第1章　概論 1
1.1　密碼學(xué)的發(fā)展歷史 1
1.2　密碼學(xué)的基本概念 5
1.3　密碼學(xué)的基本屬性 6
1.4　密碼體制分類 7
1.4.1　對稱密碼體制 7
1.4.2　非對稱密碼體制 8
1.5　密碼分析 9
1.5.1　密碼分析的分類 9
1.5.2　窮密鑰搜索 10
1.6　密碼的未來 10
1.7　本章小結(jié) 11
1.8　本章習(xí)題 12
第2章　古典密碼 13
2.1　置換密碼 13
2.1.1　列置換密碼 14
2.1.2　周期置換密碼 15
2.2　代換密碼 15
2.2.1　單表代換密碼 16
2.2.2　多表代換密碼 18
2.3　轉(zhuǎn)輪密碼 20
2.3.1　Enigma的構(gòu)造 20
2.3.2　Enigma的加密 21
2.3.3　Enigma的解密 22
2.4　古典密碼的分類 23
2.5　古典密碼的統(tǒng)計(jì)分析 24
2.5.1　單表古典密碼的統(tǒng)計(jì)分析 24
2.5.2　多表古典密碼的統(tǒng)計(jì)分析 28
2.6　本章小結(jié) 33
2.7　本章習(xí)題 33
第3章　分組密碼 34
3.1　分組密碼概述 34
3.1.1　分組密碼簡介 34
3.1.2　分組密碼的基本原理 35
3.1.3　分組密碼的結(jié)構(gòu) 36
3.1.4　分組密碼的設(shè)計(jì) 38
3.2　DES 39
3.2.1　DES的產(chǎn)生 39
3.2.2　DES算法描述 39
3.3　AES 46
3.3.1　AES的產(chǎn)生 47
3.3.2　AES的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 47
3.3.3　AES算法描述 50
3.4　分組密碼的工作模式 57
3.4.1　ECB模式 57
3.4.2　CBC模式 58
3.4.3　CFB模式 58
3.4.4　OFB模式 59
3.4.5　CTR模式 60
3.5　分組密碼分析 60
3.5.1　差分分析 61
3.5.2　線性分析 62
3.6　本章小結(jié) 63
3.7　本章習(xí)題 63
第4章　SM4分組密碼算法 66
4.1　SM4分組密碼算法概述 66
4.1.1　術(shù)語說明 66
4.1.2　初始變量算法 67
4.1.3　密鑰擴(kuò)展算法 67
4.1.4　輪函數(shù)F 68
4.2　SM4分組密碼算法設(shè)計(jì)原理 71
4.2.1　非平衡Feistel網(wǎng)絡(luò) 71
4.2.2　T變換 72
4.2.3　基礎(chǔ)置換 73
4.2.4　非線性變換 73
4.2.5　線性變換 75
4.2.6　密鑰擴(kuò)展算法的設(shè)計(jì) 75
4.2.7　SM4分組密碼算法初始變量正確性 76
4.3　SM4分組密碼算法安全性分析 76
4.4　本章小結(jié) 77
4.5　本章習(xí)題 77
第5章　序列密碼 79
5.1　序列密碼的概述 79
5.1.1　序列密碼的定義 79
5.1.2　序列密碼的分類 80
5.2　序列密碼的組成 83
5.2.1　密鑰序列生成器KG 83
5.2.2　有限狀態(tài)自動(dòng)機(jī) 84
5.3　LFSR 84
5.3.1　LFSR的簡介 84
5.3.2 偽隨機(jī)序列 87
5.3.3　線性反饋移位寄存器LFSR序列 88
5.3.4　非線性序列 96
5.4　歐洲eSTREAM序列密碼 97
5.5　序列密碼的安全性及分析技術(shù) 99
5.6　序列密碼算法的未來發(fā)展趨勢 102
5.7　本章小結(jié) 103
5.8　本章習(xí)題 103
第6章　祖沖之序列密碼算法 104
6.1　祖沖之序列密碼算法概述 104
6.1.1　算法結(jié)構(gòu) 104
6.1.2　算法原理 105
6.1.3　算法參數(shù) 105
6.1.4　算法描述 107
6.2　基于祖沖之算法的機(jī)密性算法和完整性算法 109
6.2.1　基于祖沖之算法的機(jī)密性算法 109
6.2.2　基于祖沖之算法的完整性算法 111
6.3　ZUC算法的安全性分析 113
6.3.1　ZUC算法的安全性 113
6.3.2　安全分析 113
6.4　ZUC算法案例 114
6.5　本章小結(jié) 115
6.6　本章習(xí)題 115
第7章　公鑰密碼 117
7.1　公鑰密碼體制概述 117
7.1.1　公鑰密碼體制的原理 117
7.1.2　公鑰密碼算法的設(shè)計(jì)要求 118
7.1.3　公鑰密碼體制的安全性分析 119
7.2　RSA公鑰密碼體制 123
7.2.1　RSA加密和解密算法 123
7.2.2　RSA的安全性分析 124
7.3　ElGamal公鑰密碼體制 128
7.3.1　ElGamal加密和解密算法 129
7.3.2　ElGamal安全性分析 129
7.4　本章小結(jié) 132
7.5　本章習(xí)題 132
第8章　SM2公鑰密碼算法 134
8.1　橢圓曲線 134
8.1.1　有限域上的橢圓曲線 134
8.1.2　橢圓曲線上的運(yùn)算 136
8.1.3　橢圓曲線上的離散對數(shù)問題 138
8.1.4　ECC 138
8.2　SM2公鑰密碼體制 139
8.2.1　算法描述 139
8.2.2　密鑰派生函數(shù) 140
8.2.3　SM2算法加密和解密過程 140
8.2.4　安全性分析 142
8.3　本章小結(jié) 142
