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出版者:人民军医

作者:周志明

出品人:

页数:371

译者:

出版时间:2007-7

价格:37.00元

装帧:

isbn号码:9787509109380

丛书系列:

图书标签:

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《现代密码学原理与应用》 内容提要： 本书全面而深入地阐述了现代密码学的核心理论、基础算法及其在信息安全领域中的广泛应用。它旨在为读者提供一个扎实的理论基础，同时紧密结合当前业界最前沿的技术实践。全书结构严谨，内容覆盖从古典密码到现代公钥密码体系的演进历程，重点剖析了对称加密、非对称加密、数字签名、哈希函数等关键技术的工作原理、安全证明和实际部署考量。 第一部分：密码学基础与古典密码 本部分首先界定了信息安全的基本要素，如机密性、完整性、可用性和不可否认性，并明确了密码学在保障这些要素中的核心作用。随后，我们回顾了密码学的历史源头——古典密码系统。详细分析了凯撒密码、维吉尼亚密码等替换和置换密码的结构与破解方法，通过对这些简单系统的分析，引出了密码学中的核心概念：安全模型、密钥空间、算法复杂性以及信息论安全的概念。通过对费斯特尔网络（Feistel Network）结构的深入探讨，为理解现代分组密码奠定了结构基础。 第二部分：对称加密算法 对称加密是现代密码学的基石之一。本章聚焦于目前应用最广泛的对称加密标准。 数据加密标准（DES）与三重DES（3DES）： 详细解析了DES的轮函数设计，探讨了其8轮迭代过程，并分析了其在密钥长度方面的局限性，进而介绍了3DES如何通过多次加密来增强安全性。 先进加密标准（AES）： 作为当前最主流的分组密码，AES的解析占据了重要篇幅。我们将从数学结构上剖析AES的四个核心步骤：字节替代（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）。深入讨论了基于有限域 $ ext{GF}(2^8)$ 上的多项式运算如何保证其强大的扩散性和混淆性。同时，会比较S盒（S-Box）的设计原则及其抗差分攻击和线性攻击的能力。 分组模式（Modes of Operation）： 密码算法本身只定义了分组加密的机制，而如何应用于数据流的加密则依赖于操作模式。我们将详尽阐述电子密码本（ECB）、密文分组链接（CBC）、计数器模式（CTR）、密码反馈模式（CFB）和输出反馈模式（OFB）的原理、优缺点及适用场景，特别强调了在使用CBC模式时对初始化向量（IV）安全性的要求。 第三部分：信息认证与哈希函数 本部分关注数据的完整性和真实性验证。 哈希函数基础： 解释了哈希函数作为“数字指纹”的作用，并定义了其三大安全目标：抗原像（原像攻击）、第二原像攻击和碰撞抵抗性。 MD系列与SHA系列： 详细分析了MD5的设计缺陷和当前不推荐使用的原因。重点深入研究了安全哈希算法（SHA-1、SHA-256、SHA-512）的内部结构，特别是Merkle-Damgård结构在保证序列输入安全方面的原理。 消息认证码（MAC）与基于哈希的消息认证码（HMAC）： 讲解了如何利用密钥来构造MAC以实现消息的认证。HMAC的构建方式（嵌套哈希）被详细解析，并阐述了其在Web安全和协议认证中的关键作用。 第四部分：非对称加密与公钥基础设施 非对称密码学是实现安全密钥交换和数字签名的核心技术，它彻底改变了密钥管理的范式。 数学基础： 阐述了支撑公钥密码学的数论基础，包括模幂运算、离散对数问题（DLP）和大整数因子分解问题（IFP）的计算难度。 RSA算法： 全面解析RSA的密钥生成（欧拉定理的应用）、加密和解密过程。讨论了填充方案（如PKCS1 v1.5和OAEP）对RSA安全性的重要性，并分析了针对小指数攻击和广播攻击的防御措施。 椭圆曲线密码学（ECC）： 深入探讨了基于椭圆曲线的离散对数问题（ECDLP）的难度。详细介绍了椭圆曲线的加法运算，以及椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）和椭圆曲线迪菲-赫尔曼密钥交换（ECDH）的数学细节和更高的效率优势。 密钥交换协议： 专门分析了迪菲-赫尔曼（Diffie-Hellman）密钥交换协议，解释了如何利用它在不安全信道上建立共享秘密，并探讨了中间人攻击（Man-in-the-Middle Attack）的威胁及如何通过数字证书来缓解。 第五部分：数字签名与证书体系 数字签名是实现身份认证和不可否认性的关键技术。 数字签名原理： 解释了数字签名如何提供签名者身份、数据完整性和不可否认性。对比了基于RSA和基于ECC的签名方案。 公钥基础设施（PKI）： 详细描述了PKI的组成部分：数字证书（X.509标准）、证书颁发机构（CA）、证书吊销列表（CRL）和在线证书状态协议（OCSP）。深入剖析了证书的信任链构建过程及其在TLS/SSL协议中的核心地位。 第六部分：现代密码学前沿与实践应用 本部分将视角投向了当前密码学研究和应用的热点领域。 密码分析与侧信道攻击： 探讨了对现有算法的威胁，包括差分分析、线性分析等代数攻击。重点介绍侧信道攻击（Side-Channel Attacks），如功耗分析（DPA）和电磁辐射分析（EMA），及其对硬件实现安全性的挑战。 后量子密码学（PQC）概述： 鉴于量子计算对现有公钥密码构成的潜在威胁，本书对基于格（Lattice-based）、编码（Code-based）和多变量（Multi-variate）等后量子密码学方案进行了初步介绍和展望。 密码学在协议中的应用： 结合实际场景，讲解了TLS/SSL握手过程中的密钥协商和身份验证；在IPSec VPN中的封装安全载荷（ESP）和认证头（AH）的使用；以及在安全电子邮件（S/MIME）中的应用实例。 本书配有大量数学推导、伪代码实现示例和安全案例分析，适合计算机科学、通信工程、信息安全等专业的本科高年级学生、研究生以及网络安全工程师、系统架构师等专业技术人员参考。掌握本书内容，读者将能够深入理解现代信息系统的安全保障机制，并具备设计和评估安全协议的能力。

