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出版者:人民郵電

作者:楊海霞

出品人:

頁數:329

译者:

出版時間:2007-9

價格:29.80元

裝幀:

isbn號碼:9787115166623

叢書系列:

圖書標籤:

• 數據庫
• 原理
• 設計
• 關係數據庫
• SQL
• 數據建模
• 數據庫係統
• 數據管理
• 數據庫技術
• 信息技術

好的，這是一本關於現代密碼學與信息安全的圖書簡介，內容涵蓋瞭該領域的理論基礎、核心算法、應用實踐與前沿研究，旨在為讀者提供全麵而深入的視角。 --- 圖書名稱：《現代密碼學與信息安全：理論基礎、算法實現與前沿應用》 圖書簡介 在數字信息爆炸的時代，數據的安全與隱私保護已成為社會運行和個人生活不可或缺的基石。本書《現代密碼學與信息安全：理論基礎、算法實現與前沿應用》深入剖析瞭支撐當代信息安全體係的數學理論與工程實踐，構建瞭一座連接抽象密碼學原理與具體安全解決方案的堅實橋梁。 本書並非僅僅關注傳統意義上的加密解密技術，而是以信息論、數論、抽象代數為理論基石，係統性地闡述瞭密碼學如何從數學上保證信息的機密性、完整性、真實性與不可否認性。全書結構嚴謹，內容覆蓋麵廣，兼顧理論深度與工程實踐的廣度，適閤高等院校信息安全、計算機科學、數學等相關專業的師生，以及從事網絡工程、係統安全、金融科技等領域的專業人士深入研習。 第一部分：密碼學理論基石與經典密碼體製 本部分為後續高級主題打下堅實的理論基礎。 1. 信息論與安全基礎： 闡述瞭香農的信息論在密碼學中的核心地位，從熵、互信息等概念齣發，定義瞭完美保密（一次性密碼本）的理論極限。重點討論瞭安全模型，如計算安全、不可區分性、語義安全等，為評估現代密碼算法的強度提供瞭嚴格的數學框架。 2. 經典密碼體製迴顧與分析： 雖然不作為主要研究對象，但對維吉尼亞密碼、恩尼格瑪（Enigma）等曆史上的密碼體製進行簡要迴顧與安全性剖析，有助於讀者理解密碼學從“藝術”嚮“科學”轉變的曆史脈絡。 3. 核心代數基礎： 詳細介紹瞭有限域（Galois Field，$GF(2^n)$）的構造與運算，這是所有現代分組密碼和橢圓麯綫密碼的運算基礎。同時，深入講解瞭模冪運算、離散對數問題（DLP）和因子分解問題（DLP）的數學睏難性，這些睏難性構成瞭公鑰密碼體係的安全性支柱。 第二部分：對稱密碼體製與分組密碼設計 本部分聚焦於保證數據在傳輸和存儲過程中機密性的核心技術——對稱加密。 1. 分組密碼的結構與原理： 深入剖析瞭分組密碼的設計哲學，特彆是Feistel結構和SPN（Substitution-Permutation Network）結構的異同及其在安全性上的權衡。 2. 現代標準： 全麵解析瞭AES（Rijndael）算法的輪函數、S盒（S-Box）的設計原理、密鑰擴展過程以及抵抗差分分析和綫性分析的機製。此外，也對其他重要的分組密碼，如TDES（三倍DES）進行瞭必要的比較分析。 3. 密碼工作模式（Modes of Operation）： 詳細介紹瞭ECB、CBC、CFB、OFB以及現代的GCM（Galois/Counter Mode）等模式。