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第1章 概论 1

1.1 信息安全与密码技术 1

1.1.1 背景 1

1.1.2 信息安全基本要素 1

1.1.3 密码学在信息安全中的重要作用 3

1.2 密码技术概述 3

1.2.1 密码系统模型 4

1.2.2 密码编码学 5

1.2.3 密码分析学 5

1.3 传统密码技术 6

1.3.1 置换密码 6

1.3.2 替代密码 7

1.3.3 转轮机 11

1.4 小结 11

1.5 习题 11

第2章 现代密码技术基础 13

2.1 相关基础知识 13

2.1.1 信息论基础 13

2.1.2 数学基础 18

2.2 现代密码技术分类 25

2.2.1 流密码与分组密码 25

2.2.2 私钥密码与公钥密码 37

2.3 数据加密标准 38

2.3.1 DES算法描述 39

2.3.2 DES算法的实现 45

2.3.3 DES的安全性分析 46

2.4 RSA密码算法 50

2.4.1 RSA加密算法描述 50

2.4.2 RSA数字签名 51

2.4.3 RSA算法的实现 52

2.4.4 RSA的安全性分析 52

2.5 小结 53

2.6 习题 54

第3章 先进加密标准 55

3.1 AES简介 55

3.2 MARS密码算法 56

3.2.1 MARS算法描述 57

3.2.2 MARS安全性分析 65

3.2.3 MARS性能测试 65

3.3 RC6密码算法 67

3.3.1 RC6算法描述 67

3.3.2 RC6安全性分析 69

3.3.3 RC6性能测试 69

3.4 Twofish密码算法 71

3.4.1 Twofish算法描述 71

3.4.2 Twofish安全性分析 76

3.4.3 Twofish性能测试 77

3.5 Serpent密码算法 80

3.5.1 Serpent算法描述 80

3.5.2 Serpent安全性分析 85

3.5.3 Serpent性能测试 85

3.6 Rijndael密码算法 85

3.6.1 Rijndael算法描述 86

3.6.2 Rijndael安全性分析 91

3.6.3 Rijndael性能测试 92

3.7 小结 92

3.8 习题 92

第4章 椭圆曲线密码 93

4.1 基本概念 93

4.1.1 群 93

4.1.2 椭圆曲线上的加法规则 94

4.1.3 建立在有限素数域上的椭圆曲线 97

4.1.4 建立在有限二进制域上的椭圆曲线 98

4.2 安全椭圆曲线 99

4.2.1 计算椭圆曲线上点的个数 99

4.2.2 求取椭圆曲线上的点 99

4.2.3 构造一个有限域上的椭圆曲线 100

4.3 建立在椭圆曲线上的密码体制 100

4.3.1 椭圆曲线上的离散对数问题 100

4.3.2 椭圆曲线密码算法 101

4.3.3 椭圆曲线密码体制的安全性分析 101

4.4 椭圆曲线密码体制的实现与应用 102

4.4.1 椭圆曲线密码算法的软件实现 102

4.4.2 椭圆曲线密码算法的硬件实现 105

4.4.3 椭圆曲线Diffie-Hellman密钥交换 106

4.4.4 椭圆曲线数字签名算法 106

4.5 小结 107

4.6 习题 107

第5章 量子密码 108

5.1 量子比特的基本属性 108

5.1.1 量子叠加性 109

5.1.2 单量子比特变换 109

5.1.3 量子逻辑门 110

5.1.4 Bell理论与EPR纠缠态 111

5.2 量子密码基本原理 112

5.2.1 量子密码信息理论 112

5.2.2 对敌手的检测理论 113

5.2.3 保密加强理论 114

5.3 量子密钥分发 114

5.3.1 BB84协议 114

5.3.2 B92协议 115

5.3.3 E91协议 117

5.4 小结 117

5.5 习题 117

第6章 混沌密码 119

6.1 混沌学基本原理 119

6.1.1 控制混沌原理 121

6.1.2 混沌同步原理 124

6.2 混沌密码原理 126

6.3 混沌密码的应用 134

6.3.1 基于混沌分组密码的图像加密算法方案 135

6.3.2 基于混沌的语音加密算法 135

6.4 小结 137

6.5 习题 137

第7章 DNA密码技术 138

7.1 概述 138

7.1.1 生物分子计算 138

7.1.2 DNA密码、传统密码和量子密码的比较 139

7.2 DNA密码学的理论基础 139

7.2.1 粘贴模型的概念 140

7.2.2 粘贴模型的物理实现 143

7.3 DNA加密技术 146

7.3.1 使用随机一次性密码本的DNA密码系统 146

7.3.2 使用替换的DNA加密系统 146

7.3.3 DNA异或一次性密码本密码系统 148

7.4 DNA加密技术的应用 150

7.4.1 二维图像DNA密码系统 150

7.4.2 DNA隐写术 152

7.5 展望 157

7.6 小结 159

7.7 习题 159

附录 缩略语 160

参考文献 161