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这本书的排版和印刷质量，坦白讲，简直是一种视觉上的折磨。大量的文字堆砌在一起，缺乏有效的留白和结构化的提示，每一页看起来都像是一堵密不透风的“知识之墙”。作者似乎完全没有考虑读者的阅读体验，章节之间的过渡生硬得像是被人用剪刀粗暴地剪开一样，知识点的逻辑链条常常在中途就莫名其妙地断裂了。举个例子，在讲解了网络协议的基本原理后，下一页突然就跳到了操作系统内核的某些细节，中间缺失了对TCP/IP协议栈的完整介绍和分层解析，让人摸不着头脑。我不得不频繁地在不同章节间来回翻阅，试图自己搭建起作者遗漏的那些桥梁。这样的阅读过程极大地消耗了我的精力和耐心，让我怀疑编写者是否真的对“教程”的本质——即引导和简化复杂概念——有所领悟。这本书与其说是教人学习，不如说是在考验读者自行梳理信息的能力。

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从内容的深度和广度来看，这本书似乎陷入了一种非常尴尬的“中间地带”。它既没有做到深入挖掘某一特定领域的前沿知识，也没有对最核心的基础概念进行足够细致和多角度的剖析。很多定义性的文字描述得过于笼统和模糊，缺乏具体的、可操作性的案例支撑。比如，当它谈及算法复杂度时，只是简单地提了一下大O表示法，却没有给出足够多的不同复杂度级别的实例去对比和说明，这对于初学者来说，无异于听了一耳朵的天书。我期待的是那种能够通过生动的比喻或者图示来解释抽象概念的书籍，但这本书完全相反，它似乎默认读者已经具备了很高的抽象思维能力。这种“高高在上”的叙事姿态，使得这本书的实用价值大打折扣，它无法成为一个可靠的“拐杖”，更像是一个知识点的大纲，需要读者自带一套完整的学习体系来填充血肉。

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最让我感到不解的是，这本书似乎完全没有考虑到现代计算机科学教育的发展趋势。它对一些新兴且已成为行业标准的领域——比如云计算的基本架构、现代软件开发流程中的版本控制理念，甚至是对信息安全的初步认知——只是一笔带过，或者干脆避而不谈。相反，它花了大量的篇幅去解释一些在当前实践中已经极少被直接使用的底层机制。这让这本书的“时效性”变得非常可疑。如果我完全依赖这本书来构建我的计算机知识体系，我担心我学到的是一个过时的模型，而非适应未来挑战的能力。它更像是一个时间胶囊，记录了某个特定年代的计算机知识概览，但对于渴望了解“当下”和“未来”的求知者而言，它的指导意义微乎其微，提供的信息量与投入的时间成本完全不成正比。

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这本书的封面设计得非常朴实，甚至可以说有些过时了，让人一眼看上去，就觉得它可能是一本年代久远的教材。我抱着试一试的心态翻开了第一章，结果发现内容编排上存在一些令人困惑的地方。例如，在介绍数据存储的基本概念时，作者似乎跳过了许多中间环节，直接将一些相对深入的概念抛给了初学者。我花了很长时间才理解这些看似基础的知识点，这对于一个真正“基础”的教程来说，无疑是一个很大的减分项。更别提那些穿插在文字中的代码示例，很多都带着浓厚的上个世纪的痕迹，与现在主流的编程范式格格不入。我尝试着去查找一些相关的网络资源来辅助理解，但发现书里提及的许多工具和软件现在已经找不到官方支持或者被更先进的替代品取代了。坦白说，如果不是我自身有一些计算机背景，恐怕一个完全零基础的读者会被这些晦涩难懂、脱离时代的内容直接劝退。它更像是一份被遗忘了多年的文档，而不是一本面向今日读者的“教程”。

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这本书在章节组织上体现出的混乱，让我对作者的教学思路产生了深深的怀疑。它似乎是把所有能想到的计算机相关名词都塞进了一本书里，却忽略了知识的自然发生和递进顺序。例如，在第一部分，我们先读到了关于硬件架构的介绍，紧接着却穿插了一段关于数据库范式的讨论，然后又突然跳回了二进制转换的基础运算。这种跳跃性极强的结构，使得我的知识地图始终处于碎片化的状态，每学到一个新概念，都感觉像是从一个完全陌生的领域空降而来，缺乏上下文的依托。一本优秀的教材，应该像一条精心铺设的轨道，将读者平稳地从A点引导至B点，而这本书给我的感觉更像是一堆散乱的零件，需要我自己动手去组装一台功能不明确的机器。这种体验，对于希望建立系统化知识框架的学习者来说，是灾难性的。

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