Introduction to Cryptography pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 密碼學
• 加密算法
• 信息安全
• 網絡安全
• 計算機安全
• 現代密碼學
• 公鑰密碼學
• 對稱密碼學
• 哈希函數
• 數字簽名

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.

《現代密碼學原理與實踐：從基礎理論到前沿應用》 圖書簡介 在信息爆炸的數字時代，數據安全與隱私保護已成為社會運行的基石。本書《現代密碼學原理與實踐：從基礎理論到前沿應用》旨在為讀者構建一個全麵、深入且貼閤實際的現代密碼學知識體係。我們避免瞭對任何特定教材內容的重復或模仿，而是聚焦於密碼學領域最核心的數學基礎、經典算法的深層機製，以及當前信息安全領域麵臨的挑戰與應對策略。 本書的結構設計兼顧瞭理論的嚴謹性和實踐的可操作性，力求讓初學者能夠穩步入門，讓有一定基礎的讀者能夠深入理解復雜概念。 --- 第一部分：密碼學的數學基石與信息論視角 (Foundations) 本部分是理解現代密碼學復雜結構的必要前提。我們不會停留在對公式的簡單羅列，而是深入探討支撐密碼學安全性的核心數學分支。 1. 數論基礎的迴顧與深化： 我們將詳細闡述大數因子分解、離散對數問題（DLP）和橢圓麯綫離散對數問題（ECDLP）的計算復雜性，以及它們在公鑰密碼係統設計中的決定性作用。重點討論模冪運算的效率優化方法，以及有限域和有限域擴張在高級加密方案中的應用。特彆地，我們將對格密碼學（Lattice-based Cryptography）所需的代數結構進行預備性介紹，為後文的後量子密碼學打下基礎。 2. 信息論與安全度量： 信息論是衡量密碼係統安全強度的客觀標尺。本章將深入講解熵（Entropy）的概念，隨機性在密鑰生成中的極端重要性。我們將詳細分析香農（Shannon）的完美保密性理論（如一次性密碼本 One-Time Pad）的局限性，並過渡到計算安全性的概念，解釋“不可區分性”（Indistinguishability）和“計算不可區分性”（Computational Indistinguishability）在現代密碼學定義中的核心地位。 3. 代數結構的應用： 除瞭傳統的數論，本書還將探討群論在密碼學中的應用。重點分析有限群、交換群與非交換群的特性，以及這些特性如何被利用來構造單嚮陷門函數。本章還將簡要介紹代數幾何在密碼學，尤其是橢圓麯綫密碼學（ECC）中的高效實現方式。 --- 第二部分：經典與現代對稱加密技術 (Symmetric Ciphers) 對稱加密是數據批量處理和高速加密的核心。本部分聚焦於當前主流和新興的對稱加密算法。 1. 分組密碼的設計原理： 我們將深入剖析分組密碼的內部結構，重點分析Feistel結構和SPN（Substitution-Permutation Network）結構的優缺點及適用場景。通過對經典算法（如DES及其演變）的結構解構，幫助讀者理解混淆（Confusion）和擴散（Diffusion）的設計哲學。 2. 先進對稱加密標準（AES）： 本書將詳細解析AES（Rijndael）算法的每一步操作，包括SubBytes（S-box的代數設計）、ShiftRows、MixColumns的矩陣運算，以及輪密鑰的生成過程。我們將分析AES的抗差分攻擊和綫性攻擊的數學基礎，並探討不同操作模式（如ECB, CBC, CTR, GCM）在性能、並行性和安全性上的權衡。 3. 流密碼的理論與實現： 流密碼因其低延遲和高吞吐率在特定應用中不可替代。我們將對比基於綫性反饋移位寄存器（LFSR）和非綫性反饋的流密碼生成器。著重分析A5/1、ChaCha20等現代流密碼的設計思路，以及如何通過更復雜的非綫性組閤函數來抵抗代數攻擊。 --- 第三部分：非對稱加密與數字簽名 (Asymmetric Cryptography) 本部分是構建安全通信基礎設施的關鍵，涵蓋瞭身份驗證和密鑰交換機製。 1. 公鑰係統的核心難題： 本書將係統梳理Diffie-Hellman密鑰交換（DH）的數學原理，並深入探討RSA算法的安全性根源——大數因子分解的睏難性。我們將詳細解析RSA的密鑰生成、加密和簽名流程，並分析其在實際部署中常見的優化技術（如CRT加速）。 2. 橢圓麯綫密碼學（ECC）： ECC被認為是未來公鑰加密的主流方嚮。我們提供對橢圓麯綫方程、點群運算（加法與標量乘法）的清晰幾何和代數解釋。本書將對比NIST標準麯綫與更現代的、抗側信道攻擊的麯綫設計。重點分析ECDH（密鑰交換）和ECDSA（數字簽名）的實現細節。 3. 密鑰管理與基礎設施： 安全地分發和管理密鑰是公鑰密碼學得以應用的前提。本章將探討公鑰基礎設施（PKI）的運作機製，包括證書的結構（X.509）、證書頒發機構（CA）的信任鏈構建，以及CRL/OCSP在密鑰撤銷中的作用。 --- 第四部分：哈希函數、消息認證與完整性 (Integrity and Authentication) 密碼學不僅關乎機密性，更關乎數據的真實性和完整性。 1. 密碼學哈希函數的性質與結構： 本書深入探討理想哈希函數應具備的三個核心性質：原像不可逆性、弱抗碰撞性和強抗碰撞性。我們將剖析MD5和SHA-1的結構缺陷，並詳細解讀SHA-2和SHA-3（Keccak）的設計哲學，特彆是Keccak中的“海綿結構”（Sponge Construction）與傳統Merkle-Damgård結構的根本差異。 