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出版者:高等教育出版社

作者:陈鲁生

出品人:

页数:212

译者:

出版时间:2005-1

价格:18.20元

装帧:简裝本

isbn号码:9787040161380

丛书系列:普通高等学校信息与计算科学专业系列丛书

图书标签:

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现代密码学前沿：从经典算法到量子安全 本书旨在为密码学研究者、安全工程师以及对信息安全有浓厚兴趣的读者提供一个全面而深入的视角，探讨现代密码学领域的最新发展、核心理论与前沿技术。 本书并非对传统编码理论（如香农信源编码、信道编码）的系统性介绍，而是将焦点完全集中在密码系统的设计、分析与实现上，特别是那些应对当代计算能力与未来量子威胁的复杂安全挑战。 --- 第一部分：现代密码学基石与数学基础的再审视 本部分将从应用的角度重构读者对密码学所需数学基础的理解，重点不在于信息论的极限，而在于数论、代数几何在构造安全函数中的精确作用。 第一章：公钥密码学的理论支撑与安全性证明 本章深入探讨当前主流公钥基础设施（PKI）背后的数学难题，例如离散对数问题（DLP）、因子分解问题（IFP）的困难性假设。我们将详细分析基于椭圆曲线密码学（ECC）的安全性模型，包括其在有限域和素数域上的具体构造。内容涵盖： 椭圆曲线的算术运算与群结构： 详细解析如何定义域上的点加法、点倍法，以及如何选择合适的曲线参数以抵抗已知攻击（如 Pollard's Rho 算法）。 同态加密的基础： 介绍如何利用特定的环结构（如多项式环）来构建近似同态加密（PHE）方案，这是支持安全多方计算（MPC）和联邦学习的关键技术。 后量子密码学的过渡视角： 对传统难题的脆弱性进行评估，引出本册后续章节将要重点讨论的抗量子算法的必要性。 第二章：零知识证明系统（ZKP）的构造与优化 零知识证明是构建可信计算环境的核心技术。本章将超越基础的交互式证明概念，聚焦于非交互式零知识证明（NIZK）的最新进展及其在隐私保护中的应用。 Sigma 协议的通用化： 介绍如何将基础的 Sigma 协议转化为高效的 NIZK 证明系统，重点分析 SNARKs（简洁的非交互式参数化证明）和 STARKs（可扩展性、抗量子性）。 电路模型与算术化： 详细讲解如何将任意的计算任务转化为算术电路（如 R1CS 或 Plonkish 约束系统），以及如何高效地生成和验证证明。 可信设置的挑战与替代方案： 讨论通用设置（Universal Setup）的优势与风险，并介绍无需可信设置的证明系统（如 Marlin、Aurora）的最新进展。 --- 第二部分：后量子密码学（PQC）的矩阵与格结构 随着 Shor 算法的理论成熟，对传统基于大数难题的密码系统的担忧日益增加。本部分完全侧重于当前 NIST 正在标准化的、基于格（Lattice）理论的抗量子密码学。 第三章：格基密码学的数学建模与降维挑战 本章是理解 LWE（Learning With Errors）和 Ring-LWE 问题的核心。我们专注于这些问题在 $n$ 维向量空间中的形式化定义及其计算复杂性。 格的基础概念： 介绍欧几里得格、短基问题（SVP）、最近向量问题（CVP）及其近似版本。关键在于理解这些问题的计算难度是如何与格的维度 $n$ 呈指数关系。 LWE 与 SIS（Short Integer Solution）的相互转化： 详细分析如何利用标准 LWE 问题来构建公钥加密和签名方案（如 Kyber 和 Dilithium 的基础）。 结构化格（Structured Lattices）： 深入探讨环带格（Ring-LWE）如何通过引入多项式环的结构来大幅减小密钥和密文尺寸，同时保持与普通 LWE 相当的安全性。重点分析 NTT（Number Theoretic Transform）在加速多项式乘法中的作用。 第四章：格基密码方案的实际抗攻击分析 本章侧重于评估格基方案在实际部署中的安全性，特别是针对针对性的格基约化算法。 BKZ 算法的优化与局限性： 分析当前最有效的格约化算法 BKZ（Block Korkine-Zolotarev）的性能，以及如何通过参数选择（如块大小 $b$）来平衡安全性和密钥尺寸。 针对性侧信道攻击对格基部署的影响： 讨论在实际实现中，如何通过泄露信息（如计时攻击、功率分析）来推断秘密基向量，以及相应的防御措施（如随机化、掩码技术）。 --- 第三部分：高级加密范式与新兴安全模型 本部分探讨在数据处理和通信场景中实现更细粒度安全控制的前沿技术。 第五章：安全多方计算（MPC）的效率提升与隔离模型 MPC 允许多个参与方在不暴露各自私有输入的情况下共同计算一个函数。本书关注如何从理论走向实用。 秘密共享方案的比较： 深入对比基于拉格朗日插值的门限方案（如 Shamir's Scheme）与基于混合比较协议（Hybrid Comparison Protocols）的方案在异步通信场景下的性能差异。 主动安全与被动安全： 区分在面对恶意参与者（主动攻击）和诚实但好奇的参与者（被动攻击）时，MPC 协议的构造差异和成本开销。 硬件加速与 MPC： 探讨如何利用如安全多核（Intel SGX 类似的隔离环境）或特定指令集来加速 MPC 协议中的秘密共享重构和混淆电路的解密步骤。 第六章：全同态加密（FHE）的实用化路径 全同态加密（FHE）允许对密文数据进行任意运算。本章聚焦于如何解决 FHE 方案中固有的噪声管理和性能瓶颈问题。 BFV/BGV 与 CKKS 方案的深入对比： 详细解析这些主流方案在处理整数运算（BFV/BGV）和近似实数运算（CKKS）时的代数差异、噪声增长率和密钥尺寸。 Bootstrapping（重加密）的效率瓶颈： 详尽分析实现 FHE 实用化的核心——Bootstrapping 过程的计算成本，以及如何通过参数选择（如更大的模数切换）来推迟或避免昂贵的重加密操作。 多模态加密与数据隐私流： 探讨如何将 FHE 结合到数据管道中，特别是在云计算环境中，实现数据处理过程中的端到端加密和权限分离。 --- 本书的定位明确： 它是对现代密码学前沿问题的技术性探索，侧重于数学构造、算法效率分析以及抗量子威胁的解决方案。它假设读者已掌握离散数学和基础抽象代数知识，旨在推动读者进入当前密码学研究和高安全系统实现的最前沿阵地。

