Introduction to Cryptography pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Cryptography is a key technology in electronic key systems. It is used to keep data secret, digitally sign documents, access control, and so forth. Users therefore should not only know how its techniques work, but they must also be able to estimate their efficiency and security. Based on courses taught by the author, this book explains the basic methods of modern cryptography. It is written for readers with only basic mathematical knowledge who are interested in modern cryptographic algorithms and their mathematical foundation. Several exercises are included following each chapter. This revised and extended edition includes new material on the AES encryption algorithm, the SHA-1 Hash algorithm, on secret sharing, as well as updates in the chapters on factoring and discrete logarithms.

《现代密码学原理与实践：从基础理论到前沿应用》 图书简介 在信息爆炸的数字时代，数据安全与隐私保护已成为社会运行的基石。本书《现代密码学原理与实践：从基础理论到前沿应用》旨在为读者构建一个全面、深入且贴合实际的现代密码学知识体系。我们避免了对任何特定教材内容的重复或模仿，而是聚焦于密码学领域最核心的数学基础、经典算法的深层机制，以及当前信息安全领域面临的挑战与应对策略。 本书的结构设计兼顾了理论的严谨性和实践的可操作性，力求让初学者能够稳步入门，让有一定基础的读者能够深入理解复杂概念。 --- 第一部分：密码学的数学基石与信息论视角 (Foundations) 本部分是理解现代密码学复杂结构的必要前提。我们不会停留在对公式的简单罗列，而是深入探讨支撑密码学安全性的核心数学分支。 1. 数论基础的回顾与深化： 我们将详细阐述大数因子分解、离散对数问题（DLP）和椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）的计算复杂性，以及它们在公钥密码系统设计中的决定性作用。重点讨论模幂运算的效率优化方法，以及有限域和有限域扩张在高级加密方案中的应用。特别地，我们将对格密码学（Lattice-based Cryptography）所需的代数结构进行预备性介绍，为后文的后量子密码学打下基础。 2. 信息论与安全度量： 信息论是衡量密码系统安全强度的客观标尺。本章将深入讲解熵（Entropy）的概念，随机性在密钥生成中的极端重要性。我们将详细分析香农（Shannon）的完美保密性理论（如一次性密码本 One-Time Pad）的局限性，并过渡到计算安全性的概念，解释“不可区分性”（Indistinguishability）和“计算不可区分性”（Computational Indistinguishability）在现代密码学定义中的核心地位。 3. 代数结构的应用： 除了传统的数论，本书还将探讨群论在密码学中的应用。重点分析有限群、交换群与非交换群的特性，以及这些特性如何被利用来构造单向陷门函数。本章还将简要介绍代数几何在密码学，尤其是椭圆曲线密码学（ECC）中的高效实现方式。 --- 第二部分：经典与现代对称加密技术 (Symmetric Ciphers) 对称加密是数据批量处理和高速加密的核心。本部分聚焦于当前主流和新兴的对称加密算法。 1. 分组密码的设计原理： 我们将深入剖析分组密码的内部结构，重点分析Feistel结构和SPN（Substitution-Permutation Network）结构的优缺点及适用场景。通过对经典算法（如DES及其演变）的结构解构，帮助读者理解混淆（Confusion）和扩散（Diffusion）的设计哲学。 2. 先进对称加密标准（AES）： 本书将详细解析AES（Rijndael）算法的每一步操作，包括SubBytes（S-box的代数设计）、ShiftRows、MixColumns的矩阵运算，以及轮密钥的生成过程。我们将分析AES的抗差分攻击和线性攻击的数学基础，并探讨不同操作模式（如ECB, CBC, CTR, GCM）在性能、并行性和安全性上的权衡。 3. 流密码的理论与实现： 流密码因其低延迟和高吞吐率在特定应用中不可替代。我们将对比基于线性反馈移位寄存器（LFSR）和非线性反馈的流密码生成器。着重分析A5/1、ChaCha20等现代流密码的设计思路，以及如何通过更复杂的非线性组合函数来抵抗代数攻击。 --- 第三部分：非对称加密与数字签名 (Asymmetric Cryptography) 本部分是构建安全通信基础设施的关键，涵盖了身份验证和密钥交换机制。 1. 公钥系统的核心难题： 本书将系统梳理Diffie-Hellman密钥交换（DH）的数学原理，并深入探讨RSA算法的安全性根源——大数因子分解的困难性。我们将详细解析RSA的密钥生成、加密和签名流程，并分析其在实际部署中常见的优化技术（如CRT加速）。 2. 椭圆曲线密码学（ECC）： ECC被认为是未来公钥加密的主流方向。我们提供对椭圆曲线方程、点群运算（加法与标量乘法）的清晰几何和代数解释。本书将对比NIST标准曲线与更现代的、抗侧信道攻击的曲线设计。重点分析ECDH（密钥交换）和ECDSA（数字签名）的实现细节。 3. 密钥管理与基础设施： 安全地分发和管理密钥是公钥密码学得以应用的前提。本章将探讨公钥基础设施（PKI）的运作机制，包括证书的结构（X.509）、证书颁发机构（CA）的信任链构建，以及CRL/OCSP在密钥撤销中的作用。 --- 第四部分：哈希函数、消息认证与完整性 (Integrity and Authentication) 密码学不仅关乎机密性，更关乎数据的真实性和完整性。 1. 密码学哈希函数的性质与结构： 本书深入探讨理想哈希函数应具备的三个核心性质：原像不可逆性、弱抗碰撞性和强抗碰撞性。我们将剖析MD5和SHA-1的结构缺陷，并详细解读SHA-2和SHA-3（Keccak）的设计哲学，特别是Keccak中的“海绵结构”（Sponge Construction）与传统Merkle-Damgård结构的根本差异。 2. 消息认证码（MAC）与数字签名： 我们将区分MAC（如HMAC）和数字签名的区别：前者依赖共享密钥，后者依赖公钥。深入分析HMAC如何利用哈希函数构建认证机制。对于数字签名，除了ECDSA外，还将介绍如EdDSA（Edwards-curve Digital Signature Algorithm）等更高效、更安全的现代签名方案。 --- 第五部分：前沿领域与未来挑战 (Frontiers) 信息安全领域的竞争是持续的，密码学必须与时俱进以应对新兴的计算威胁。 1. 零知识证明（Zero-Knowledge Proofs）： 本章将首次引入零知识证明的概念，解释其“完备性”、“可靠性”和“零知识”三大特性。我们将从交互式证明系统入手，逐步过渡到非交互式零知识证明（NIZK），并简要介绍zk-SNARKs和zk-STARKs在区块链和隐私计算中的应用潜力。 2. 后量子密码学（PQC）的紧迫性： 随着量子计算理论的成熟， Shor算法对现有RSA和ECC构成的威胁是迫在眉睫的。本书将详细介绍当前NIST标准化的几个主要PQC候选族：基于格的密码学（如KYBER, Dilithium）、基于哈希的签名（如SPHINCS+）和基于编码的密码学。我们将分析这些新系统的安全模型、密钥尺寸和性能开销。 3. 密码学在隐私计算中的集成： 探讨安全多方计算（MPC）和同态加密（Homomorphic Encryption, HE）如何允许在数据密文状态下进行计算。我们将对比全同态加密（FHE）的实现难点和效率瓶颈，以及它在联邦学习和安全数据分析中的关键作用。 --- 本书特色： 实践导向的算法剖析： 所有关键算法都辅以伪代码和设计思路的详细解析，强调“为什么这样设计”而非仅仅“是什么”。 安全分析的深度： 侧重于对已知攻击（如中间相遇攻击、侧信道攻击）的原理性讲解，培养读者的批判性安全思维。 前沿技术的全面覆盖： 确保读者不仅掌握了现有技术，也对未来（量子计算和零知识证明）有充分的认知储备。 本书适合于计算机科学、信息安全、应用数学专业的本科高年级学生、研究生，以及希望系统性提升信息安全技能的工程师和研究人员。阅读本书，您将掌握构建下一代安全系统的核心钥匙。

