密码学与网络安全pdf

密码学与网络安全 内容简介

《密码学与网络安全》延续了Forouzan先生一贯的风格，以通俗易懂的方式全面阐述了密码学与计算机网络安全问题所涉及的各方面内容，从全局角度介绍了计算机网络安全的概念、体系结构和模式。《密码学与网络安全》以因特网为框架，以形象直观的描述手法，详细地介绍了密码学、数据通信和网络领域的基础知识、基本概念、基本原理和实践方法，堪称密码学与网络安全方面的经典著作。

密码学与网络安全 目录

第1章 导言

1.1 安全目标

1.1.1 机密性

1.1.2 完整性

1.1.3 可用性

1.2 攻击

1.2.1 威胁机密性的攻击

1.2.2 威胁完整性的攻击

1.2.3 威胁可用性的攻击

1.2.4 被动攻击与主动攻击

1.3 服务和机制

1.3.1 安全服务

1.3.2 安全机制

1.3.3 服务和机制之间的关系

1.4 技术

1.4.1 密码术

1.4.2 密写术

1.5 本书的其余部分

第Ⅰ部分 对称密钥加密

第Ⅱ部分 非对称密钥加密

第Ⅲ部分 完整性、验证和密钥管理

第Ⅳ部分 网络安全

1.6 推荐阅读

1.7 关键术语

1.8 概要

1.9 习题集

第Ⅰ部分 对称密钥加密

第2章 密码数学 第Ⅰ部分：模算法、同余和矩阵

2.1 整数算法

2.1.1 整数集

2.1.2 二进制运算

2.1.3 整数除法

2.1.4 整除性

2.1.5 线性丢番图方程

2.2 模运算

2.2.1 模算符

2.2.2 余集：Zn

2.2.3 同余

2.2.4 在集合Zn当中的运算

2.2.5 逆

2.2.6 加法表和乘法表

2.2.7 加法集和乘法集的不同

2.2.8 另外两个集合

2.3 矩阵

2.3.1 定义

2.3.2 运算和关系

2.3.3 行列式

2.3.4 逆

2.3.5 剩余阵

2.4 线性同余

2.4.1 单变量线性方程

2.4.2 线性方程组

2.5 推荐阅读

2.6 关键术语

2.7 概要

2.8 习题集

第3章 传统对称密钥密码

3.1 导言

3.1.1 Kerckhoff原理

3.1.2 密码分析

3.1.3　 传统密码的分类

3.2 代换密码

3.2.1 单码代换密码

3.2.2 多码代换密码

3.3 换位密码

3.3.1 无密钥换位密码

3.3.2 有密钥的换位密码

3.3.3 把两种方法组合起来

3.4 流密码和分组密码

3.4.1 流密码

3.4.2 分组密码

3.4.3 组合

3.5 推荐阅读

3.6　关键术语

3.7 概要

3.8 习题集

第4章 密码数学 第Ⅱ部分：代数结构

4.1 代数结构

4.1.1 群

4.1.2 环

4.1.3 域

4.1.4 小结

4.2 GF（2n）域

4.2.1 多项式

4.2.2 运用一个生成器

4.2.3 小结

4.3 推荐阅读

4.4 关键术语

4.5 概要

4.6 习题集

第5章 现代对称密钥密码

5.1 现代分组密码

5.1.1 代换与换位

5.1.2 作为置换群的分组密码

5.1.3 现代分组密码的成分

5.1.4 换字盒

5.1.5 乘积密码

5.1.6 两类乘积密码

5.1.7 关于分组密码的攻击

5.2 现代流密码

5.2.1 同步流密码

5.2.2 异步流密码

5.3 推荐阅读

5.4 关键术语

5.5 概要

5.6 习题集

第6章 数据加密标准（DES）

6.1 导言

6.1.1 数据加密标准（DES）简史

6.1.2 概观

6.2 DES的结构

6.2.1 初始置换和最终置换

6.2.2 轮

6.2.3 密码和反向密码

6.2.4 示例

6.3 DES分析

6.3.1 性质

6.3.2 设计标准

6.3.3 DES的缺陷

6.4 多重 DES

6.4.1 双重DES

6.4.2 三重DES

6.5 DES的安全性

6.5.1 蛮力攻击

6.5.2 差分密码分析

6.5.3 线性密码分析

6.6 推荐阅读

6.7 关键术语

6.8 概要

6.9 习题集

第7章 高级加密标准（AES）

7.1 导言

7.1.1 高级加密标准（AES）简史

7.1.2 标准

7.1.3 轮

7.1.4 数据单位

7.1.5 每一个轮的结构

7.2 转换

7.2.1 代换

7.2.2 置换

7.2.3 混合

7.2.4 密钥加

7.3 密钥扩展

7.3.1 在AES-128中的密钥扩展

7.3.2 AES-192和AES-256中的密钥扩展

7.3.3 密钥扩展分析

7.4 密码

7.4.1 源设计

7.4.2 选择性设计

7.5 示例

7.6 AES的分析

7.6.1 安全性

7.6.2 可执行性

7.6.3 复杂性和费用

7.7 推荐阅读

7.8 关键术语

7.9 概要

7.10 习题集

第8章 应用现代对称密钥　密码的加密

8.1 现代分组密码的应用

8.1.1 电子密码本模式

8.1.2 密码分组链接（CBC）模式

8.1.3 密码反馈（CFB）模式

