密码学引论（第三版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张焕国，唐明 著

图书标签:

• 密码学
• 信息安全
• 网络安全
• 计算机科学
• 加密算法
• 安全通信
• 数学基础
• 第三版
• 教材
• 理论基础

出版社： 武汉大学出版社

ISBN：9787307167360

版次：3

商品编码：11844517

包装：平装

丛书名： 高等学校信息安全专业

开本：16开

出版时间：2015-11-01

用纸：胶版纸

页数：390

字数：638000

内容简介

　　本书是作者在武汉大学计算机学院长期从事信息安全教学和科研的基础上写成的。其研究工作得到国家自然科学基金项目、国家863计划项目、国家密码发展基金和教育部博士点基金的资助。作者试图从理论和实际相结合的角度较系统地介绍密码学的基本理论和实际应用。既介绍国内外的前沿研究成果，又介绍具体的实用技术；既介绍国外学者的研究成果，又介绍国内学者的研究成果。

作者简介

　　张焕国，男，1945年6月出生，1970年7月毕业于西北电讯工程学院（现西安电子科技大学），1970年8月至1975年7月在西北电讯工程学院（现西安电子科技大学）任教，1975年8月至今，在武汉大学计算机学院任教。武汉大学计算机学院教授，博士生导师。主要从事信息安全方面的教学科研工作。

