密码学讲义 pdf下载

　　《密码学讲义》从数学的角度较为系统地介绍了序列密码、分组密码和公钥密码的基本理论与方法，利用周期序列的幂级数表示、根表示和迹表示研究了线性反馈移位寄存器序列及其变种的密码学性质；利用图论和组合数学等工具研究了非线性反馈移位寄存器序列的状态图性质，重点介绍M序列的存在性、构造与计数；介绍了五类典型分组密码算法的加解密流程、分组密码的设计原理以及一些常见的分析方法；讨论了RSA体制和椭圆曲线密码体制的基本原理及其相关的数学问题。
　　《密码学讲义》可以作为密码学与信息安全专业的本科生和研究生的教学用书，也可以作为从事密码学和信息安全研究的科技人员的参考书。

前言

第1章 绪论
1．1 密码学的基本概念
1．2 序列密码概述
1．3 分组密码概述
1．4 公钥密码概述

第2章 线性反馈移位寄存器序列
2．1 序列的母函数表示
2．2 LFSR序列的数学描述
2．3 LFSR序列的周期分布
2．4 LFSR序列的线性复杂度分布
2．5 序列的采样特性
2．6 m序列
2．7 Berlekamp-Masseyr算法
习题2

第3章 线性反馈移位寄存器序列的扩展形式
3．1 序列的根表示与迹表示
3．2 前馈序列
3．3 非线性组合序列
3．4 钟控序列
习题3

第4章 非线性反馈移位寄存器序列
4．1 反馈移位寄存器的非奇异性
4．2 反馈移位寄存器的状态图性质
4．3 M序列
4．4 非线性反馈移位寄存器序列的综合
习题4

第5章 分组密码的设计原理
5．1 分组密码的设计原则
5．2 分组密码的结构特征
5．3 S盒的设计准则
5．4 P置换的设计准则
5．5 轮函数和密钥扩展算法的设计准则
5．6 分组密码的工作模式
5．7 分组密码的测试方法
习题5

第6章 典型分组密码算法
6．1 DES算法
6．2 IDEA算法
6．3 AES算法
6．4 Camellia算法
6．5 SMS4算法
习题6

第7章 分组密码的分析方法
7．1 分组密码分析概述
7．2 差分密码分析
7．3 线性密码分析
7．4 Square攻击
7．5 代数攻击
习题7

第8章 公钥密码算法及其相关问题
8．1 RSA算法
8．2 离散对数问题和ElGamal体制
8．3 椭圆曲线密码体制
8．4 大整数分解和素性测试
习题8

参考文献
索引

　　随着美国AES计划、欧洲NESSIE计划和eSTREAM计划的实施，密码学的理论与方法研究遇到了前所未有的发展机遇和挑战。如何设计安全、高效的对称密码体制和非对称密码体制，已经成为信息安全领域中的重要问题。序列密码是一类重要的对称密码体制，它在加解密速度和硬件实现规模两方面具有明显优势，非常适合在大量数据传输和资源受限的场合使用，早期的序列密码研究主要围绕线性反馈移位寄存器序列及其扩展序列展开，这些扩展序列包括前馈序列、非线性组合序列和钟控序列等。由于线性问题具备一些良好的数学理论和方法作为支撑，线性反馈移位寄存器序列及其扩展序列的密码学性质的研究取得了非常丰富的成果，相比之下，非线性反馈移位寄存器序列的密码学性质的研究所取得的成果就很少。特别是2004年欧洲eSTREAM计划推出的序列密码算法，大都采用非线性驱动和非线性迭代，使得对这些序列密码算法的理论研究遇到了重大的挑战，如何从理论上刻画eSTREAM计划获胜算法的安全性，是国际密码学者需要解决的重要问题。本书第一部分内容就是利用Galois域的基本理论与方法，较为系统地研究Galois域上线性反馈移位寄存器序列及其扩展序列的密码学性质，即本书的第2章和第3章，然后利用图论和组合数学等数学工具研究Galois域上非线性反馈移位寄存器序列的一些密码学性质，即第4章。系统地掌握这些经典的序列密码设计与分析理论和方法，对于进一步研究eSTREAM计划中的现代序列密码具有重要的意义。
　　分组密码是另一类重要的对称密码体制，是保障信息机密性和完整性的重要技术。由于与序列密码的实现机理不同，分组密码的研究主要围绕分组密码的设计、分析、工作模式、快速实现和检测等方面展开。分组密码的设计与分析是一对既相互对立又相互统一的矛盾体，二者的互动决定了分组密码的发展，分组密码的安全性分析为分组密码的设计提供了源源不断的新鲜思想，而各种深思熟虑的设计又给分组密码的分析提出了严峻的挑战，只有对分组密码分析具有深刻的理解和敏锐的感觉，才有可能设计出安全有效的分组密码。分组密码的工作模式是利用分组密码解决实际问题的密码方案，直接影响分组密码在实际应用中的安全性和有效性，分组密码的快速实现和检测是评估分组密码的重要组成部分，为分组密码的设计、分析和应用提供重要的量化指标和技术参数。美国AES计划和欧洲NESSIE计划的实施极大地推动了分组密码理论与方法的发展，使得分组密码的研究从经验设计走向了理论设计的道路。本书的第5～7章主要介绍分组密码的设计原理和分析方法，以及基于这些设计原理所构造的一些典型的分组密码算法，其目的是使读者掌握分组密码设计与分析的基本理论和方法，以便对分组密码的设计与分析展开进一步的研究。
　　公钥密码是不同于序列密码、分组密码的密码体制，其主要特点是将密码体制的加密密钥与解密密钥分开，加密密钥可以公开，而解密密钥需要保密，公钥密码的设计依赖于计算困难的数学问题，这些问题包括大整数因子分解问题、离散对数问题、格中向量问题、纠错码的译码问题、多变量多项式方程组的求解等。自从20世纪70年代末公钥密码体制提出以来，公钥密码的研究主要集中在公钥密码体制的高效实现及其所依赖的数学问题求解两个方面，本书最后一章将较为详细地讨论RSA体制和椭圆曲线密码体制的加解密原理以及与这两种密码体制安全性有关的数学问题求解，其目的是使读者掌握RSA体制和椭圆曲线密码体制的基本理论与方法，因为这两类体制目前已经成为许多国家和地区的公钥密码标准算法。
　　本书根据第1作者2002年编写的密码学讲义改编而成，原讲义已经在国防科技大学编码密码理论及其应用方向的研究生课程教学中使用多年。本书得以出版，首先感谢国防科技大学各部门的支持，特别是国防科技大学研究生院教材建设基金和理学院数学学科建设基金的资助；其次，科学出版社的责任编辑为本书的出版做了大量的工作，在此表示衷心感谢。