重點講解瞭GCM作為認證加密（Authenticated Encryption with Associated Data, AEAD）的優勢，以及如何通過計數器模式保證並行性和安全性。 4. 序列密碼與流密碼： 闡述瞭A5/1、ChaCha20等流密碼的工作原理，特彆是基於綫性反饋移位寄存器（LFSR）的僞隨機序列生成及其安全性分析。 第三部分：非對稱密碼體製與數字簽名 本部分探討瞭密鑰交換、身份認證和數字簽名的核心技術，即公鑰密碼學。 1. RSA算法深度解析： 詳細推導瞭基於大數因子分解難題的RSA算法的生成、加密和解密過程。分析瞭選擇明文攻擊（CPA）和選擇密文攻擊（CCA）的威脅，並介紹瞭如OAEP（Optimal Asymmetric Encryption Padding）等填充方案的重要性。 2. 迪菲-赫爾曼密鑰交換（DH）： 闡述瞭其基於離散對數難題的密鑰協商機製，並討論瞭其在實際應用中易受中間人攻擊的缺陷，從而引齣公鑰基礎設施（PKI）的必要性。 3. 橢圓麯綫密碼學（ECC）： 作為現代密碼學的核心趨勢，本書投入大量篇幅講解瞭定義在有限域上的橢圓麯綫群結構、點乘運算的數學基礎。詳細介紹瞭ECDSA（橢圓麯綫數字簽名算法）和ECDH（橢圓麯綫迪菲-赫爾曼），並對比瞭ECC在密鑰長度與計算效率上相對於RSA的優勢。 第四部分：密碼學應用與信息安全實踐 本部分將理論知識轉化為實際的安全解決方案，涵蓋瞭係統安全和網絡安全中的關鍵環節。 1. 消息認證碼與哈希函數： 深入分析瞭MD5、SHA-1、SHA-2係列以及SHA-3（Keccak）的設計原理和抗碰撞性。講解瞭HMAC（基於哈希的消息認證碼）如何確保數據完整性與真實性。 2. 密碼協議設計與分析： 重點分析瞭TLS/SSL協議棧的握手過程，包括證書驗證、密鑰協商和數據加密流的建立。此外，也涉及瞭安全套接層（SSL/TLS）的最新版本（如TLS 1.3）中的簡化設計及其帶來的安全提升。 3. 零知識證明（Zero-Knowledge Proofs）： 作為前沿領域，本書介紹瞭零知識證明的基本概念（完備性、可靠性、零知識性），並以Schnorr證明、zk-SNARKs等技術為例，展示如何在不泄露信息本身的情況下證明某個陳述的真實性，這對於隱私保護至關重要。 4. 後量子密碼學前瞻： 鑒於量子計算對現有公鑰密碼的潛在威脅，本書最後展望瞭格基密碼（Lattice-Based Cryptography）、基於編碼的密碼、多變量二次方程（MQ）密碼等後量子密碼學的研究進展和標準化方嚮，為讀者指明瞭未來的研究路徑。 總結特色 本書的獨特之處在於其深度的數學嚴謹性與清晰的工程指導性相結閤。每章都配有詳盡的數學推導和必要的僞代碼實現示例（而非具體的編程語言代碼），幫助讀者理解算法的內部運作機製。通過對各種攻擊模型（如時間內存攻擊、側信道攻擊）的討論，讀者將不僅學會“如何使用”密碼學工具，更能理解“為何如此設計”這些工具，從而構建真正健壯的信息安全係統。本書是深入理解數字時代安全保障體係的權威參考讀物。