评分☆☆☆☆☆

拿到《Introduction to Cryptography》這本書，我其實抱持著一股對神秘世界的憧憬。我對密碼學的想像，就像是電影裡那些高明的駭客，能夠輕易破解密碼，或是用隱藏的訊息進行聯繫。我期待這本書能帶我窺探這個迷人的世界，從一些簡單的歷史典故開始，像是捲軸密碼、恩尼格瑪機，然後慢慢進入到現代的加密技術。我希望能看到清晰的圖解，解釋各種演算法的運作邏輯，並且最好能有一些實際的操作指南，讓我能夠親自體驗一下加密和解密的樂趣。我也希望書中能包含一些關於密碼學在現實生活中的應用，例如網路安全、區塊鏈技術等，讓我能更深刻地理解它的價值。但是，這本書的風格，卻是讓我有點意外。它更像是一份嚴謹的學術論文，內容偏重於底層的數學理論和證明。我花了很多時間去理解那些符號和公式，試圖找出它們跟我想像中的「密碼學」之間的關聯。書中很少有圖示或實際案例，更多的是抽象的數學概念。這讓我感覺自己像是進入了一間數學研究室，而不是在探索一個神秘的資訊傳輸世界。它對數學的要求非常高，對於沒有紮實數學基礎的讀者來說，閱讀起來會非常吃力。