前言/序言

密码学的基石：探索信息安全的核心原理与演进 在信息爆炸的时代，数据的安全性和隐私性变得前所未有的重要。从个人通信到国家安全，从商业交易到物联网设备，每一次信息交换都潜藏着被窥探、篡改或伪造的风险。正是为了应对这些挑战，密码学应运而生，并不断发展，成为守护数字世界不可或缺的基石。 本书并非直接阐述《密码学引论（第三版）》的具体章节内容，而是旨在为读者勾勒出密码学这一迷人学科的宏观图景、发展脉络及其在现代社会中的核心作用。我们将深入探讨密码学的基本概念，追溯其悠久的历史，解析支撑其运转的数学原理，并展望其未来的发展趋势。 一、 密码学的起源与演进：跨越时空的智慧结晶 密码学并非现代科技的产物，其历史可以追溯到古老的文明。在文字尚未普及的年代，古人就已采用各种方法隐藏信息，例如，古希腊的斯巴达人使用“斯奇塔勒”（Scytale）将信息刻在木棍上，只有知道相同直径木棍的接收者才能解读。罗马凯撒大帝使用的“凯撒密码”，通过简单的字母移位来加密信息，是历史上有记载的最早的系统性加密方法之一。 随着历史的车轮滚滚向前，加密技术也逐渐变得复杂。中世纪，各种基于替换和置换的古典密码层出不穷，如维吉尼亚密码（Vigenère cipher），它引入了密钥词，大大增强了密码的安全性，成为当时最先进的密码技术。然而，所有古典密码都基于人工计算，在统计学和频率分析方法的出现后，其安全性逐渐被攻破。 进入20世纪，尤其是两次世界大战期间，密码学的发展迎来了爆发期。战争的残酷现实极大地推动了密码技术的进步。德国的恩尼格玛（Enigma）密码机在二战时期令盟军头疼不已，而盟军在图灵等人的努力下，成功破解恩尼格玛，为战争的胜利做出了巨大贡献。这一时期，密码学开始与数学、计算机科学紧密结合，奠定了现代密码学的基础。 二、 密码学的核心概念：构建信息安全的基石 现代密码学建立在一系列严谨的数学理论之上，其核心概念包括： 加密（Encryption）与解密（Decryption）： 这是密码学的最基本功能。加密是将明文（plaintext）转换为不可读的密文（ciphertext）的过程，只有拥有特定密钥（key）的人才能将密文还原为明文。 对称加密（Symmetric Encryption）： 也称为私钥加密，加密和解密使用相同的密钥。这种方法效率高，适用于大量数据的加密，但密钥的分配与管理成为其主要挑战。代表性的算法如DES（Data Encryption Standard）、AES（Advanced Encryption Standard）。 非对称加密（Asymmetric Encryption）： 也称为公钥加密，加密和解密使用不同的密钥。其中一个密钥是公开的（公钥，public key），用于加密信息；另一个密钥是保密的（私钥，private key），用于解密信息。这种机制解决了对称加密的密钥分发问题，并催生了数字签名等应用。代表性的算法如RSA、ECC（Elliptic Curve Cryptography）。 散列函数（Hash Function）： 是一种将任意长度的数据映射为固定长度的摘要（digest）的函数。散列函数具有单向性（难以从摘要反推出原始数据）、抗碰撞性（难以找到两个不同的输入产生相同的摘要）。它常用于数据完整性校验、密码存储等方面。代表性的算法如MD5（已被证明存在弱点，不推荐使用）、SHA-256。 数字签名（Digital Signature）： 利用非对称加密技术，为数字信息提供身份验证、数据完整性和不可否认性。发送者用私钥对信息的散列值进行加密，形成数字签名；接收者用发送者的公钥解密签名，并与自己计算的散列值进行比对，以验证信息的真实性。 密钥交换（Key Exchange）： 在非对称加密出现之前，如何安全地将对称加密的密钥在通信双方之间传递是老大难问题。Diffie-Hellman密钥交换算法的出现，允许双方在不安全的信道上安全地协商出共享密钥，极大地推动了对称加密的应用。 密码分析（Cryptanalysis）： 研究如何破解密码的学科，也是密码学不可分割的一部分。密码分析的进步反过来推动了密码学理论和算法的发展，形成了一场持续的“攻防战”。 三、 支撑密码学的数学基石：数字世界的精密计算 密码学的安全性和有效性，很大程度上依赖于背后强大的数学原理。其中，数论在现代密码学中占据着核心地位。 模运算（Modular Arithmetic）： 在密码学中，尤其是非对称加密算法（如RSA）中，模运算至关重要。它涉及到整数除以一个正整数后得到的余数。例如，在RSA算法中，大素数的分解难题和模指数运算构成了其安全性基础。 素数（Prime Numbers）： 素数是大于1且只能被1和它本身整除的自然数。大素数在RSA等算法的安全性中扮演着关键角色，其分解的计算复杂度极高，为破解算法设置了难以逾越的障碍。 有限域（Finite Fields）： 有限域是数域的推广，包含有限个元素，并满足特定的代数结构。椭圆曲线密码学（ECC）就是构建在有限域上的，它利用了有限域上的椭圆曲线方程的离散对数问题的困难性，以较短的密钥长度实现与RSA相当甚至更强的安全性。 离散对数问题（Discrete Logarithm Problem）： 在一个有限群中，给定一个生成元g，以及g的幂a和g的幂b（即a = g^x mod p，b = g^y mod p），找出x或y在计算上是非常困难的。这是Diffie-Hellman密钥交换和ElGamal加密等算法的安全性基础。 概率论与统计学（Probability Theory and Statistics）： 在设计和分析密码系统时，需要利用概率论和统计学来评估系统的安全性，例如计算破解概率、检测统计学上的规律性等。 四、 现代密码学在现实中的应用：无处不在的守护者 密码学已经深入到我们生活的方方面面，成为保障信息安全不可或缺的关键技术。 网络通信安全： HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure）协议是支撑互联网安全的关键，它利用TLS/SSL（Transport Layer Security/Secure Sockets Layer）协议来加密浏览器与服务器之间的通信，保护用户输入的敏感信息，如账号密码、银行卡信息等。 数据存储安全： 无论是个人电脑上的文件加密，还是云存储中的数据保护，密码学都发挥着重要作用，确保存储在设备或服务器上的数据不被非法访问。 身份认证与访问控制： 数字签名、公钥基础设施（PKI）等技术，使得我们可以安全地验证数字信息的来源和完整性，从而实现用户身份的可靠认证和对敏感资源的访问控制。 电子商务与金融安全： 在线支付、网上银行等金融服务，高度依赖密码学来保护交易数据的安全，防止欺诈和盗窃。 物联网（IoT）安全： 随着物联网设备的普及，其安全问题日益凸显。密码学被用于保护物联网设备之间的通信，防止恶意攻击和数据泄露。 区块链与加密货币： 比特币、以太坊等加密货币的底层技术区块链，大量运用了密码学原理，包括散列函数、数字签名和非对称加密，以实现去中心化、安全可信的交易系统。 国家安全与军事应用： 密码学在军事通信、情报保密、网络战等领域扮演着至关重要的角色，是维护国家安全和主权的重要技术保障。 五、 密码学的未来展望：迎接量子时代的挑战与机遇 尽管现代密码学已经取得了辉煌的成就，但信息安全领域的挑战依然严峻，特别是新兴技术的出现，对现有密码学体系提出了新的考验。 后量子密码学（Post-Quantum Cryptography）： 量子计算的飞速发展，对目前广泛使用的公钥加密算法（如RSA、ECC）构成了潜在威胁，因为量子计算机理论上能够高效地解决一些当前被认为是困难的数学问题（如大整数分解和离散对数问题）。因此，研发和部署能够抵抗量子计算机攻击的“后量子密码算法”成为当前密码学研究的重要方向。 同态加密（Homomorphic Encryption）： 这是一种允许在加密数据上进行计算，而无需先解密数据的技术。其最大的优势在于，用户可以将数据存储在不信任的云端，并允许云端在不获取原始数据的情况下进行计算，极大地增强了数据隐私性。 零知识证明（Zero-Knowledge Proofs）： 允许一方（证明者）向另一方（验证者）证明某个陈述是真实的，而无需泄露该陈述的任何额外信息。这项技术在隐私保护、身份验证和区块链等领域具有广泛的应用前景。 形式化验证与安全审计： 随着密码算法的复杂性增加，通过数学方法对密码算法和协议的安全性进行严格的形式化验证，以及进行全面的安全审计，变得越来越重要，以发现潜在的漏洞。 结语 密码学不仅仅是一门抽象的数学学科，更是维护数字世界秩序和保障个人隐私的坚实屏障。从古老的符号隐写到复杂的公钥体系，密码学的历史是一部不断追求信息安全与智慧的演进史。理解密码学的基本原理，不仅有助于我们更深刻地认识当今世界的运行方式，更能帮助我们在纷繁复杂的信息洪流中，做出更明智的安全决策，守护好属于自己的数字生活。

