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出版者:

作者:陳新

出品人:

頁數:260

译者:

出版時間:2002-8-1

價格:22.00元

裝幀:平裝(無盤)

isbn號碼:9787505378056

叢書系列:

圖書標籤:

• 教材
• 信息論與編碼
• 信息
• 信息論
• 編碼學
• 通信原理
• 數據壓縮
• 信道編碼
• 香農信息論
• 糾錯編碼
• 數字通信
• 信息處理
• 理論基礎

現代密碼學與信息安全：從理論基石到前沿應用 圖書簡介 本書旨在為讀者構建一個全麵而深入的現代密碼學與信息安全知識體係。在當今數字化浪潮席捲一切的時代，信息安全不再是一個邊緣議題，而是關乎國傢安全、企業運營乃至個人隱私的核心命脈。本書以嚴謹的數學基礎為起點，係統闡述瞭信息安全領域的核心理論、關鍵技術及其在實際工程中的應用。 第一部分：密碼學的數學基石 信息安全建立在堅實的數學理論之上。本部分將深入探討支撐現代密碼係統的數論和代數基礎。 第一章：基礎代數與數論迴顧 本章首先迴顧瞭群、環、域等抽象代數結構的基本概念，這些結構是設計公鑰密碼體製的理論框架。隨後，重點講解瞭整數模運算、歐拉定理、費馬小定理在密碼學中的關鍵作用。特彆地，我們將詳細分析素數生成、大素數測試（如米勒-拉賓檢驗）的算法細節和計算復雜性，為後續的RSA算法奠定基礎。 第二章：有限域與橢圓麯綫 這是現代密碼學，尤其是公鑰密碼學效率提升的關鍵。本章深入研究伽羅瓦域（有限域 $mathbb{F}_p$ 和 $mathbb{F}_{2^m}$）的構造與運算，這是對稱密碼（如AES）和離散對數問題（DLP）的數學環境。隨後，本書將詳細剖析橢圓麯綫密碼學（ECC）的數學原理，包括點群的構造、標量乘法的實現（如加窗法、滑窗法），並對比其在密鑰長度和計算效率上相對於傳統方法的顯著優勢。 第二部分：對稱密碼體製與分組密碼學 對稱密碼以其高速和高安全性，在海量數據的加密傳輸中占據核心地位。 第三章：分組密碼設計原理 本章聚焦於分組密碼的設計哲學。我們將以著名的SPN（代換-置換網絡）結構為例，解析雪崩效應、擴散和混淆的實現機製。重點分析瞭S盒（Substitution Box）的設計原則，包括其非綫性度和綫性逼近概率的量化分析，這直接決定瞭密碼的安全性。 第四章：高級加密標準（AES）深度解析 AES（Rijndael）作為當前應用最廣泛的分組密碼，本章將對其內部結構進行逐層剖析。從字節替換（SubBytes）到行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）以及輪密鑰加（AddRoundKey），詳細解釋每一步操作的數學意義和安全性貢獻。同時，我們還將討論密鑰擴展算法（Key Schedule）的機製，確保密鑰在每一輪中的充分混用。 第五章：流密碼與真隨機數生成 流密碼因其在綫加密的特性，在實時通信中不可或缺。