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出版者:大连理工大学出版社

作者:王宏伟，肖峰主编

出品人:

页数:308

译者:

出版时间:2006-9

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787561133804

丛书系列:

图书标签:

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图书简介：现代密码学原理与应用 聚焦前沿理论，构建坚实安全基石 《现代密码学原理与应用》一书，深入探讨了信息安全领域最为核心的数学理论和实用技术——密码学。本书旨在为读者提供一个全面、系统且深入的视角，从最基础的数论和代数结构出发，逐步构建起现代密码系统的理论框架，并详细剖析当前主流密码算法的工作机制及其在实际应用中的安全考量。 第一部分：密码学的数学基础与经典密码体制 本书的开篇聚焦于构建坚实的数学基础。我们首先回顾了必要的离散数学知识，特别是群论、环论和有限域理论，这些都是现代公钥密码系统得以成立的基石。随后，我们详尽介绍了模运算的性质、欧拉定理与费马小定理在密码学中的应用。 在此基础上，本书系统地阐述了经典密码体制，包括对古典代数密码（如维吉尼亚密码、希尔密码）的分析，重点在于理解其原理、优点及其在计算能力提升面前的脆弱性。紧接着，我们转向现代密码学的早期重要成果，详细解析了DES（数据加密标准）的结构，包括其轮函数的设计、S盒的混淆特性以及扩散过程，并探讨了三重DES (3DES)的必要性与局限性。 第二部分：对称加密的现代革命——分组与流密码 对称加密仍然是数据加密的主流技术，本书用大量篇幅聚焦于当今最广泛使用的标准——AES（高级加密标准）。我们不仅仅停留在描述其操作步骤，而是深入剖析了Rijndael算法的核心设计哲学，包括字节替代（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）的数学原理和它们如何共同实现雪崩效应。对于MixColumns中的有限域乘法运算，本书提供了详尽的伽罗瓦域（GF($2^8$)）上的计算示例。 此外，本书还对现代流密码进行了深入的探讨。我们分析了RC4的结构缺陷，并重点介绍了基于线性反馈移位寄存器（LFSR）的伪随机序列生成机制。更重要的是，本书涵盖了更安全的新一代流密码，如ChaCha20，详细阐述了其Quarter Round函数的设计理念和对侧信道攻击的抵抗性。 第三部分：公钥密码学的基石——非对称加密体制 公钥密码学是现代互联网安全的核心支柱。本书对RSA算法进行了细致入微的讲解，从密钥对的生成过程（涉及大素数生成和GCD计算），到加密、签名的具体实现，特别是模幂运算的高效算法（如平方-乘算法）。同时，我们深入分析了RSA算法的安全性基础——大整数因子分解问题（Shor's Algorithm的威胁除外），并讨论了填充方案（Padding Schemes），如PKCS1 v1.5和OAEP，它们在防止选择明文攻击中的关键作用。 随后，本书将重点转向基于离散对数问题（DLP）的密码系统。这包括对Diffie-Hellman密钥交换机制的完整推导，解释了它如何解决在不安全信道上建立共享密钥的问题。在此基础上，我们详细阐述了ElGamal加密系统和现代椭圆曲线密码学（ECC）。 在ECC部分，本书投入了大量篇幅解释椭圆曲线的代数结构、点的加法运算（包括无穷远点的处理），以及椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）的难度。我们详细介绍了ECDH（椭圆曲线Diffie-Hellman）和ECDSA（椭圆曲线数字签名算法）的完整流程，并对比了相同安全级别下ECC与传统DLP系统在密钥长度和计算效率上的显著优势。 第四部分：密码学应用与前沿专题 本书的最后一部分将理论知识与实际应用紧密结合，并展望了密码学的前沿发展。 散列函数（Hash Functions）部分，我们将深入剖析MD5和SHA-1的结构及其被发现的碰撞攻击，从而引出SHA-2族（SHA-256, SHA-512）的设计原理，特别是其Merkle-Damgård结构的迭代过程。我们还将介绍SHA-3（Keccak算法），重点讲解其基于海绵结构（Sponge Construction）的革新性设计，以及它在抗长度扩展攻击方面的优越性。 在数字签名领域，除了RSA和ECDSA，本书还涵盖了基于属性的签名（Attribute-Based Signatures）和盲签名的基本概念。 此外，本书特别设立了关于后量子密码学（PQC）的专题章节。在量子计算的威胁下，传统公钥系统面临的挑战被明确指出。我们对当前被NIST选定的PQC候选算法进行了概述，重点介绍了格基密码（Lattice-Based Cryptography），如Kyber和Dilithium的基本数学难题，以及基于编码和基于哈希的PQC方案，为读者理解下一代安全标准打下理论基础。 最后，本书讨论了零知识证明（Zero-Knowledge Proofs）的理论基础，包括交互式证明系统和非交互式零知识证明（zk-SNARKs/zk-STARKs）的基本思想和在隐私保护计算中的应用潜力。 本书特点： 数学严谨性与工程实用性并重： 理论推导详尽，同时提供清晰的算法步骤和性能考量。 覆盖范围广： 从基础的数论到最新的PQC和零知识证明均有涉及。 注重安全性分析： 对每种算法都探讨了已知的攻击向量和防御措施。 本书适合高等院校计算机科学、信息安全、应用数学等专业的本科高年级学生、研究生，以及所有致力于深入理解和应用现代加密技术的工程技术人员和研究人员阅读。它不仅是一本教科书，更是一部通往信息安全核心领域的权威参考手册。