8.1.4 输出反馈（OFB）模式

8.1.5 计数器（CTR）模式

8.2 流密码的应用

8.2.1 RC4

8.2.2 A5/1

8.3 其他问题

8.3.1 密钥管理

8.3.2 密钥生成

8.4 推荐阅读

8.5 关键术语

8.6 概要

8.7 习题集

第Ⅱ部分 非对称密钥加密

第9章 密码数学 第Ⅲ部分：素数及其相关的同余方程

9.1 素数

9.1.1 定义

9.1.2 素数的基数

9.1.3 素性检验

9.1.4 Euler Phi-（欧拉?（n））函数

9.1.5 Fermat（费尔马）小定理

9.1.6 Euler定理

9.1.7 生成素数

9.2 素性测试

9.2.1 确定性算法

9.2.2　概率算法

9.2.3 推荐的素性检验

9.3 因数分解

9.3.1 算术基本定理

9.3.2 因数分解方法

9.3.3 Fermat方法 248

9.3.4 Pollard p – 1方法

9.3.5 Pollard rho方法

9.3.6 更有效的方法

9.4 中国剩余定理

9.5 二次同余

9.5.1 二次同余模一个素数

9.5.2 二次同余模一个复合数

9.6 指数与对数

9.6.1 指数

9.6.2 对数

9.7 推荐阅读

9.8 关键术语

9.9 概要

9.10 习题集

第10章 非对称密钥密码学

10.1 导言

10.1.1 密钥

10.1.2 一般概念

10.1.3 双方的需要

10.1.4 单向暗门函数

10.1.5 背包密码系统

10.2 RSA密码系统

10.2.1 简介

10.2.2 过程

10.2.3 一些普通的例子

10.2.4 针对RSA的攻击

10.2.5 建议

10.2.6 最优非对称加密填充（OAEP）

10.2.7 应用

10.3 RABIN密码系统

10.3.1 过程

10.3.2 Rabin系统的安全性

10.4 ELGAMAL密码系统

10.4.1 ElGamal密码系统

10.4.2 过程

10.4.3 证明

10.4.4 分析

10.4.5 ElGamal的安全性

10.4.6 应用

10.5 椭圆曲线密码系统

10.5.1 基于实数的椭圆曲线

10.5.2 基于GF（ p）的椭圆曲线

10.5.3 基于GF（2n）的椭圆曲线

10.5.4 模拟ElGamal的椭圆曲线加密系统

10.6 推荐阅读

10.7 关键术语

10.8 概要

10.9 习题集

第Ⅲ部分 完整性、验证和密钥管理

第11章 信息的完整性和信息验证

11.1 信息完整性

11.1.1 文档与指纹

11.1.2 信息与信息摘要

11.1.3 区别

11.1.4 检验完整性

11.1.5 加密hash函数标准

11.2 随机预言模型

11.2.1 鸽洞原理

11.2.2 生日问题

11.2.3 针对随机预言模型的攻击

11.2.4 针对结构的攻击

11.3 信息验证

11.3.1 修改检测码

11.3.2 信息验证代码（MAC）

11.4 推荐阅读

11.5 关键术语

11.6 概要

11.7 习题集

第12章 加密hash函数

12.1 导言

12.1.1 迭代hash函数

12.1.2 两组压缩函数

12.2 SHA-512

12.2.1 简介

12.2.2 压缩函数

12.2.3 分析

12.3 WHIRLPOOL

12.3.1 Whirlpool密码

12.3.2 小结

12.3.3 分析

12.4 推荐阅读

12.5 关键术语

12.6 概要

12.7 习题集

第13章 数字签名

13.1 对比

13.1.1 包含性

13.1.2 验证方法

13.1.3 关系

13.1.4 二重性

13.2 过程

13.2.1 密钥需求

13.2.2 摘要签名

13.3 服务

13.3.1 信息身份验证

13.3.2 信息完整性

13.3.3 不可否认性

13.3.4 机密性

13.4 针对数字签名的攻击

13.4.1 攻击类型

13.4.2 伪造类型

13.5 数字签名方案

13.5.1 RSA数字签名方案

13.5.2 ElGamal数字签名方案

13.5.3 Schnorr数字签名方案

13.5.4 数字签名标准（DSS）

13.5.5 椭圆曲线数字签名方案

13.6 变化与应用

13.6.1 变化

13.6.2 应用

13.7 推荐阅读

13.8 关键术语

13.9 概要

13.10 习题集

第14章 实体验证

14.1 导言

14.1.1 数据源验证与实体验证

14.1.2 验证的类型

14.1.3 实体验证和密钥管理

14.2 口令

14.2.1 固定口令

14.2.2 一次性密码

14.3 挑战—应答

14.3.1 对称密钥密码的运用

14.3.2 带密钥hash函数的应用

14.3.3 非对称密钥密码的应用

14.3.4 数字签名的应用

14.4 零知识

14.4.1 Fiat-Shamir协议

14.4.2 Feige-Fiat-Shamir协议