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《编码理论基础》这本书，真的可以说是为我打开了一个全新的思维维度。读这本书的过程，与其说是学习，不如说是与作者进行了一场关于信息稳定性的深度对话。书中对于卷积码的讲解，从其“滑动”的特性到状态图、卷积矩阵的构建，再到维特比译码算法的优雅设计，都让我叹为观止。我一直以为纠错编码只是单纯的数学游戏，但通过这本书，我才发现它与现实世界的联系是如此紧密和深刻。比如，在卫星通信、移动通信以及光盘存储等领域，卷积码的应用无处不在，而书中对这些应用场景的案例分析，让我对理论的理解更加具象化。作者在讲解维特比算法时，其清晰的步骤拆解和直观的图示，将一个看似复杂高效的算法变得易于掌握。我特别欣赏书中对“路径度量”和“回溯”过程的细致描绘，这让我深刻体会到算法的精妙之处。此外，书中对于循环冗余校验码（CRC）的介绍，也让我对数据完整性有了更深的认识。虽然CRC的纠错能力相对较弱，但其高效的检错能力在数据传输和存储的许多场景下都至关重要。这本书的另一个亮点在于，它并没有回避数学的严谨性，但又能够用通俗易懂的语言解释这些复杂的数学概念，例如群论、有限域等在编码理论中的应用，都得到了很好的阐述，让我在学习过程中既享受到了数学的严谨，又不至于被其晦涩所困扰。

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最近有幸拜读了《编码理论基础》，这本书无疑是打开了我通往信息世界大门的一把金钥匙。从翻开第一页开始，我就被作者严谨的逻辑和清晰的阐述深深吸引。书中对于二元线性分组码的讲解，从基本概念的定义，到生成矩阵、校验矩阵的构建，再到译码方法的介绍，都娓娓道来，毫不费力地将我引入了编码的奇妙世界。特别是对汉明码的深入剖析，我才真正理解了其简洁而强大的纠错能力，以及在实际通信系统中扮演的关键角色。作者并没有止步于理论的介绍，而是巧妙地将这些理论与具体的应用场景相结合，例如在数据存储和传输中的实际应用，让我对编码技术在现代社会中的重要性有了更直观的认识。我尤其喜欢书中对于不同译码算法的对比分析，例如软判决译码和硬判决译码的优劣，以及它们在不同场景下的适用性。这些细节的呈现，让我在掌握基本原理的同时，也能够深入思考其背后的数学思想和工程考量。整本书的叙述风格非常平易近人，即使是没有深厚数学背景的读者，也能在作者的引导下逐渐领略编码理论的魅力。每当遇到难以理解的概念时，书中总会提供恰当的例子和类比，帮助我化解疑虑。读完这本书，我感觉自己仿佛拥有了一双能够“看穿”信息噪声的眼睛，对通信、计算机科学乃至更广泛的领域都有了全新的认知。