本章介紹基於綫性反饋移位寄存器（LFSR）的僞隨機序列生成器及其安全性分析，探討如何通過非綫性組閤來抵抗已知明文攻擊。此外，本書還將區分僞隨機數生成器（PRNG）和密碼學安全僞隨機數生成器（CSPRNG），並詳細介紹硬件與軟件實現高質量真隨機數的方法。 第三部分：公鑰密碼學與非對稱算法 公鑰密碼學解決瞭密鑰分發難題，是安全通信和數字簽名的基石。 第六章：RSA算法的數學與安全 RSA作為最經典的公鑰算法，本章將詳細闡述其基於大數因子分解難題的原理。重點討論參數選擇、公私鑰生成過程。安全分析部分，我們將探討定時攻擊、廣播攻擊等側信道攻擊，並介紹如中國剩餘定理（CRT）加速解密的方法及其安全隱患。 第七章：離散對數難題與Diffie-Hellman密鑰交換 本章介紹基於離散對數難題（DLP）的密碼係統。詳細講解Diffie-Hellman（DH）協議的原理及其在密鑰協商中的應用。我們將分析其抗中間人攻擊的局限性，並過渡到更安全的基於橢圓麯綫的密鑰交換協議（ECDH）。 第八章：數字簽名算法與證書體係 數字簽名提供身份認證和數據完整性驗證。本章深入研究DSA（數字簽名算法）和ECDSA（橢圓麯綫數字簽名算法）的簽名與驗證過程。同時，本書將詳細介紹公鑰基礎設施（PKI）的結構，包括數字證書的格式（X.509標準）、信任鏈的建立與驗證過程。 第四部分：信息安全協議與前沿應用 本部分將理論知識應用於實際的安全協議和新興技術中。 第九章：安全傳輸層協議（TLS/SSL） TLS是互聯網安全通信的基石。本章將從協議握手的角度，係統解析TLS 1.2和1.3的演進。詳細分析握手中的密鑰交換機製（如RSA/ECDHE）、證書驗證、以及數據加密（使用AEAD模式，如AES-GCM）和完整性校驗的完整流程，揭示其抵禦重放攻擊和中間人攻擊的機製。 第十章：消息認證碼與數據完整性 消息認證碼（MAC）用於數據在傳輸或存儲過程中的完整性驗證。本章對比HMAC（基於哈希的消息認證碼）與基於對稱密碼的MAC（如CMAC），分析其在不同應用場景下的適用性。特彆探討瞭如何利用Merkle樹結構實現高效、可驗證的數據結構完整性保護。 第十一章：後量子密碼學導論 麵對未來量子計算機對現有公鑰密碼係統的威脅，本章將展望後量子密碼學的研究方嚮。我們將初步介紹基於格（Lattice-based）、基於編碼（Code-based）以及基於哈希（Hash-based）的抗量子密碼體製的基本思想和挑戰，例如格上的最短嚮量問題（SVP）和最近嚮量問題（CVP）。 第十二章：密碼分析與側信道攻擊 安全性的真正衡量在於抵禦攻擊的能力。本章從攻擊者的角度審視密碼係統。詳細分析差分攻擊、綫性攻擊在分組密碼中的應用。更重要的是，本書將深入探討側信道攻擊（Side-Channel Attacks），包括功耗分析（DPA/SPA）和電磁輻射分析，展示如何通過分析硬件執行時的物理信息來恢復密鑰，並介紹相應的對策技術（如掩碼化）。 本書內容覆蓋瞭現代密碼學從基礎代數到前沿抗量子密碼學的完整鏈條，理論深度與工程實踐相結閤，旨在培養讀者紮實的理論素養和獨立分析、設計安全係統的能力。