14.4.3 Guillou-Quisquater协议

14.5 生物测试

14.5.1 设备

14.5.2 注册

14.5.3 验证

14.5.4 技术

14.5.5 准确性

14.5.6 应用

14.6 推荐阅读

14.7 关键术语

14.8 概要

14.9 习题集

第15章 密钥管理

15.1 对称密钥分配

15.2 KERBEROS

15.2.1 服务器

15.2.2 操作

15.2.3 不同服务器的运用

15.2.4 Kerberos第五版

15.2.5 领域

15.3 对称密钥协定

15.3.1 Diffie-Hellman密钥协定

15.3.2 站对站密钥协定

15.4 公钥分配

15.4.1 公钥公布

15.4.2 可信中心

15.4.3 可信中心的控制

15.4.4 认证机关

15.4.5 X.509

15.4.6 公钥基础设施（PKI）

15.5 推荐阅读

15.6 关键术语

15.7 概要

15.8 习题集

第Ⅳ部分 网 络 安 全

第16章 应用层的安全性：PGP和S/MIME

16.1 电子邮件

16.1.1 电子邮件的构造

16.1.2 电子邮件的安全性

16.2 PGP

16.2.1 情景

16.2.2 密钥环

16.2.3 PGP证书

16.2.4 密钥撤回

16.2.5 从环中提取消息

16.2.6 PGP包

16.2.7 PGP信息

16.2.8 PGP的应用

16.3 S/MIME

16.3.1 MIME

16.3.2 S/MIME

16.3.3 S/MIME的应用

16.4 推荐阅读

16.5 关键术语

16.6 概要

16.7 习题集

第17章 传输层的安全性：SSL和TLS

17.1 SSL结构

17.1.1 服务

17.1.2 密钥交换算法

17.1.3 加密/解密算法

17.1.4 散列算法

17.1.5 密码套件

17.1.6 压缩算法

17.1.7 加密参数的生成

17.1.8 会话和连接

17.2 4个协议

17.2.1 握手协议

17.2.2 改变密码规格协议

17.2.3 告警协议

17.2.4 记录协议

17.3 SSL信息构成

17.3.1 改变密码规格协议

17.3.2 告警协议

17.3.3 握手协议

17.3.4 应用数据

17.4 传输层安全

17.4.1 版本

17.4.2 密码套件

17.4.3 加密秘密的生成

17.4.4 告警协议

17.4.5 握手协议

17.4.6 记录协议

17.5 推荐阅读

17.6 关键术语

17.7 概要

17.8 习题集

第18章 网络层的安全：IPSec

18.1 两种模式

18.2 两个安全协议

18.2.1 验证文件头（AH）

18.2.2 封装安全载荷（ESP）

18.2.3 IPv4和IPv6

18.2.4 AH和ESP

18.2.5 IPSec提供的服务

18.3 安全关联

18.3.1 安全关联的概念

18.3.2 安全关联数据库（SAD）

18.4 安全策略

18.5 互联网密钥交换（IKE）

18.5.1 改进的Diffie-Hellman密钥交换

18.5.2 IKE阶段

18.5.3 阶段和模式

18.5.4 阶段Ⅰ：主模式

18.5.5 阶段Ⅰ：野蛮模式

18.5.6 阶段Ⅱ：快速模式

18.5.7 SA算法

18.6 ISAKMP

18.6.1 一般文件头

18.6.2 有效载荷

18.7 推荐阅读

18.8 关键术语

18.9 概要

18.10 习题集

附录A ASCII

附录B 标准与标准化组织

附录C TCP/IP套件

附录D 初等概率

附录E 生日问题

附录F 信息论

附录G 不可约多项式与本原多项式列举

附录H 小于10 000的素数

附录I 整数的素因数

附录J 小于1000素数的一次本原根列表

附录K 随机数生成器

附录L 复杂度

附录M ZIP

附录N DES差分密码分析和DES线性密码分析

附录O 简化DES（S-DES）

附录P 简化AES（S-AES）

附录Q 一些证明

术语表

参考文献

密码学与网络安全 精彩文摘

1.1.1 机密性

在信息安全中，机密性（confidentiality）也许是最为普通的一个要求。我们都需要确保信息的机密性，一个组织也要防避那些威胁信息机密性的恶意行为。在军事上，隐藏敏感信息是生死枚关的；在工业上，向竞争对手隐藏某些信息也是机构运作的关键所在；在银行业中，客户的账户信息也需要保密。

正像我们在本章的后面将要看到的那样，机密性技术不仅应用于信息的存储中，也应用于信息的传输中。当我们要从远程计算机上发送或接收一则信息时，就需要将该信息隐藏起来。

1.1.2 完整性

信息需要经常变更。当一个客户在银行存钱或取钱时，其个人账户余额就要变更。完整性（integrity）是指这种变更只能由授权的实体通过授权的机制来完成。完整性被侵害并不一定全是由恶意行为造成的，像网络使用高峰期的系统中断，也可能会对信息造成不应有的改变。