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《编码理论基础》这本书，对我而言，与其说是一本技术书籍，不如说是一场关于“信息守护”的智慧之旅。我之前对通信系统中的“魔法”感到好奇，而这本书则将这些“魔法”背后的数学原理一一揭示。书中对错误检测和错误纠正的区分，以及各自的应用场景，让我有了更清晰的认识。我特别喜欢书中对循环码和 BCH 码的介绍，这些编码在数据存储和通信领域有着广泛的应用。作者在讲解这些编码的构造和译码方法时，循序渐进，从基本概念出发，逐步深入到复杂的数学推导。我印象深刻的是，书中对生成多项式和校验多项式的讲解，以及它们如何决定了编码的性能。作者在解释这些概念时，总是会提供恰当的例子，帮助我理解抽象的数学概念。例如，在讲解 BCH 码的纠错能力时，作者会通过具体的多项式运算来演示如何找到错误的位置。此外，书中对信道编码的基本思想，例如“添加冗余信息以对抗噪声”的阐述，让我对编码的本质有了深刻的理解。这本书不仅仅是知识的传授，更是一种思维的启迪，让我学会如何从信息传输的本质出发，去设计和分析有效的编码方案。

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自从阅读了《编码理论基础》之后，我对数据完整性的认知发生了翻天覆地的变化。在这本书之前，我总以为数据的“正确性”是理所当然的，而现在，我才真正认识到，这一切都离不开编码理论的支撑。书中对于数据校验码的详细阐述，例如奇偶校验、CRC码等，让我理解了它们在数据传输和存储中的关键作用。作者在解释这些校验码的原理时，总是能够结合具体的计算过程，让我能够清楚地看到它们是如何检测出数据中的错误的。我尤其喜欢书中对冗余度与纠错能力之间关系的讨论，这让我明白了在设计编码方案时，需要在效率和可靠性之间找到一个平衡点。作者在讲解过程中，总是能够引用一些实际的应用案例，例如在网络通信中如何使用CRC来保证数据包的完整性，这让我对理论知识的应用有了更深的理解。这本书不仅教会了我知识，更重要的是，它培养了我一种严谨的思维方式，让我学会从根本上思考问题的解决方案。

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这是一本让我重新审视信息世界规则的著作——《编码理论基础》。在此之前，我总觉得通信中的“丢包”和“错误”是不可避免的，但这本书让我看到了对抗这些问题的力量。书中对纠错编码的分类，特别是对线性分组码的详细介绍，让我认识到编码的系统性和规律性。作者对生成矩阵和校验矩阵的推导，以及它们之间的关系，都讲解得非常透彻。我尤其喜欢书中对码率和最小距离等性能指标的解释，这些指标直接反映了编码的效率和纠错能力。作者在讲解过程中，总是会引用一些经典案例，例如汉明码在早期通信系统中的应用，这让我对编码理论的历史发展有了更深的了解。我印象深刻的是，书中对译码算法的介绍，例如陪集解码和表查找解码，虽然概念上有些复杂，但作者通过清晰的步骤和图示，让这些算法变得易于理解。这本书的另一个亮点在于，它并没有止步于理论，而是将理论与实际应用相结合，例如在硬盘存储和无线通信中的应用，让我对编码技术在现代科技中的重要性有了更直观的认识。

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一直以来，我都对那些能够“化腐朽为神奇”的技术充满好奇，而《编码理论基础》这本书，恰恰就揭示了编码技术如何通过增加冗余来对抗噪声，守护信息的完整与可靠。本书对里德-所罗门码（RS码）的阐述，是我阅读过程中最令人振奋的部分之一。里德-所罗门码在CD、DVD、条形码、卫星通信等领域的广泛应用，让我对信息安全和可靠传输有了全新的认识。书中关于伽罗瓦域（Galois Field）理论的介绍，虽然初看之下略显抽象，但作者通过生动的例子和深入浅出的讲解，逐渐引导我理解了在有限域上进行算术运算的奇妙之处，以及它如何为里德-所罗门码强大的纠错能力奠定基础。我尤其喜欢书中对于纠错原理的剖析，例如如何通过多项式插值来找出错误的位置和值，这个过程简直就是一场信息的“侦探游戏”，充满了智慧的火花。作者在解释这些高深理论时，总是能够联系实际应用，例如讲解RS码如何应对光盘划痕或通信中的比特错误，让我深刻感受到理论与实践的完美结合。此外，书中对LDPC码和Polar码的介绍，作为当今通信领域的前沿技术，也为我打开了新的视野，让我了解到了编码理论是如何不断发展演进，以适应日益增长的信息传输需求。

