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出版者:McGraw-Hill Education (India)

作者:Raj Kamal

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2009-03-09

价格:USD 35.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780070151253

丛书系列:

图书标签:

• Embedded.Systems
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《信息安全原理与实践》 书籍简介 本书深入探讨了信息安全的基石、核心技术以及在现代计算环境中的实际应用。它旨在为读者提供一个全面、系统且深入的视角，理解信息安全威胁的本质，掌握防御机制的设计与实现。内容涵盖了从密码学基础到复杂网络安全架构的多个层面，尤其侧重于理论与工程实践的结合。 第一部分：安全基础与密码学 本部分构建了理解信息安全系统的理论框架。首先，我们将从信息论和数理逻辑的角度审视安全性的基本定义和度量，明确“安全”在不同上下文下的含义。随后，进入密码学的核心领域。 1. 经典密码体制回顾与现代密码学的基石： 简要回顾了置换和替代等古典密码的弱点，为理解现代密码学的必要性奠定基础。重点分析了信息论中的香农安全（信息论安全）概念，以及计算复杂性理论在密码学中的作用，特别是单向函数、NP问题与安全设计之间的联系。 2. 对称加密算法的深度剖析： 全面解析了分组密码（Block Ciphers）的设计原理。详细讲解了DES、3DES以及当前主流的AES（Rijndael算法）的轮函数结构、S盒（Substitution Box）的设计原则（如非线性度和雪崩效应的实现）、密钥调度机制。不仅分析了它们的工作模式（如ECB, CBC, CFB, OFB, CTR），还探讨了这些模式在不同应用场景下的安全性权衡，例如流密码模式的选择与潜在的初始化向量（IV）重用风险。同时，深入探讨了流密码（Stream Ciphers）的构造，如RC4的遗留问题和现代的ChaCha20的设计思想，侧重于基于LFSR（线性反馈移位寄存器）或非线性函数的周期与相关性分析。 3. 公钥密码系统（非对称加密）： 阐述了公钥密码学的数学基础，主要集中在数论领域。详细介绍了模幂运算、欧拉定理、费马小定理在RSA算法中的应用，并分析了RSA的安全性依赖于大数因子分解的难度。随后，转向椭圆曲线密码学（ECC）。这部分将详细解释有限域上的运算、点的加法与标量乘法，以及DLP（离散对数问题）和ECDLP（椭圆曲线离散对数问题）的数学难题。对比RSA和ECC在密钥长度、计算效率和安全性上的差异。 4. 密码杂凑函数与消息认证： 深入研究了单向杂凑函数的性质，包括原像不可逆性、第二原像不可逆性和抗碰撞性。详细分析了MD5、SHA-1的结构缺陷以及SHA-2/SHA-3（Keccak）的设计原理。重点解释了Merkle-Damgård结构及其在处理长度扩展攻击方面的不足，并详细介绍SHA-3的“海绵结构”如何克服这些限制。讨论了消息认证码（MAC）和基于杂凑的消息认证码（HMAC）的构造，确保数据完整性和真实性。 5. 数字签名方案： 讲解了数字签名的不可否认性原理。详细分析了DSA（数字签名算法）、ElGamal签名，以及基于RSA的签名方案（RSASSA-PKCS1 v1.5 和 PSS）。特别关注了ECDSA（椭圆曲线数字签名算法）在现代通信协议中的普及及其实现细节，包括随机数生成对签名的关键影响。 第二部分：系统安全与访问控制 本部分将安全视角从算法层面转向系统与软件层面，探讨如何在操作系统、应用软件和硬件接口中实现安全策略。 1. 访问控制模型与实现： 详细阐述了访问控制理论，包括自主访问控制（DAC）、强制访问控制（MAC）和基于角色的访问控制（RBAC）。深入分析了安全内核的设计，以及如何利用权限分离、最小权限原则来限制攻击面。讨论了访问控制列表（ACLs）和标签系统在现代操作系统中的具体应用。 2. 内存安全与漏洞防护： 这是系统安全实践的核心。深入分析了常见的内存错误，如缓冲区溢出（Stack/Heap Overflow）、格式化字符串漏洞和UAF（使用后释放）。讲解了操作系统和编译器提供的防御机制，如ASLR（地址空间布局随机化）、DEP/NX位（数据执行保护）、Stack Canaries（栈保护器）。对于更高级的攻击，如ROP（返回导向编程）链的构造和绕过，提供了详细的逆向工程分析。 3. 身份认证与授权机制： 超越传统的用户名/密码。详细分析了多因素认证（MFA）的原理，包括基于知识、基于持有物和基于生物特征的因子。深入探讨了单点登录（SSO）的架构，如Kerberos协议的工作流程及其密钥分发中心（KDC）的安全考量。讨论了现代基于令牌的认证机制，如OAuth 2.0和OpenID Connect，侧重于其授权流程中的安全风险点（如重定向URI验证、Token泄露）。 4. 可信计算与硬件信任根： 探讨了硬件在安全中的基础作用。介绍了TPM（可信平台模块）的功能，包括平台完整性测量（PCRs）、密钥封装和加密存储。解释了安全启动（Secure Boot）的流程，以及如何利用UEFI/BIOS层面的度量来建立从启动到加载操作系统的信任链。 第三部分：网络与应用安全架构 本部分聚焦于数据在传输和应用层面的保护，以及构建健壮的网络安全基础设施。 1. 传输层安全（TLS/SSL）： 详细解析了TLS握手协议的各个阶段，包括ClientHello、ServerHello、证书验证（X.509结构、CA信任链的建立）、密钥交换（如DHE/ECDHE的Diffie-Hellman过程）和记录层加密。讨论了TLS 1.2和TLS 1.3的主要区别，特别是TLS 1.3中对1-RTT握手、前向保密性（Perfect Forward Secrecy, PFS）的增强和弃用的弱密码套件。 2. 网络边界防御技术： 全面介绍防火墙技术，从基于状态的包过滤到深度包检测（DPI）。深入分析了入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS）的工作原理，包括基于签名的检测和基于异常行为的检测。讨论了VPN技术（IPsec和SSL/TLS VPN）在建立安全隧道中的作用和协议选择。 3. Web应用安全核心： 针对Web攻击进行深入剖析。详细讲解了OWASP Top 10中的关键风险，如SQL注入（及其参数化查询的防御）、跨站脚本（XSS，包括存储型、反射型和DOM型）的原理与防御，以及CSRF（跨站请求伪造）的机制。此外，深入分析了现代Web框架如何处理安全头（如CSP, HSTS）和会话管理（Token/Cookie的安全属性）。 4. 隐私保护技术： 讨论了在数据处理过程中实现隐私保护的高级技术。包括在不泄露原始数据的情况下进行计算的同态加密（Homomorphic Encryption）的原理概述。分析了差分隐私（Differential Privacy）的数学基础及其在数据发布和统计查询中的应用，如何通过控制噪声来提供可证明的隐私边界。 总结 本书通过严谨的数学基础、清晰的协议分析和丰富的工程案例，构建了一个从底层算法到顶层架构的综合安全知识体系。读者在完成学习后，将不仅能理解当前主流安全技术的工作方式，更能具备识别、分析和设计应对未来威胁的系统的能力。