评分☆☆☆☆☆

老實說，我當初會買這本《Introduction to Cryptography》，主要是因為最近在追一些關於網路安全和駭客的影集，裡面動不動就提到什麼「端對端加密」、「公鑰加密」，聽起來就很厲害。我希望能透過這本書，稍微了解一下這些術語背後的原理，至少在跟朋友聊天的時候，不會完全聽不懂。我對書的期望不高，只希望它能像一本不錯的科普讀物，用比較平易近人的方式，介紹一下密碼學的核心概念，像是對稱加密和非對稱加密的區別，還有它們各自的優缺點。也許能舉一些生活中實際應用的例子，像是 HTTPS 網頁瀏覽、LINE 的加密訊息之類的，這樣我會覺得比較有共鳴。然而，這本書的內容，對我來說，更像是在上大學的密碼學課程。它深入探討了演算法的數學證明，還有一些我從來沒聽過的數論定理。我花了很長的時間在理解那些公式，試圖找出它們跟現實世界的關聯。但書裡面並沒有太多針對一般讀者設計的說明，也沒有很多圖表輔助理解。所以，讀完之後，我對「公鑰」、「私鑰」這些名詞的意義還是模模糊糊，更別說理解它們是如何實現安全的通訊了。這本書更像是在訓練潛在的密碼學研究者，而不是像我這種只想對這個領域有個初步認識的普通讀者。

评分☆☆☆☆☆

我拿到這本《Introduction to Cryptography》的時候，心裡是很期待的。我一直覺得密碼學是一個非常神秘又充滿智慧的領域，像是電影裡面的情報員，可以用看不懂的符號來傳遞訊息，那種感覺很酷。我原本的想法是，這本書應該會從一些最基本的概念講起，像是摩斯密碼、凱薩密碼，然後慢慢進展到現代的加密技術。我希望它能有清晰的結構，一步一步地引導讀者進入狀況，即使數學不是我的強項，也能透過例子和解釋來理解。我對書中的內容做了非常詳細的規劃，期待能看到各種加密方法的演進、歷史故事，以及它們在不同時代扮演的角色。我也希望書裡面能夠包含一些實際的練習題，讓我能夠動手驗證書中所學。然而，這本書的呈現方式，似乎跟我預想的有點落差。它的切入點非常學術，直接就進入了數論和代數的深層討論。我花了很長的時間去辨識書中的符號，試圖找出它跟我想像中的「密碼學」之間的連結。雖然我能感覺到內容的深度和嚴謹性，但缺乏那種引人入勝的敘事風格，或是足夠的背景知識鋪墊，讓我時常感到一頭霧水，不知道自己讀了半天到底是在學什麼。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，《Introduction to Cryptography》這本書，我嘗試了好幾次才讀完，而且每次讀都覺得像是在爬一座很陡的山。我原本以為，它會像許多技術入門書一樣，用比較輕鬆、易懂的方式，介紹加密、解密、雜湊函數這些基本概念。我期待的內容，應該是包含一些圖示，說明不同演算法的流程，甚至是一些實際應用場景的案例分析，例如電子郵件的加密、數位簽章的運作原理等等。我希望能透過閱讀，建立起對密碼學的一個基礎框架，明白它們是如何保護我們的資訊安全的。然而，這本書的內容，可謂是「極度」的理論派。它大量地使用了數學符號和證明，對於初學者來說，門檻非常高。書裡面的例子，也大多是數學上的證明，而不是實際操作或應用。我經常讀著讀著就卡住了，需要反覆閱讀好幾遍，甚至上網搜尋相關的數學知識，才能勉強理解書中的一些概念。我花了非常多的時間在試圖理解書中的定理和推導，但總覺得自己好像在鑽牛角尖，離實際的應用越來越遠。它更像是一本給密碼學專業學生準備的參考書，而不是一本讓大眾對這個領域產生興趣的入門讀物。

评分☆☆☆☆☆

這本《Introduction to Cryptography》真的是一本讓我又愛又恨的書。從書名看來，原本以為它會像許多入門讀物一樣，循序漸進地介紹密碼學的基本概念，像是什麼是加密、解密，然後是一些基礎的加密演算法。我抱持著一種「大概是大學生寫的、為了應付期末考而準備的教材」的心態去翻閱。結果呢？好吧，書裡面的確有介紹一些經典的密碼學演算法，例如 RSA、DES 之類的，也有提到一些數學上的概念，什麼模運算、質數等等。但是，它在介紹這些東西的時候，用的數學符號和理論推導，對我這個非數學系背景的人來說，簡直像在看天書。我一開始還以為是我自己基礎太差，所以又跑去翻了我高中數學課本，想找回一點點相關的回憶，但發現那根本是兩回事。書裡面的例子也都很簡潔，感覺就像是數學家寫給數學家看的，完全沒有考慮到我們這些「凡人」的理解能力。我只能說，如果你數學功力深厚，而且對密碼學的底層數學原理有著極大的好奇心，那這本書或許能讓你欲罷不能。但如果你的目的是想快速了解密碼學的應用面，或是想知道日常生活中遇到的加密技術是如何運作的，那這本書大概率會讓你覺得「太硬了」，可能讀不到一半就想放棄了。我嘗試著把書裡面的幾個證明仔細看了一遍，但總覺得自己好像卡在一個門檻外面，怎麼也跨不過去。