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《编码理论基础》这本书，为我打开了数据世界里隐藏的“规律之门”。在此之前，我一直对那些看似随机的数据流感到困惑，但这本书让我看到了其中蕴含的深刻数学原理。书中对编码的分类，例如线性码、循环码、 BCH 码等，都进行了详细的介绍，让我对编码的体系结构有了清晰的认识。作者在讲解这些编码的构造方法时，循序渐进，从基本概念出发，逐步深入到复杂的数学推导。我尤其喜欢书中对错误定位多项式和错误值多项式的介绍，这些概念是理解更高级编码（如里德-所罗门码）纠错原理的关键。作者在讲解过程中，总是能够提供恰当的例子和类比，帮助我理解抽象的数学概念，例如在解释伽罗瓦域的运算时，作者就用了非常形象的比喻。这本书的另一个亮点在于，它并没有止步于理论，而是将理论与实际应用相结合，例如在光盘存储和卫星通信中的应用，让我对编码技术在现代科技中的重要性有了更直观的认识。

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在我翻阅《编码理论基础》之前，我对“编码”的理解还停留在文字编码的层面，而这本书则彻底颠覆了我的认知，为我打开了信息保护和传输的全新视界。书中对源编码和信道编码的区分和介绍，让我明白了编码不仅仅是为了压缩信息，更是为了保护信息在传输过程中不受干扰。我尤其被书中关于香农限的讨论所吸引，这个理论揭示了信道容量的极限，以及在此极限下实现可靠通信的可能性。作者用深入浅出的语言解释了信息熵、信道容量等核心概念，并将其与实际的编码设计紧密联系起来。我印象深刻的是，书中对信道模型（如二元对称信道、高斯白噪声信道）的详细描述，这为理解不同编码方案的性能提供了基础。作者在讲解过程中，总是能够恰当地引入数学工具，例如概率论、线性代数等，但又不会让这些数学工具成为理解的障碍，而是将其巧妙地融入到编码理论的讲解中。书中对各种编码方案的性能分析，例如误码率随信噪比的变化曲线，让我直观地感受到了不同编码的优劣。这本书不仅仅是理论的堆砌，更充满了对信息通信领域深刻的洞察，让我对现代通信技术的底层原理有了更清晰的认识。

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《编码理论基础》这本书，给我带来的不仅仅是知识的增长，更是一种思维方式的重塑。我一直对那些能够让数据“坚不可摧”的技术感到好奇，而这本书则系统地解答了我的疑惑。书中关于差错控制编码的基本原理，从信道模型到编码增益，再到可靠性度量，都进行了细致的阐述。作者通过对不同编码方案的比较，让我理解了在不同的信道条件下，选择何种编码方案才能达到最佳的性能。我特别欣赏书中对海明距离、最小距离等概念的清晰定义，以及它们如何直接关联到编码的纠错能力。这些看似简单的数学概念，却构成了整个编码理论的基石。书中对于不同类型的编码，例如块码和卷积码的分类和特点的介绍，也让我对编码家族有了更宏观的认识。我喜欢作者在讲解过程中，总是会提供一些历史背景和发展脉络，这让我能够更好地理解这些理论是如何一步步发展起来的。比如，对早期香农理论的梳理，让我认识到信息论和编码理论之间的紧密联系。总而言之，这本书就像一位博学的老师，循循善诱地引导我探索信息的奥秘，让我不仅仅掌握了“是什么”，更理解了“为什么”和“怎么做”。

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《编码理论基础》这本书，无疑为我揭示了数据传输的“幕后英雄”。我一直对那些能够让信息“安然无恙”地穿越数字洪流的技术感到好奇，而这本书则为我提供了全面的解答。书中对分组编码和卷积编码的深入探讨，让我理解了不同编码结构所带来的性能差异。作者对维特比算法的介绍，让我认识到了动态规划在纠错解码中的强大威力。我尤其欣赏书中对软判决和硬判决译码的对比分析，这让我理解了在不同的应用场景下，如何选择最适合的译码策略。书中对码的性能评估，例如误码率和星座图的分析，都让我对编码的实际效果有了更直观的感受。我喜欢作者在讲解过程中，总是能够恰当地引入一些数学概念，但又不会让这些概念成为理解的障碍，而是将其巧妙地融入到编码理论的讲解中。总而言之，这本书就像一位循循善诱的导师，带领我一步步探索信息传输的奥秘，让我不仅仅掌握了“如何做”，更理解了“为什么这样做”。

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书写的不错，可惜我只看了一天

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恩师写的书，课也是他本人教的，老师真的很负责任，人也很好。跟他学了一年，受益匪浅！

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名义上的教材，看得更少

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名义上的教材，看得更少

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书写的不错，可惜我只看了一天