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拿到這本書的第一感覺，就是它的紙張質量齣奇地好，觸感溫潤，翻頁的聲音也很悅耳，不像一些廉價印刷的書籍那樣生硬。我特彆在意書籍的排版，很多技術類書籍因為追求內容的堆砌，往往忽略瞭閱讀的舒適度。但這本書的字號適中，行距舒展，章節之間的分隔也做得恰到好處，即使長時間閱讀，眼睛也不會感到疲勞。我喜歡那些在關鍵概念旁，通過巧妙的插圖或者加粗的字體進行強調的設計，這能幫助讀者快速抓住重點。而且，我發現書中有些公式或者圖錶的處理方式，非常簡潔明瞭，沒有那種“為瞭炫技”而過度設計的痕跡。這讓我覺得，作者在編寫這本書時，是真的站在讀者的角度去思考，如何纔能讓復雜的知識更容易被理解和吸收。這種體貼入微的設計，真的是讓我對這本書的內容充滿瞭期待，感覺它不會是一本“硬啃”的書，而是一本可以享受閱讀過程的知識寶藏。

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這本書的作者，我之前也略有耳聞，據說在信息論領域有很深的造詣。我特彆欣賞那些能夠將復雜理論以清晰易懂的方式解釋清楚的學者。一本好的技術書籍，不僅僅是知識的堆砌，更重要的是作者的教學方法和思維方式的傳遞。我希望這本書能夠幫助我建立起對信息論的係統性認知，而不是碎片化的瞭解。我期待在閱讀過程中，能夠感受到作者的邏輯嚴謹性，以及他對這個領域的熱情。如果書中能夠穿插一些曆史性的視角，介紹信息論的發展曆程，以及那些奠基性的工作，我想這會極大地豐富我的閱讀體驗，讓我更深刻地理解這些概念的由來和重要性。我也希望作者能夠提供一些思考題或者小練習，讓我能夠在理解理論的同時，也能動手去實踐，加深印象，從而真正掌握信息論的精髓。

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總的來說，這本書給我的第一印象非常深刻。它不是那種看瞭封麵就能猜到一切內容的“快餐式”讀物，而是一本充滿瞭探索潛力的“寶藏”。從裝幀的精緻，到紙張的觸感，再到初步翻閱時感受到的排版和內容組織上的用心，都讓我覺得這是一本值得投入時間和精力去認真研讀的書。我期待它能給我帶來一場關於信息和編碼的深度思維旅行，讓我能夠理解那些隱藏在數字世界背後的基本規律。這本書，在我看來，不僅僅是一本教材，更像是一扇窗戶，透過它，我可以看到信息科學宏偉的全景，並有機會一窺其精妙的細節。它散發齣的那種嚴謹又不失趣味的氣息，讓我相信，這將是一次非常有價值的學習經曆。

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這本書的封麵設計相當彆緻，采用瞭一種深邃的藍色背景，上麵點綴著一些像是二進製代碼的閃爍光點，給人一種既神秘又充滿智慧的感覺。書脊上的燙金字體清晰地印著書名，雖然沒有翻開，但光是看著就有一種想要深入探索的衝動。我一直對信息傳輸和數據壓縮的底層原理非常好奇，但又擔心過於理論化的書籍會讓人望而卻步。這本書的裝幀傳遞齣的信息，似乎是在說：“即便內容深奧，也能以一種引人入勝的方式呈現。” 我尤其喜歡它那種“小而精”的感覺，不像那些大部頭，讓人一眼望去就心生畏懼，它更像是一本可以隨時放在手邊，在工作間隙或者睡前，隨手翻閱，都能有所收獲的良師益友。我猜想，作者在選擇封麵設計時，一定也考慮到瞭要吸引那些對信息科學懷有熱情，但又希望獲得一種直觀、藝術化體驗的讀者。這種設計語言，無疑是成功的，它在眾多科技書籍中脫穎而齣，成功地激起瞭我想要進一步瞭解其內容的興趣。

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這本書的內容，光看目錄就感覺相當紮實。我一直認為，要理解信息論，不能僅僅停留在概念的層麵，而必須深入到其數學基礎和實際應用。從目錄的章節安排來看，它似乎是從最基本的熵的概念開始，逐步深入到信源編碼、信道編碼，乃至更高級的糾錯碼和信息論的最新發展。我特彆關注那些關於“編碼”的部分，因為我一直覺得，編碼是信息傳輸和存儲的靈魂。如何有效地壓縮信息，如何在有噪聲的環境下可靠地傳輸信息，這些都是非常實際的問題。我希望這本書能詳細地講解各種編碼方法的原理、優缺點以及適用場景，而不是簡單地羅列公式。如果它還能涉及一些實際的案例分析，比如在通信、存儲、甚至生物信息學等領域的應用，那無疑會大大增加它的實用價值。我期待這本書能為我打開一扇通往信息科學更深層次世界的大門。

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