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我花了很长时间在网上寻找一本真正能帮助我理解“计算机是如何思考”的书，最终选择了这本。与其他动辄几百页、塞满了晦涩难懂术语的参考书不同，它的可读性强得惊人。特别值得称赞的是它对数据结构和算法的介绍。通常，这部分是新手最容易望而却步的地方，但作者似乎深谙读者的心理，用大量的图示和流程图，把链表、树的构建过程描绘得纤毫毕现。我尤其喜欢它在讲解递归算法时所采用的那种“分而治之”的叙述方式，它不是直接抛出公式，而是引导读者自己去发现问题的内在联系。这本书的排版也十分用心，重点内容加粗，关键定义独立框出，使得我在快速复习某个知识点时，可以迅速定位，效率大大提高。如果说有什么遗憾，那就是在涉及最新的软件开发趋势方面，篇幅稍显不足，但这或许也是一本“基础”读物的必然取舍吧，毕竟技术迭代太快了，保持核心概念的稳定才是最重要的。总而言之，这是一本能让你对计算科学产生浓厚兴趣的优秀读物。

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这本书给我的整体感觉是“稳健”和“全面”。它并没有追求时髦地塞进最新的热门技术，而是专注于构建一个坚实、不可动摇的理论基础。在介绍操作系统的工作机制时，它详尽地解释了进程管理和内存分页的原理，这些虽然是几十年前就确立的概念，但它们构成了现代计算机运行的基石。我发现自己过去在使用电脑时那些“理所当然”的功能背后，竟然隐藏着如此精妙的工程设计。阅读过程中，我经常会停下来思考作者提出的每一个逻辑步骤，那种清晰的因果链条让人不得不佩服其构建知识体系的功力。这本书的例题和课后习题设计得非常巧妙，它们不仅仅是知识点的简单重复，很多题目都需要综合运用前面学到的多个概念才能解答，这迫使我必须真正理解，而非死记硬背。对于想要考取相关专业证书或者准备后续专业课程学习的同学来说，这本书无疑提供了最好的理论支撑，读完它，你会对计算机科学的宏大图景有一个清晰的认识。

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这是一本非常适合自学者的计算机导论读物。它的章节划分逻辑性极强，很少出现内容跳跃或者前后矛盾的情况。我尤其喜欢它在关于信息安全和伦理章节的处理方式。在这样一个技术快速迭代的时代，很多基础教材会忽略这些“软性”但至关重要的内容。这本书却用一种非常冷静且客观的笔调，探讨了数据隐私、算法偏见等问题，这让读者在学习技术的同时，也能培养起对技术应用的社会责任感。书中的图表设计非常简洁，几乎没有花哨的装饰，所有的图形都服务于信息的传达，这种极简主义风格反而更显专业。对于初学者来说，它提供的知识广度足够让你对计算机领域有一个全面的了解，知道自己未来可能更倾向于哪个细分方向。总而言之，它不像一本应付考试的教科书，更像一本经过深思熟虑的、旨在塑造健全计算机思维的工具书。

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这本书的封面设计得相当朴素，但内容却出乎意料地扎实。我原本以为这会是一本枯燥乏味的入门教材，没想到作者在介绍一些基础概念时，总能巧妙地穿插一些贴近生活的例子，让那些抽象的二进制、逻辑运算变得生动起来。特别是讲解了计算机硬件的工作原理那部分，他没有停留在简单的堆砌名词，而是用非常形象的比喻，比如把CPU比作工厂的中央控制室，内存比作工人的工作台，这些让我这个完全的小白也能很快抓住重点。这本书的结构安排也很有条理，从最底层的硬件基础，逐步过渡到操作系统、网络协议，最后还涉及到一些基础的编程思想，这种循序渐进的方式极大地降低了学习的门槛。不过，对于已经有一些编程基础的读者来说，前半部分可能会显得有些冗余，但作为一本面向“大学计算机基础”的教材，它的平衡性做得相当不错，确保了不同起点的人都能从中受益。翻阅起来，它的语言风格偏向于严谨的学术探讨，但又不失亲和力，就像一位经验丰富的老师在耐心指导你入门，让人感到安心。

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拿到这本书时，我最先注意到的是它那股子“老派的认真劲儿”。书中的文字密度很高，但阅读起来却不觉得累赘，这得益于作者对专业术语的精准把握和恰当的解释。比如，在讨论网络协议栈时，作者没有仅仅停留在OSI七层模型的名词罗列上，而是深入分析了每一层在实际数据传输中承担的具体责任和面临的挑战，甚至提到了早期的网络设计权衡。这种深入骨髓的剖析，让我明白了为什么互联网会以今天这种形态存在。这本书的魅力在于它的深度，它敢于挑战读者去思考那些“为什么”，而不是仅仅满足于“是什么”。对于那些希望从应用层退回到底层逻辑去审视计算机系统的读者，这本书是极佳的选择。我个人特别欣赏它在讲解编译原理入门部分时所采用的那种由浅入深的讲解方式，每一步的推导都清晰可见，仿佛作者正坐在你身边，手把手地帮你把复杂的语法转换过程可视化。

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