Public Key Cryptography - PKC 2008 pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:

作者:Cramer, Ronald (EDT)

出品人:

頁數:397

译者:

出版時間:

價格:79.95

裝幀:

isbn號碼:9783540784395

叢書系列:

圖書標籤:

• Cryptography
• Public Key Cryptography
• PKC
• Security
• Information Security
• Computer Science
• Algorithms
• Mathematics
• Coding Theory
• Networks

現代密碼學基礎與實踐：超越公鑰加密的深度探索 本書聚焦於密碼學領域中除公鑰加密（PKC）之外的核心理論、算法及其在現代信息安全架構中的具體應用。 旨在為讀者提供一個全麵而深入的視角，理解信息安全體係的基石，從對稱加密的演進到消息認證、數字簽名以外的更廣闊的密碼學疆域。 --- 第一部分：對稱密碼學的堅實基石與高級應用 (Foundations of Symmetric Cryptography and Advanced Applications) 第一章：分組密碼的數學結構與安全分析 本章詳細剖析瞭現代對稱加密算法，特彆是分組密碼（Block Ciphers）的設計原理，並著重探討瞭那些不依賴於公鑰基礎設施的加密機製。我們將深入研究費斯透爾結構（Feistel Structure）與替代-置換網絡（SP-Network）的數學基礎，並以高級加密標準（AES）的內部輪函數（Round Function）為核心案例進行深度解析。 差分與綫性密碼分析： 闡述瞭密碼分析學的兩大基石——差分分析（Differential Cryptanalysis）和綫性分析（Linear Cryptanalysis）的理論框架、攻擊模型及其對新算法設計的影響。 密鑰調度與擴散/混淆： 討論如何設計有效的密鑰擴展算法以確保密鑰的充分擴散性，以及S盒（Substitution Box）的構造原則，強調非綫性強度在抵禦統計攻擊中的關鍵作用。 模式的演變： 對比傳統的ECB、CBC模式的局限性，重點介紹CTR（計數器模式）和GCM（伽羅瓦/計數器模式）的結構，特彆強調GCM如何將認證和加密完美結閤，實現高效的認證加密（Authenticated Encryption, AE）。 第二章：流密碼的性能與安全性權衡 本章將目光投嚮那些以位或字節為單位進行操作的流密碼（Stream Ciphers）。與分組密碼的固定塊大小不同，流密碼提供更高的靈活性和潛在的吞吐量優勢。 同步與自同步流密碼： 區分同步流密碼（如ChaCha20的內部狀態更新機製）與自同步流密碼（Self-Synchronizing Stream Ciphers）的工作原理和各自的安全保證。 熵源與僞隨機數生成器（PRNGs）： 詳細探討基於綫性反饋移位寄存器（LFSR）的構造，分析其周期長度和反饋多項式的選擇對安全性的決定性影響。同時，探討現代流密碼如何結閤非綫性函數來增強輸齣的不可預測性。 應用場景： 分析流密碼在資源受限設備（如IoT設備）和需要高實時性通信中的優勢，並討論其在信道噪聲下的恢復能力。 --- 第二部分：哈希函數、消息完整性與認證機製 (Hash Functions, Integrity, and Authentication) 第三章：密碼學哈希函數的內部構造與抗碰撞性 哈希函數是所有數字簽名、完整性校驗和密鑰派生的核心組件。本章將係統地研究現代密碼學哈希函數的結構，重點關注其抗攻擊的能力。 Merkle-Damgård 結構： 深入分析該經典結構的構造原理，包括填充方案（Padding Schemes）的設計，以及該結構在麵對長度擴展攻擊（Length Extension Attacks）時的固有弱點。 海綿函數（Sponge Functions）： 詳細介紹如SHA-3（Keccak）所采用的海綿結構，包括其“吸收（Absorbing）”和“擠壓（Squeezing）”階段，及其在抵抗第二原像攻擊和碰撞攻擊方麵的理論優勢。 安全評估標準： 闡述抵抗原像攻擊（Preimage Resistance）、第二原像攻擊和碰撞攻擊的數學定義和安全界限。 第四章：消息認證碼（MAC）與基於密鑰的完整性保護 消息認證碼是確保數據在傳輸過程中未被篡改的關鍵技術，它與哈希函數的主要區彆在於引入瞭密鑰。 HMAC 的標準與優化： 深入解析 HMAC（基於哈希的消息認證碼）的構造，說明其如何通過嵌套哈希來抵禦密鑰泄漏的風險，並探討其在性能優化上的實現細節。 基於分組密碼的 MAC (CMAC)： 闡述 CMAC 的工作原理，特彆是在當僅擁有強大的分組密碼算法（如AES）時，如何安全地構建一個高效的認證機製。 通用性認證機製： 探討如何將認證與加密結閤，不局限於AEAD模式，分析分離式認證（如數字簽名後加MAC）在特定協議設計中的可行性。 --- 第三部分：高級密碼學原語與新興領域 (Advanced Primitives and Emerging Fields) 第五章：密鑰管理、派生與隨機性生成 強大的加密依賴於高質量的密鑰和隨機數。本章探討密鑰生命周期管理中的關鍵技術。 密鑰派生函數（KDFs）： 詳細研究 PBKDF2、bcrypt 和 Argon2 的設計，重點分析它們如何通過引入工作因子（如迭代次數、內存消耗）來有效對抗暴力破解，並探討其在密碼存儲中的應用。 安全隨機數的獲取： 區分僞隨機數生成器（PRNG）和真隨機數生成器（TRNG），探討操作係統級彆的熵池管理機製（如 `/dev/random` 和 `/dev/urandom` 的差異）。 密鑰封裝機製（KEMs）的非公鑰視角： 在不涉及傳統PKC的情況下，探討如何使用對稱或基於哈希的技術來安全地分發和封裝會話密鑰。 第六章：零知識證明與隱私增強技術概覽 本章介紹瞭超越傳統加密和簽名的前沿領域，它們在數據可用性與隱私保護之間尋求平衡。 零知識證明（ZKP）的基礎： 介紹交互式證明係統的概念，以及如何構建非交互式零知識證明（NIZK）的核心數學原理，特彆是涉及多項式承諾的構造。 同態加密的非公鑰分支： 概述全同態加密（FHE）和分層同態加密（LHE）的基本數學結構（如環LWE問題），重點討論如何執行加法和乘法運算而不解密數據，尤其是在雲計算環境下的應用場景。 混淆電路（Obfuscated Circuits）： 探討如何將函數轉化為一種“黑盒”形式，使得計算方可以執行函數而不泄露輸入數據，這在數據授權使用方麵具有重要價值。 --- 第七章：後量子密碼學的對稱視角（Symmetric Post-Quantum Cryptography） 盡管公鑰算法是後量子密碼學（PQC）關注的焦點，但對稱算法也麵臨量子計算的挑戰。 Grover 算法的影響： 分析格羅弗搜索算法如何影響對稱密鑰的有效長度（即密鑰空間被平方根加速），並推導齣在量子威脅下所需增加的密鑰大小。 抗量子安全的標準： 討論 NIST 標準化過程中對分組密碼和哈希函數的抗量子安全評估標準，以及如何調整現有算法的參數以確保其在量子計算機麵前的長期安全性。 量子安全隨機性： 探討在量子時代，如何設計更健壯的熵源和真隨機數生成器，以應對理論上可能由量子設備帶來的更精密的統計攻擊。 --- 本書旨在成為密碼學從業者、安全架構師和高級研究人員的實用參考，它將理論深度與對實際安全部署的關注相結閤，提供一套完整的、以對稱性和完整性為核心的安全工具箱。

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