目录

第1章密码学概论1

1.1信息安全是信息时代永恒的需求1

1.2信息安全和国家安全4

1.2.1我国政府高度重视信息安全4

1.2.2中国人民有志气、有能力确保信息安全和国家安全5

1.3密码技术是信息安全的关键技术6

1.4密码学的基本概念11

1.4.1密码体制11

1.4.2密码的安全性14

1.5我国革命战争时期的密码奇功17

1.5.1四渡赤水密码建奇功17

1.5.2“豪密”奇功18

1.6我国的密码法和商用密码标准20

1.6.1中华人民共和国密码法20

1.6.2我国的商用密码标准21

习题23

第2章分组密码24

2.1高级加密标准24

2.1.1数学基础24

2.1.2Rijndael加密算法26

2.1.3Rijndael解密算法31

2.1.4Rijndael的安全性33

2.2中国商用密码算法SM434

2.2.1SM4算法描述34

2.2.2SM4的可逆性和对合性38

2.2.3SM4的安全性41

2.3分组密码的应用技术41

2.3.1分组密码的工作模式41

2.3.2分组密码的短块加密46目录习题与实验研究48

第3章序列密码49

3.1序列密码的概念49

3.2线性移位寄存器序列50

3.3非线性序列54

3.3.1非线性移位寄存器序列54

3.3.2对线性移位寄存器序列进行非线性组合55

3.3.3利用强分组码产生非线性序列55

3.4中国商用祖冲之密码55

3.4.1祖冲之密码的算法结构56

3.4.2基于祖冲之密码的机密性算法128EEA362

3.4.3基于祖冲之密码的完整性算法128EIA364

3.4.4祖冲之密码的安全性67

习题与实验研究67

第4章密码学Hash函数69

4.1密码学Hash函数的概念69

4.2中国商用密码Hash函数SM371

4.2.1Hash函数迭代结构71

4.2.2SM3算法的常数与函数72

4.2.3SM3算法描述72

4.3美国安全Hash函数SHA375

4.3.1海绵结构76

4.3.2SHA3核心压缩算法80

习题与实验研究90

第5章公钥密码92

5.1公钥密码的基本概念92

5.2RSA密码93

5.2.1RSA加解密算法93

5.2.2RSA密码的安全性95

5.3ElGamal密码98

5.3.1离散对数问题98

5.3.2ElGamal密码概述99

5.4椭圆曲线密码100

5.4.1椭圆曲线101

5.4.2椭圆曲线密码概述102

5.4.3中国商用密码SM2椭圆曲线公钥密码加密算法104

5.5公钥密码应用中的几个技术问题108

5.5.1素数的概率性检验算法109

5.5.2快速运算算法109

习题与实验研究112

第6章数字签名113

6.1数字签名的概念114

6.2利用公钥密码实现数字签名117

6.2.1利用RSA密码实现数字签名117

6.2.2利用ElGamal密码实现数字签名118

6.2.3利用椭圆曲线密码实现数字签名119

6.3中国商用密码SM2椭圆曲线公钥密码数字签名算法120

6.3.1数字签名的生成算法120

6.3.2数字签名的验证算法121

习题与实验研究124

第7章密码分析（选修）125

7.1朴素密码分析125

7.1.1密码分析的基本概念125

7.1.2穷举攻击125

7.2数学密码分析127

7.2.1数学密码分析的基本思想127

7.2.2差分密码分析128

7.2.3线性密码分析130

7.2.4代数密码分析131

7.3侧信道密码分析133

7.3.1能量侧信道分析133

7.3.2时间侧信道分析134

7.3.3故障侧信道分析137

习题与实验研究139

第8章密钥管理141

8.1密钥管理的原则143

8.2传统密码体制的密钥管理144

8.2.1密钥产生145

8.2.2密钥分发145

8.2.3密钥存储147

8.2.4密钥更新148

8.2.5密钥销毁148

8.3公开密钥密码体制的密钥管理149

8.3.1密钥产生149

8.3.2密钥分发150

8.3.3公钥基础设施150

8.3.4基于门限的密钥管理153

8.3.5中国商用密码SM2椭圆曲线公钥密码密钥交换协议155

习题与实验研究156

第9章密码协议157

9.1密码协议的基本概念157

9.2密码协议的设计与分析160

9.2.1密码协议的设计原则160

9.2.2密码协议的攻击方法161

9.2.3密码协议的分析方法163

9.3密码协议分析举例164

习题与实验研究166

第10章认证168

10.1认证的概念168

10.2身份认证169

10.2.1口令170

10.2.2智能卡和USBKey174

10.2.3生理特征识别176

10.3报文认证178

10.3.1报文源和报文宿的认证178

10.3.2报文内容认证180

10.3.3报文时间认证183

习题与实验研究186

第11章密码学发展与应用中的几个问题（选修）188

11.1密码是确保数据安全性的最有效技术188

11.2保密计算与同态密码190

11.3抗量子计算密码193

11.3.1量子计算对现有公钥密码的挑战193

11.3.2格密码的一些基础知识 194

11.3.3研究抗量子计算密码的困难198

11.4密码系统智能化199

11.5扩展密码应用200

11.5.1可信计算中的密码应用200

11.5.2区块链中的密码应用205

习题209

参考文献210