评分☆☆☆☆☆

我对《密码学引论（第三版）》这本书的评价是，它成功地将一门看似高深的学科，以一种极其易于理解且充满趣味的方式呈现给了读者。作为一个长期在IT行业工作，但对底层密码学原理了解不深的技术人员，我一直在寻找一本能够系统梳理我知识体系的书籍，这本书无疑是最佳选择。作者在开篇部分就旗帜鲜明地阐述了密码学的核心问题和发展方向，让我对整个学科有了宏观的认识。随后，他深入浅出地介绍了各种加密和解密算法，包括但不限于AES、RSA等，并且详细讲解了它们的工作原理、安全性分析以及实际应用场景。 书中对于一些关键概念的解释，例如公钥基础设施（PKI）、数字证书、安全套接层（SSL/TLS）等，都非常透彻，让我能够清晰地理解它们是如何协同工作来保障网络安全的。更让我赞赏的是，作者并没有仅仅停留在理论层面，而是结合了大量的实际案例和代码示例，这对于我这样需要将理论知识转化为实践的应用型读者来说，简直是福音。通过这些示例，我能够直观地看到密码学算法是如何在实际系统中实现的，以及在实际应用中可能遇到的挑战。这本书的结构也非常清晰，逻辑性强，每一章节都像是一个独立的模块，但又与前后章节紧密相连，构成了一个完整的知识体系。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，《密码学引论（第三版）》这本书给我带来了前所未有的学习体验。作为一个在学术界摸爬滚打多年的研究者，我一直以来都在关注理论的严谨性和数学的深度，而这本书在这些方面做得非常出色。作者在引入各个加密算法时，不仅仅满足于给出算法的描述，而是深入到背后的数学原理，例如数论、代数等，并且用清晰的推导过程来证明算法的正确性和安全性。这对于我这样喜欢钻研理论的读者来说，无疑是一种精神上的盛宴。 书中的证明部分，作者处理得非常得当，既保持了数学的严谨性，又考虑到了读者的可读性。他会清晰地列出每一个前提条件，然后一步步进行推导，并且在关键步骤会进行解释，引导读者理解推导的逻辑。这种处理方式，让我能够一边巩固自己的数学基础，一边深入理解密码学算法的内在联系。此外，书中对于密码学中一些重要的数学工具，比如群论、有限域等，也进行了详尽的介绍，为读者进一步深入研究打下了坚实的基础。本书的参考文献也非常丰富，为我后续的进一步研究提供了宝贵的线索。