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這本書的價值，很大程度上體現在它對“設計”二字的深刻理解上，它遠超齣瞭單純的“數據庫管理係統操作指南”的範疇。作者花瞭大量的篇幅去探討如何從現實世界的復雜需求齣發，提煉齣閤理的實體、屬性和聯係，這個過程的描述充滿瞭洞察力。我尤其欣賞其中關於概念模型嚮邏輯模型轉換的詳細步驟指導，每一步的決策背後都有清晰的權衡分析，比如什麼時候應該采用實體集，什麼時候用關聯集更閤適，這種對選擇背後的思考過程的剖析，是市麵上很多隻教“怎麼做”而不教“為什麼這麼做”的書籍所不具備的。閱讀這些內容時，我感覺自己不是在學習操作手冊，而是在跟隨一位導師進行深度思維訓練。每每遇到一個設計難題，作者總能引導我去思考更深層次的業務邏輯一緻性和數據完整性約束的重要性，而不是僅僅滿足於能“把數據存進去”的初級目標。這種強調底層思維的寫作風格，對於培養真正的係統設計師至關重要。

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初次翻閱此書，我最深的感受是作者對於理論體係構建的宏大視野。這本書並非簡單地羅列知識點，而是像一位經驗豐富的老建築師，從地基如何打牢開始，一步步搭建起整個數據世界的宏偉藍圖。書中對關係模型的基礎理論進行瞭極為深入淺齣的闡釋，從集閤論的嚴謹性到函數依賴的巧妙運用，邏輯推導環環相扣，毫無跳躍感。特彆是關於範式的講解部分，作者沒有停留在機械的定義層麵，而是通過一係列精心設計的案例場景，生動地揭示瞭冗餘和更新異常帶來的實際痛苦，使得抽象的規則瞬間變得鮮活起來，具有瞭工程實踐的溫度。讀到後麵關於事務處理和並發控製的章節時，那種層層遞進的難度麯綫處理得非常巧妙，先拋齣問題，再給齣經典解決方案，最後又不乏對現代分布式係統中的新挑戰的探討，顯示齣作者緊跟時代的前沿洞察力，絕非一本閉門造車的老舊教材可比。這種結構布局，極大地降低瞭初學者的入門門檻，同時又為高階研究提供瞭堅實的理論支撐。

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這本書的裝幀設計簡直是教科書裏的典範，封麵那種深邃的藍色調，配上燙金的標題字體，拿在手裏沉甸甸的，一股嚴謹的學術氣息撲麵而來。內頁的紙張質量也齣乎意料地好，即便是長時間閱讀，眼睛也不會感到明顯的疲勞，這對於我們這些需要啃下厚厚一本專業書籍的學生來說，簡直是福音。更值得稱贊的是排版，字體大小適中，行距閤理，章節之間的過渡自然流暢，專業術語的加粗和注釋的標注清晰明瞭，讓人在復雜的概念迷宮中總能找到清晰的路徑。雖然內容本身可能需要下功夫去理解，但光是這種精心打磨的閱讀體驗，就已經讓人覺得物超所值瞭。翻開第一章，作者的寫作風格就展現齣一種老派學者的風範，遣詞造句極為考究，每一個段落似乎都經過瞭深思熟慮，力求精確無誤，這種對細節的執著，讓人對後續的學習內容充滿瞭期待。我甚至會特意留意書脊的走綫，那種對稱的美感，真的讓人愛不釋手，每次把它從書架上取下來，都像是在進行一場小小的儀式。

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坦白說，這本書的語言風格是偏嚮於學院派的，偶爾會顯得有些晦澀難懂，特彆是涉及到一些形式化證明和代數錶達的時候，初看確實需要花費額外的時間去消化和反芻。但正是這種近乎偏執的精確性，保證瞭其內容的絕對可靠性。它不像市麵上那些為瞭迎閤市場而寫得過於“輕快”的讀物，犧牲瞭理論的深度和嚴密性。在這本書裏，每一個符號、每一個公式都有其明確的指代和嚴格的約束條件，這對於我這種追求知識“原汁原味”的讀者來說，無疑是莫大的慰藉。雖然初期閱讀速度較慢，需要頻繁查閱附錄的符號錶和術語索引，但一旦跨越瞭最初的“知識高原期”，你會發現作者鋪設的邏輯軌道是多麼的堅固和可靠，它為你未來處理更復雜、更具挑戰性的數據結構和查詢優化問題，打下瞭如同花崗岩般堅實的基礎。這本書更像是一部經典音樂的總譜，初聽可能略顯復雜，但細細品味後，方知其鏇律的精妙與和諧。

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最讓我感到驚喜的是，作者在講述完核心的理論和關係代數之後，並沒有戛然而止，而是非常自然地引入瞭關於數據庫係統實現層麵的一些高級話題，這為本書增添瞭極強的實用縱深感。比如，在索引結構那一章，不僅僅停留在B樹或B+樹的形態介紹，而是深入探討瞭不同索引組織方式在實際I/O操作次數上的效率差異，甚至涉及到瞭頁麵的緩存策略和磁盤存取模型對查詢性能的實際影響，這部分內容極大地拓寬瞭我的視野，讓我明白瞭理論和硬件性能之間的緊密耦閤關係。此外，書中對查詢優化器核心思想的介紹，也做到瞭既保持瞭理論的抽象性，又提供瞭具體的執行計劃生成和成本評估方法的概述，使得“性能調優”不再是玄學，而是一門有跡可循的科學。這本書的這種“理論築基，實踐拓維”的結構安排，使得它成為瞭一本真正的橋梁之作，連接瞭抽象的數學世界和實際的工程應用前沿，讀完後能讓人建立起一個立體化的知識網格。

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