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这本书的价值不仅仅在于其内容的广度和深度，更在于它所传递的学习方法和解决问题的思路。作者在书中不仅讲解了“是什么”，更注重讲解了“为什么”和“怎么样”。他鼓励读者去思考，去动手实践，去解决实际问题。书中还提供了大量的练习题和项目建议，这让我能够将学到的知识运用到实际操作中。我尝试按照书中的一些项目来实践，虽然过程中遇到了一些困难，但通过反复琢磨和尝试，我最终都克服了。这种解决问题的能力，比单纯记住知识点更为重要，也让我对未来的嵌入式开发之路充满了信心。

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我是一名对嵌入式系统充满好奇的学生，虽然已经接触过一些基础的编程语言，但对于如何将这些知识应用到硬件上来实现智能控制，一直感到有些迷茫。这本书就像是一盏明灯，为我指明了方向。它从微控制器架构的介绍开始，详细解释了各种外设接口的工作原理，如GPIO、UART、SPI、I2C等等。我特别喜欢书中对这些接口的时序图和寄存器操作的讲解，非常细致，让我对硬件的底层控制有了更深入的理解。书中还涉及了实时操作系统（RTOS）的概念，并且对FreeRTOS等主流RTOS进行了详细的介绍和应用演示。这对我来说是一个全新的领域，但通过这本书的学习，我感觉自己已经能够初步掌握RTOS的精髓，并尝试将其应用到一些简单的项目中。

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我是一名经验丰富的软件工程师，转岗到嵌入式开发领域工作，发现自己在这个新的领域中还有很多需要学习的地方。我之前主要从事的是应用层开发，对于硬件和底层驱动的知识相对薄弱。这本书正好填补了我在这方面的知识空白。它不仅讲解了嵌入式系统的硬件构成，还深入剖析了驱动程序的编写方法，以及如何与操作系统进行交互。书中对中断处理、内存管理、功耗优化等高级主题的讨论，也给我带来了很多启发。我尤其欣赏书中对于不同硬件平台（如ARM Cortex-M系列）的分析，这让我能够更清楚地了解不同平台之间的异同，并根据项目需求选择最合适的硬件。