评分☆☆☆☆☆

阅读《密码学引论（第三版）》的经历，是一次愉快的智力探索之旅。我是一名对技术历史和发展演变充满兴趣的爱好者，这本书在这方面给我带来了巨大的满足感。作者在讲解密码学知识的同时，巧妙地融入了大量历史事件和人物故事，让原本可能枯燥的理论变得鲜活起来。他从古老的凯撒密码讲起，到现代的加密算法，清晰地梳理了密码学的发展脉络，让我看到了人类在信息安全领域所做的漫长而艰辛的努力。 书中对于不同时期密码学技术特点的分析，以及它们如何受到当时的社会、军事和技术条件的影响，都描绘得淋漓尽致。我尤其喜欢书中关于两次世界大战期间密码技术发展的那部分内容，它让我深刻体会到密码学在国家安全和军事战略中的重要作用。作者在介绍各个算法时，也常常会追溯其历史渊源，比如Diffie-Hellman密钥交换的提出，RSA算法的诞生等等，这些都让我对这些伟大的发明有了更深的敬意。这本书让我明白，密码学不仅仅是一门技术，它更是人类智慧和创造力的结晶，是历史进程中的重要组成部分。

评分☆☆☆☆☆

这本《密码学引论（第三版）》真的给我带来了太多的惊喜！作为一名对信息安全领域充满好奇的初学者，我之前接触过一些零散的密码学知识，但总感觉缺乏一个系统性的框架。读完这本书，我终于有种拨云见日的感觉。作者的叙述方式非常引人入胜，他并没有一开始就抛出复杂的数学公式和晦涩的定理，而是从实际的应用场景出发，比如如何安全地传输信息，如何验证数字签名等等，这样一下子就抓住了读者的兴趣。书中的每一个概念，无论是对称加密、非对称加密，还是哈希函数，作者都用非常生动形象的比喻来解释，让我这个数学基础不算特别扎实的读者也能够轻松理解。 尤其让我印象深刻的是，作者在讲解一些核心算法时，会穿插一些历史故事和发展脉络，比如RSA算法的起源，DES算法的演变等等。这不仅让学习过程变得更加有趣，也让我对密码学的发展有了更深的认识，理解了为什么这些算法会以现在这种形式存在，它们的优缺点在哪里。书中对数学部分的讲解也恰到好处，既保证了理论的严谨性，又不会让读者望而却步。他会给出必要的证明，但同时也会用通俗的语言解释证明的思路，引导读者去思考。这种循序渐进的学习方式，让我感觉自己不是在被动地接受知识，而是在主动地探索和构建。

评分☆☆☆☆☆

这本书《密码学引论（第三版）》的价值，对于想要了解现代信息安全基石的任何人来说，都是不可估量的。我是一名互联网产品的开发者，在工作中经常会接触到数据安全和隐私保护的问题，但一直觉得对密码学原理的理解还不够深入。这本书就像一座灯塔，照亮了我前进的方向。作者的叙述方式非常现代化，他没有使用过时或者过于学术化的语言，而是用一种非常贴近我们日常技术工作的方式来讲解。 书中的内容，从基础的加密概念到复杂的公钥算法，再到更高级的主题如零知识证明，都得到了详尽的阐述。令我印象深刻的是，作者在讲解每一个算法时，都会详细分析其安全漏洞和攻击方式，并给出相应的防护措施。这对于我这样需要将理论应用于实际工程的开发者来说，非常有指导意义。书中提供的案例分析也极其有价值，能够让我更直观地理解理论知识在实际应用中可能面临的挑战。总而言之，这本书不仅是理论知识的宝库，更是一本实践指南。

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