8.4　本章習(xí)題 142
第9章　SM9標(biāo)識(shí)密碼算法 144
9.1　標(biāo)識(shí)密碼算法概述 144
9.1.1　基本概念 144
9.1.2　困難問題 147
9.2　SM9標(biāo)識(shí)密碼算法概述 147
9.2.1　參數(shù)選取 148
9.2.2　系統(tǒng)初始化 148
9.2.3　加密和解密過程 148
9.2.4　安全性分析 149
9.2.5　正確性證明 150
9.3　本章小結(jié) 150
9.4　本章習(xí)題 150
第10章　格理論密碼 151
10.1　格密碼的基本概念 151
10.2　格上的計(jì)算困難問題 153
10.3　NTRU密碼體制 155
10.4　NTRU算法分析 157
10.4.1　NTRU算法與格密碼理論之間的關(guān)系 157
10.4.2　NTRU算法安全性分析 158
10.4.3　NTRU算法正確解密的條件 160
10.5　本章小結(jié) 160
10.6　本章習(xí)題 160
第11章　密碼雜湊函數(shù) 161
11.1　密碼雜湊函數(shù) 161
11.1.1　雜湊函數(shù)的性質(zhì) 161
11.1.2　迭代型雜湊函數(shù)的結(jié)構(gòu) 162
11.2　MD5雜湊算法 162
11.2.1　算法描述 162
11.2.2　MD5雜湊算法的壓縮函數(shù) 165
11.2.3　MD5雜湊算法的安全性 167
11.3　SHA-3雜湊算法 167
11.3.1　算法描述 168
11.3.2　Keccak-f置換 168
11.3.3　Keccak算法的性能分析 171
11.4　消息認(rèn)證碼與HMAC算法 171
11.4.1　消息認(rèn)證碼 172
11.4.2　HMAC算法 173
11.5　雜湊函數(shù)安全性分析 175
11.5.1　生日攻擊 175
11.5.2　Keccak算法的安全性分析現(xiàn)狀 176
11.5.3　SM3的安全性分析現(xiàn)狀 177
11.6　本章小結(jié) 177
11.7　本章習(xí)題 177
第12章　SM3密碼雜湊算法 179
12.1　算法基礎(chǔ) 179
12.2　算法描述 180
12.2.1　消息填充與擴(kuò)展 180
12.2.2　壓縮函數(shù) 181
12.2.3　迭代過程 182
12.3　設(shè)計(jì)原理 182
12.3.1　壓縮函數(shù)的設(shè)計(jì) 182
12.3.2　消息擴(kuò)展算法的設(shè)計(jì) 183
12.4　算法特點(diǎn) 184
12.5　安全性分析 184
12.6　本章小結(jié) 185
12.7　本章習(xí)題 185
第13章　數(shù)字簽名 186
13.1　數(shù)字簽名方案的基本概念 186
13.1.1　數(shù)字簽名方案的形式化定義及特點(diǎn) 186
13.1.2　數(shù)字簽名方案的分類 187
13.2　DSS 189
13.3　SM2數(shù)字簽名方案 191
13.4　SM9數(shù)字簽名方案 193
13.4.1　算法初始化與相關(guān)函數(shù) 193
13.4.2 系統(tǒng)簽名主密鑰和用戶簽名密鑰的產(chǎn)生 193
13.4.3　簽名及驗(yàn)簽 193
13.4.4　正確性及安全性分析 194
13.5　數(shù)字簽密 195
13.6　本章小結(jié) 195
13.7　本章習(xí)題 196
第14章　身份認(rèn)證 197
14.1　身份認(rèn)證概述 197
14.2　基于口令的身份認(rèn)證 198
14.3　基于對稱密碼的認(rèn)證 199
14.3.1　基于對稱密碼的單向認(rèn)證 199
14.3.2　基于對稱密碼的雙向認(rèn)證 200
14.4　基于公鑰密碼的認(rèn)證 201
14.4.1　基于公鑰密碼的單向認(rèn)證 201
14.4.2　基于公鑰密碼的雙向認(rèn)證 202
14.5　零知識(shí)證明 203
14.5.1　零知識(shí)證明原理 203
14.5.2　Feige-Fiat-Shamir零知識(shí)身份認(rèn)證協(xié)議 204
14.6　認(rèn)證協(xié)議 205
14.6.1　Kerberos認(rèn)證協(xié)議 205
14.6.2　X.509認(rèn)證協(xié)議 207
14.7　本章小結(jié) 210
14.8　本章習(xí)題 210
第15章　密鑰管理 211
15.1　密鑰管理概述 211
15.1.1　密鑰管理的層次結(jié)構(gòu) 212
15.1.2　密鑰管理的原則 214
15.1.3　密鑰管理全過程 215
15.2　密鑰分配技術(shù) 217
15.2.1　對稱密碼體制的密鑰分配 217
15.2.2　公鑰密碼體制的密鑰分配 221
15.3　密鑰協(xié)商 225
15.3.1　Diffie-Hellman密鑰交換協(xié)議 225
15.3.2　量子密鑰協(xié)議 228
15.4　SM2密鑰交換協(xié)議 229
15.5　SM9密鑰交換協(xié)議 231
15.6　秘密共享技術(shù) 232
15.6.1　Shamir門限方案 232
15.6.2　Asmuth-Bloom門限方案 234
15.7　本章小結(jié) 235
15.8　本章習(xí)題 236
參考文獻(xiàn) 237