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这本书的包装和印刷质量都相当不错，纸张厚实，文字清晰，图片也色彩鲜艳，给人一种踏实的感觉。拿在手里沉甸甸的，一看就知道内容肯定很扎实。封面设计虽然不至于惊艳，但简约大方的风格也挺符合技术类书籍的气质。书本的装订也很牢固，翻阅起来不会有散架的风险，这一点对于经常需要查阅和学习的书籍来说非常重要。封底的条形码和出版社信息一应俱全，细节处理得当。总的来说，从物理形态上，这本书就已经给予了我一个良好的第一印象，让我在开始阅读之前就充满了期待。我一直认为，一本好的技术书籍，除了内容本身要精湛，外在的表现形式同样不容忽视，因为它直接影响着读者的阅读体验和学习动力。这本书在这方面无疑是做到了位，让我觉得物有所值，甚至物超所值。

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我是一名希望在嵌入式领域有所建树的学生。过去，我对这个领域总有一种“只可远观而不可近玩”的感觉，总觉得它技术门槛很高，难以入门。但自从我开始阅读这本书，我的想法完全改变了。它从最基础的二进制、十六进制开始讲起，一步步引导我理解微控制器的内部结构和工作原理。书中对各种通信协议的讲解也十分透彻，让我能够理解不同设备之间是如何进行数据交换的。我尤其喜欢书中对“数据手册”的解读部分，让我知道如何从海量的数据手册中提取出有用的信息，这对我来说是一项非常重要的技能。

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这本书的作者显然在嵌入式领域有着丰富的实践经验。他在书中分享了许多自己遇到的实际问题以及如何解决的经验，这些宝贵的经验对于我来说是无价之宝。例如，在讲解功耗优化时，作者分享了他在某个项目中遇到的低功耗设计挑战，以及他如何通过分析电源管理芯片、优化代码逻辑等方法来解决问题。这些真实的案例让我看到了理论知识在实际工程中的应用，也让我对嵌入式开发有了更深刻的认识。我感觉这本书不仅仅是一本技术书籍，更像是一位经验丰富的工程师在手把手地指导我学习。

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我在阅读这本书的过程中，最大的感受就是其内容的全面性和深入性。它不仅涵盖了嵌入式系统的基本原理，如处理器架构、内存组织、总线通信等，还涉及到了许多实际开发中常用的技术，如嵌入式Linux系统移植、设备驱动开发、多线程编程、网络通信等。书中对于这些技术的讲解都非常详尽，并且提供了大量的代码示例，让我能够边学边练。我尤其喜欢书中关于“调试技巧”部分的讨论，它分享了许多实用的调试方法和工具，如JTAG调试器、逻辑分析仪等，这些经验对于我解决实际开发中的bug非常有帮助。

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这本书的语言风格非常平实易懂，没有使用过多的专业术语，即使是对嵌入式系统不太熟悉的读者，也能够轻松理解。作者在讲解每一个概念的时候，都会用通俗易懂的比喻和类比，将抽象的技术问题具体化，大大降低了学习的门槛。例如，在讲解RTOS的调度机制时，作者将其比作一个忙碌的办公室，不同的任务就像是等待处理的信件，而调度器则是一个高效的秘书，负责决定哪些信件优先处理，以及如何分配资源。这种生动的讲解方式，让原本枯燥的技术知识变得有趣起来。

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我最近一直在为我的毕业设计项目寻找合适的参考资料，尤其是在嵌入式开发领域。我尝试过很多不同的书籍，但很多都过于理论化，缺乏实际操作的指导，或者内容陈旧，跟不上最新的技术发展。直到我偶然间发现了这本书，我眼前一亮。它并没有一开始就抛出复杂的概念和晦涩的术语，而是从最基础的硬件平台和开发环境讲起，循序渐进地带领读者一步步深入。每一章节的讲解都逻辑清晰，条理分明，让我能够轻松地理解其中的原理。更重要的是，书中穿插了大量的代码示例和实际应用案例，这些案例贴近实际工程项目，让我能够看到理论知识是如何在实践中应用的。这种“理论与实践相结合”的教学方式，极大地激发了我的学习兴趣，也帮助我解决了许多在项目开发中遇到的难题。

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这本书的内容排版和结构设计都非常出色。章节之间的过渡自然流畅，不会让人感到突兀。每个章节的开头都有清晰的学习目标，结尾则有总结和思考题，有助于巩固学习效果。书中使用的图示和表格也非常丰富，生动形象地解释了复杂的概念。例如，在讲解ADC采样过程时，书中提供的时序图清晰地展示了采样时钟、转换周期等关键参数，让我一目了然。而且，书中还提供了一些相关的在线资源链接，例如官方文档、社区论坛等，这使得我能够方便地获取更进一步的信息和技术支持，非常贴心。

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