1古典密碼(1)
1.1安全需求和基本術語(1)
1.2代換與置換(4)
1.3古典密碼分析(11)
習題(22)
2Shannon理論(25)
2.1密碼體制安全性(25)
2.2概率論和信息論基礎(27)
2.3完善保密性(37)
2.4密碼學中的熵(41)
2.5偽密鑰和唯一解距離(43)
2.6乘積密碼體制(45)
習題(47)
3分組密碼(49)
3.1分組密碼設計思想(49)
3.2代換置換網絡(51)
3.3線性密碼分析(54)
3.4差分密碼分析(59)
3.5Feistel結構和數據加密標準DES(65)
3.6高級加密標準AES(72)
3.7SM4(82)
3.8工作模式和短塊處理(85)
習題(90)
4序列密碼(93)
4.1序列密碼概述(93)
4.2基於線性反饋移位寄存器的序列密碼(94)
4.3基於非線性移位寄存器的序列密碼(106)
4.4基於表驅動的序列密碼(108)
4.5基於分組密碼的序列密碼(112)
4.6祖衝之算法(116)
習題(120)
5Hash函數(122)
5.1Hash函數和數據完整性(122)
5.2Hash函數的安全性(123)
5.3Hash函數的迭代結構(127)
5.4消息認證碼(133)
5.5SM3和密鑰派生函數(136)
5.6海綿結構和SHA3(138)
5.7彩虹表(143)
習題(146)
密碼學原理目錄6公鑰密碼體制(148)
6.1公鑰密碼體制和單向陷門函數(148)
6.2RSA(149)
6.3Rabin密碼體制(163)
6.4基於離散對數問題的密碼體制(165)
6.5離散對數問題的算法(167)
6.6橢圓曲線密碼(171)
習題(181)
7數字簽名(183)
7.1數字簽名的安全性需求(183)
7.2數字簽名體制(184)
7.3具有特殊用途的數字簽名(188)
7.4NTRUSign(192)
習題(195)
8可證明安全(196)
8.1計算安全性(196)
8.2對稱密碼體制(200)
8.3公鑰密碼體制 (222)
習題(234)
9密鑰管理(236)
9.1密鑰管理(236)
9.2密鑰分配(239)
9.3公鑰基礎設施PKI(247)
習題(258)
10身份認證(259)
10.1基於口令的身份認證(259)
10.2對稱體制下的認證協議(260)
10.3公鑰體制下的認證協議(265)
10.4零知識證明(265)
10.5SSL協議(268)
10.6PGP協議(273)
習題(275)
11高級密碼算法(277)
11.1SM9(277)
11.2屬性加密算法(294)
習題(300)
參考文獻(301)

本教材依托華中科技大學“密碼學原理”課程講授內容和所建設“密碼學原理”慕課內容編纂而成。密碼學涵蓋內容豐富，且涉及一定的數學基礎知識，本教材著重於講解密碼學的基本原理和方法，相關的數學背景知識請參考本校“信息安全數學基礎”課程的內容。通過學習本教材，學生應掌握密碼學基本原語的設計思想和構造方法，能夠利用所學構造方法提出滿足實踐安全需求的密碼方案。本教材適合網絡空間安全專業及相關專業的本科生使用。第1章通過介紹簡單古典密碼，引出密碼學基本術語、基本的構造技術等內容。第2章介紹了香農對密碼學的基本貢獻、信息論在密碼學中的應用、完善保密性相關知識。密碼學中的熵可以揭示加密的本質，乘積密碼體制是迭代密碼的基本思想。第3章介紹了分組密碼的基本設計思想、使用原則、結構，以及典型的分組密碼算法，同時介紹了分組密碼實踐中的工作模式和短塊處理。為了易於理解差分密碼分析和線性密碼分析的思想，選擇通過簡單的SPN示例來進行介紹。第4章介紹了序列密碼及其相關內容。第5章對Hash函數和消息認證碼MAC進行了介紹，包括通用的生日攻擊、基本結構和構造方法。同時還介紹了利用Hash函數構造密鑰派生函數KDF的過程。第6章主要介紹基於大整數分解和離散對數問題的公鑰密碼體制，並討論了相關數學問題的求解算法。第7章介紹了常用的及特殊類型的數字簽名方案。第8章介紹了計算復雜性理論下的可證明安全，包括形式化地定義攻擊模型、密碼方案的安全性，以及形式化定義下的安全性證明。第9章和第10章主要介紹了密鑰分配、協商的相關知識，以及身份認證的密碼學安全協議，同時也介紹了公鑰基礎設施PKI。第11章主要介紹了我國的標識算法SM9和屬性加密算法。教材每章均附有適量習題，幫助學生學習和鞏固章節重點內容。由於編者水平有限，編寫內容可能存在疏漏和錯誤，敬請批評和指正。*後，衷心感謝所有為本書付出時間和精力的人們，特別感謝邢光林、許映沙、汪凱和李金璠。編者2023年11月於武漢