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第1章 引言1

1.1 密码学的发展历史1

1.2 密码学基本概念2

1.2.1 保密通信系统3

1.2.2 密码体制分类3

1.2.3 密码攻击4

习题5

第2章 数学基础6

2.1 数论基础6

2.1.1 整除与同余6

2.1.2 欧几里得除法8

2.1.3 一次同余式与中国剩余定理9

2.1.4 二次剩余10

2.2 近世代数基础12

2.2.1 群12

2.2.2 环和域13

2.2.3 指数与原根13

2.3 计算复杂性理论14

2.3.1 图灵机14

2.3.2 问题的计算复杂性分类16

习题17

第3章 古典密码18

3.1 置换密码18

3.2 代替密码18

3.2.1 单表代替密码19

3.2.2 多表代换密码22

习题24

第4章 流密码25

4.1 基本概念25

4.1.1 一次一密与流密码25

4.1.2 流密码的思想26

4.1.3 流密码结构26

4.2 序列的随机性27

4.3 密钥流生成器28

4.4 线性反馈移位寄存器29

4.5 两个流密码算法32

4.5.1 流密码算法RC432

4.5.2 流密码算法A534

习题35

第5章 分组密码36

5.1 分组密码的基本原理36

5.2 分组密码的工作模式38

5.3 数据加密标准40

5.3.1 DES的历史40

5.3.2 DES算法41

5.3.3 DES的安全性46

5.3.4 多重DES47

5.4 高级加密标准48

5.4.1 AES的基本运算单位48

5.4.2 AES算法50

5.4.3 AES的安全性55

5.5 SMS456

5.5.1 术语说明56

5.5.2 轮函数F56

5.5.3 SMS4算法57

5.5.4 密钥扩展算法58

5.6 IDEA59

5.6.1 IDEA算法59

5.6.2 IDEA的安全性61

习题61

第6章 Hash函数62

6.1 Hash函数的概念62

6.1.1 Hash函数的性质62

6.1.2 迭代型Hash函数的一般结构63

6.1.3 Hash函数的应用63

6.2 MD564

6.2.1 算法描述64

6.2.2 MD5的压缩函数66

6.3 SHA68

6.3.1 SHA-168

6.3.2 SHA-272

6.4 基于分组密码的Hash函数75

6.5 Hash函数的分析方法76

习题77

第7章 公钥密码79

7.1 公钥密码的基本概念79

7.1.1 公钥密码体制的原理79

7.1.2 公钥密码体制的要求81

7.2 RSA公钥密码82

7.2.1 算法描述82

7.2.2 RSA的安全性84

7.3 ElGamal公钥密码85

7.3.1 算法描述85

7.3.2 ElGamal的安全性86

7.4 Rabin公钥密码86

7.5 椭圆曲线公钥密码87

7.5.1 实数域上的椭圆曲线87

7.5.2 有限域上的椭圆曲线88

7.5.3 椭圆曲线密码体制89

习题91

第8章 数字签名92

8.1 数字签名的基本概念92

8.2 RSA数字签名93

8.3 ElGamal数字签名94

8.4 数字签名标准95

8.5 其他数字签名96

8.5.1 基于离散对数问题的数字签名96

8.5.2 基于大整数分解问题的数字签名99

8.5.3 具有特殊用途的数字签名100

习题102

第9章 密码协议104

9.1 密钥分配104

9.1.1 Needham-Schroeder协议105

9.1.2 Kerberos106

9.2 密钥协商107

9.2.1 Diffie-Hellman密钥交换协议107

9.2.2 端到端协议108

9.3 秘密共享109

9.3.1 Shamir门限方案109

9.3.2 可验证秘密共享110

9.3.3 无可信中心的秘密共享111

9.4 身份识别112

9.4.1 身份识别的概念112

9.4.2 Guillou-Quisquater身份识别方案112

9.5 零知识证明113

9.6 签密115

习题116

第10章 可证明安全性理论117

10.1 可证明安全性理论的基本概念117

10.1.1 公钥加密体制的安全性117

10.1.2 数字签名体制的安全性120

10.1.3 随机预言模型与标准模型122

10.2 可证明安全的公钥加密体制123

10.2.1 实际加密算法的安全性123

10.2.2 RSA-OAEP125

10.2.3 将CPA体制变成CCA2体制127

10.3 可证明安全的数字签名体制128

10.3.1 实际签名算法的安全性128

10.3.2 RSA-PSS129

习题130

第11章 基于身份的密码体制131

11.1 公钥认证方法131

11.2 基于身份的加密体制133

11.2.1 双线性配对133

11.2.2 形式化模型134

11.2.3 BF方案136

11.3 基于身份的签名体制140

11.3.1 形式化模型140

11.3.2 Hess方案142

11.3.3 CC方案143

11.4 基于身份的密钥协商协议143

11.4.1 Smart协议143

11.4.2 Shim协议144

11.5 基于身份的签密体制145

习题146

第12章 无证书密码体制147

12.1 无证书加密体制147

12.1.1 形式化模型147

12.1.2 AP方案150

12.2 无证书签名体制152

12.2.1 形式化模型152

12.2.2 ZWXF方案155

12.3 无证书密钥协商协议155

12.4 无证书签密体制157

习题158

第13章 密码学的新方向159

13.1 量子密码学159

13.1.1 Bennett-Brassard量子密钥分配协议159

13.1.2 量子密码的应用与进展160

13.2 变量公钥密码161

13.2.1 多变量公钥密码体制的一般形式162

13.2.2 MI多变量公钥密码体制162

13.2.3 彩虹：多层油醋签名体制164

13.2.4 多变量公钥密码体制的现状166

13.3 基于格的公钥密码体制166

13.3.1 数学背景167

13.3.2 NTRU公钥加密体制169

13.4 DNA密码学170

13.4.1 DNA计算171

13.4.2 DNA加密技术172

13.4.3 DNA密码发展的趋势174

习题175

参考文献176