應用密碼學作為實現網絡信息安全的核心技術,是信息安全應用領域所有人員必須了解的基礎知識。從教學適用性出發,本書全面介紹了應用密碼學的基本概念、基本理論和典型實用技術。本書對密碼學基礎、序列密碼、分組密碼、公鑰密碼、單向散列函數和消息認證、數字簽名、身份認證與訪問控制、密鑰管理、PKI技術、電子現金與電子支付系統、安全電子選舉系統、安全多方計算等知識進行了深入而系統的描述,并通過多個應用系統全面剖析了相關的密碼應用。
湯永利,博士研究生,現任河南理工大學計算機學院系主任。中國密碼學會教育與科普工作委員會主任委員,參與了多類科研項目并獲得了多次優秀成果獎。發表論文多篇,出版教材2部。
第1章密碼學概述
11密碼學基礎
12密碼體制
121密碼體制定義
122保密通信系統模型
123密碼體制分類
13密碼體制分析
131攻擊密碼系統的方法
132安全模型
14密碼學發展史
141傳統密碼學
142現代密碼學
小結
習題
第2章序列密碼
21偽隨機序列的定義與發展
211隨機數的產生方法與應用
212偽隨機序列的定義
213偽隨機數產生器
214偽隨機數的評價標準
22序列密碼基礎概念
221序列密碼的分類
222Golomb偽隨機性
223密鑰流的基本要求
224密鑰流生成器
23序列密碼的設計與分析
231序列密碼的設計
232線性復雜性
233相關免疫性
24線性反饋移位寄存器
25非線性序列
251非線性移位寄存器
252非線性前饋寄存器
253非線性組合序列
26常用的序列密碼算法
261A5序列密碼算法
262RC4序列密碼算法
263ZUC序列密碼算法
27序列密碼的強度評估
第3章分組密碼
31分組密碼定義
311分組密碼的結構
312分組密碼的設計原則
313輪結構分組密碼的安全性分析
32數據加密算法標準(DES)
321DES設計思想
322DES算法描述
323DES的工作模式
324DES的軟/硬件實現
325DES的安全性分析
33高級數據加密標準(AES)
331算法描述
332算法軟/硬件實現
333算法安全性分析
34SM4商用密碼算法
341SM4算法背景
342SMS4算法描述
343SMS4算法安全性分析
35典型分組加密算法
351Camellia密碼加密算法
352IDEA加密算法
353RC6加密算法
36分組密碼算法的測評與評估
第4章公鑰密碼
41RSA密碼
411RSA算法描述
412RSA算法的軟件實現
413RSA密碼的硬件實現
414RSA的安全分析
42橢圓曲線密碼
421橢圓曲線密碼體制概述
422橢圓曲線的概念和分類
423橢圓曲線的加密規則
424橢圓曲線密鑰協商
425橢圓曲線簽密
43基于身份的加密體制
431基于身份的密碼學概述
432基于身份的加密方案的定義
433基于身份的加密方案的實現
44基于屬性的加密體制
441基于屬性的密碼學概述
442基于屬性的加密方案分類
443基于屬性的加密方案的定義
444基于屬性的加密方案的實現
習題
第5章單向散列函數和消息認證
51單向散列函數基礎
511Hash函數的定義
512Hash函數的性質
513Hash函數的攻擊
514Hash函數的應用
52MD5算法
521MD5算法描述
522MD5算法安全性
523MD5算法實現
53SHA-1算法
531SHA-1算法描述
532SHA-1算法安全性
533SHA-1算法實現
534SHA-1與MD5的比較
54SM3算法
55消息認證
551基于對稱密碼體制的消息認證
552基于Hash的消息認證
553基于公鑰密碼體制的消息認證
第6章數字簽名
61數字簽名的基本概念
62RSA數字簽名
621利用RSA密碼實現數字簽名
622對RSA數字簽名的攻擊
623RSA數字簽名標準
63離散對數簽名體制
631ElGamal簽名方案
632Schnorr簽名方案
633Neberg-Rueppel簽名方案
634Okamoto簽名方案
64利用橢圓曲線密碼實現數字簽名
65基于身份的簽名方案
651Shamir的基于身份的數字簽名方案
652Cha-Cheon的基于身份的數字簽名方案
66其他簽名方案
661代理簽名
662多重簽名
663盲簽名
664環簽名
67數字簽名標準DSS
671數字簽名算法DSA
672DSA的實現
673DSA的安全性
68數字簽名應用
681使用對稱密碼系統和仲裁者對文件簽名
682使用公開密鑰密碼系統對文件簽名
第7章身份認證與訪問控制
71身份認證概述
72基于生物特征識別的身份認證
73基于口令的認證
731簡單口令
732一次口令機制
733強口令的組合攻擊
734Peyravian-Zunic口令系統
74身份認證協議
741挑戰握手認證協議
742雙因子身份認證協議
743S/KEY認證協議
744Kerberos身份認證系統
75訪問控制
751訪問控制概述
752訪問控制模型
753訪問控制列表
754自主訪問控制
755強制訪問控制模型
756基于角色的訪問控制模型
757其他訪問控制模型
第8章密鑰管理
81密鑰種類與層次結構
811密鑰的種類
812密鑰管理的層次結構
813密鑰管理的生命周期
82密鑰的生成
821密鑰產生的技術
822密鑰產生的方法
83密鑰分配
84密鑰的存儲及保護
85密鑰協商
851Diffie-Hellman密鑰交換協議
852Blom密鑰協商協議
86密鑰托管
861美國托管加密標準簡介
862密鑰托管密碼體制的構成
87密鑰分割
871Shamir門限方案
872Asmuth-Bloom門限方案
88Internet密鑰交換協議
881IKE協議描述
882IKE的缺陷分析
第9章PKI技術
91PKI概念
92PKI組成結構
93PKI的關鍵技術
931數字證書
932數字認證中心
933證書的驗證
934證書的發放
935證書撤銷機制
936PKI結構
94PKI的相關標準
941ASN1基本編碼規則的規范
942X500目錄服務
943PKIX
944PKCS系列標準
95PMI
951權限管理技術
952PMI技術
953權限管理系統設計
954基于PMI的安全應用
96AAA
961AAA平臺功能概述
962單點登錄模型
963基于PKI的單點登錄方案
964AAA服務器的關鍵協議
小結
習題
第10章電子現金與電子支付系統
101電子現金系統
1011電子現金基礎
1012電子現金協議
1013數字現金系統的安全需求
102電子支付系統安全概述
1021電子支付系統模型
1022電子支付系統分類
1023電子支付系統安全
103安全支付協議
1031SET安全支付系統組成
1032SET支付安全性分析
1033SET工作流程及應用
104應用案例
1041電子現金應用案例
1042電子支付系統應用案例
小結
習題
第11章安全電子選舉系統
111簡單投票協議
112帶有兩個中央機構的投票協議
113無須投票中心的投票協議
114經典協議
1141FOO協議
1142Sensus協議
第12章安全多方計算
121安全多方計算問題
122安全多方計算定義與模型
1221問題模型
123一般安全多方計算協議
1231基于可驗證秘密共享的SMPC協議
1232基于不經意傳輸的SMPC協議
1233基于同態加密的SMPC協議
1234基于Mix-Match的SMPC協議
124特殊安全多方計算及應用
1241電子投票
1242加密數據計算
小結
習題