拟机里模拟了几次，就对安全的重要性有了切身的体会。作者的叙述方式非常平易近人，没有那种高高在上的专家口吻，更像是资深工程师在手把手教你。我特别欣赏它在软件安全和硬件安全之间的平衡，不会偏废任何一方。读完前几章，我感觉我的技术视野一下子开阔了，不再是只会写代码的“码农”，开始能够从全局的角度去思考系统的安全性了。强烈推荐给所有想系统学习网络安全基础知识的朋友们，绝对是入门首选的宝典。

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我必须承认，我被这本书的语言风格给“劝退”了几次，但每一次我强迫自己坚持下去，都会有新的领悟。这本书的行文风格偏向于严谨的学术论述，不像市面上那些快餐式的安全指南那样追求刺激和速度。它更像是在进行一场严肃的辩论，每一个论点都建立在扎实的密码学原理之上。例如，书中对椭圆曲线加密（ECC）与RSA算法的性能和安全性权衡的数学推导，虽然初看有些枯燥，但一旦理解了，你对HTTPS握手过程的性能优化就有了底层认知。我发现这本书的价值在于“打地基”，它不满足于告诉你“应该做什么”，而是穷尽心思去解释“为什么必须这样做”。这对于我这种喜欢刨根问底的读者来说，简直是福音。虽然阅读过程中需要频繁查阅一些离散数学和概率论的背景知识，但这份投入绝对是值得的，它让我的安全理解上升到了原理层面，而非简单的工具使用层面。

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这本书给我带来了极大的震撼，特别是它对新兴威胁的洞察力。我是一个在企业中负责云架构的工程师，我们日常面临的挑战更多是DevOps流程中的安全集成和容器化环境的隔离问题。翻开这本书，我惊喜地发现它没有沉溺于传统的防火墙和VPN的讨论，而是用相当大的篇幅去分析了零信任架构（Zero Trust Architecture）的核心理念，以及如何在新一代微服务环境中实施细粒度的策略控制。作者对API安全性的探讨也相当深入，指出了OAuth 2.0和OpenID Connect在使用中常见的陷阱。对我来说，这本书最大的价值在于提供了“向前看”的视角。它不是让你固步自封地修补旧的漏洞，而是指导你如何建立一个能够适应未来技术演进的、有弹性的安全防御体系。如果你只是想了解如何配置一个简单的IDS/IPS，这本书可能略显“过重”，但如果你希望自己的安全知识栈能够支撑起未来五年的技术发展，这本书的战略高度是无可替代的。

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这本书的实用性和参考价值，在我看来，已经达到了可以常年放在办公桌案头的程度。我尤其赞赏它在“应急响应”和“安全运营中心（SOC）”实践方面的详尽描述。书中提供了一个详细的“事件响应生命周期”模型，从准备、识别、遏制、根除到恢复，每一步骤都有明确的SOP（标准操作流程）指导。更难得的是，它没有脱离现实去谈论理想化的流程，而是加入了大量的工具链推荐和自动化脚本的思路。比如，如何使用Python结合特定的库进行恶意文件哈希值查询，以及如何构建一个基础的态势感知仪表盘。对于正在组建或优化自己团队安全流程的管理者来说，这本书提供了一个现成的、经过考验的蓝图。它就像一本高级的“安全管理手册”和“技术操作指南”的完美融合体，让我能够迅速地将书中的知识转化为我们团队实际的安全策略和日常的运维脚本中去，极大地提升了我们的安全成熟度。

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说实话，我本来对这类技术书籍抱持着一种“能看完就不错了”的心态，因为很多同类书籍的排版和逻辑简直是灾难，读起来非常晦涩。然而，这本书的编排结构简直堪称教科书级别的典范。它不是简单地罗列知识点，而是构建了一个严谨的知识体系框架。比如，在讨论完身份认证机制后，紧接着就深入到访问控制模型（MAC/DAC/RBAC）的对比分析，这种递进关系让我的理解非常顺畅。最让我印象深刻的是它对“安全审计”这一章节的处理。以往我接触到的资料对审计总是轻描淡写，而这本书却花了大量的篇幅去解释日志的收集、分析、以及如何利用SIEM工具进行实时告警，甚至还涉及了合规性要求（如GDPR的影子）。这让我意识到，信息安全绝不只是技术对抗，更是一套管理和流程的艺术。这本书的深度已经超越了我预期的入门级读物，它成功地架起了理论与实践之间的桥梁，让我看到了一个成熟的安全工程师应该具备的思维深度。

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