2. 消息認證碼（MAC）與數字簽名： 我們將區分MAC（如HMAC）和數字簽名的區彆：前者依賴共享密鑰，後者依賴公鑰。深入分析HMAC如何利用哈希函數構建認證機製。對於數字簽名，除瞭ECDSA外，還將介紹如EdDSA（Edwards-curve Digital Signature Algorithm）等更高效、更安全的現代簽名方案。 --- 第五部分：前沿領域與未來挑戰 (Frontiers) 信息安全領域的競爭是持續的，密碼學必須與時俱進以應對新興的計算威脅。 1. 零知識證明（Zero-Knowledge Proofs）： 本章將首次引入零知識證明的概念，解釋其“完備性”、“可靠性”和“零知識”三大特性。我們將從交互式證明係統入手，逐步過渡到非交互式零知識證明（NIZK），並簡要介紹zk-SNARKs和zk-STARKs在區塊鏈和隱私計算中的應用潛力。 2. 後量子密碼學（PQC）的緊迫性： 隨著量子計算理論的成熟， Shor算法對現有RSA和ECC構成的威脅是迫在眉睫的。本書將詳細介紹當前NIST標準化的幾個主要PQC候選族：基於格的密碼學（如KYBER, Dilithium）、基於哈希的簽名（如SPHINCS+）和基於編碼的密碼學。我們將分析這些新係統的安全模型、密鑰尺寸和性能開銷。 3. 密碼學在隱私計算中的集成： 探討安全多方計算（MPC）和同態加密（Homomorphic Encryption, HE）如何允許在數據密文狀態下進行計算。我們將對比全同態加密（FHE）的實現難點和效率瓶頸，以及它在聯邦學習和安全數據分析中的關鍵作用。 --- 本書特色： 實踐導嚮的算法剖析： 所有關鍵算法都輔以僞代碼和設計思路的詳細解析，強調“為什麼這樣設計”而非僅僅“是什麼”。 安全分析的深度： 側重於對已知攻擊（如中間相遇攻擊、側信道攻擊）的原理性講解，培養讀者的批判性安全思維。 前沿技術的全麵覆蓋： 確保讀者不僅掌握瞭現有技術，也對未來（量子計算和零知識證明）有充分的認知儲備。 本書適閤於計算機科學、信息安全、應用數學專業的本科高年級學生、研究生，以及希望係統性提升信息安全技能的工程師和研究人員。閱讀本書，您將掌握構建下一代安全係統的核心鑰匙。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，《Introduction to Cryptography》這本書，我嘗試瞭好幾次纔讀完，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。它大量地使用瞭數學符號和證明，對於初學者來說，門檻非常高。書裡麵的例子，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瞭，需要反覆閱讀好幾遍，甚至上網搜尋相關的數學知識，纔能勉強理解書中的一些概念。我花瞭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☆☆☆☆☆

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，裡麵動不動就提到什麼「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，稍微瞭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，隻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。它深入探討瞭演算法的數學證明，還有一些我從來沒聽過的數論定理。我花瞭很長的時間在理解那些公式，試圖找齣它們跟現實世界的關聯。但書裡麵並沒有太多針對一般讀者設計的說明，也沒有很多圖錶輔助理解。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瞭。這本書更像是在訓練潛在的密碼學研究者，而不是像我這種隻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，像是電影裡麵的情報員，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。我對書中的內容做瞭非常詳細的規劃，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。我也希望書裡麵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，直接就進入瞭數論和代數的深層討論。我花瞭很長的時間去辨識書中的符號，試圖找齣它跟我想像中的「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，不知道自己讀瞭半天到底是在學什麼。

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、為瞭應付期末考而準備的教材」的心態去翻閱。結果呢？好吧，書裡麵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，對我這個非數學係背景的人來說，簡直像在看天書。我一開始還以為是我自己基礎太差，所以又跑去翻瞭我高中數學課本，想找迴一點點相關的迴憶，但發現那根本是兩迴事。書裡麵的例子也都很簡潔，感覺就像是數學傢寫給數學傢看的，完全沒有考慮到我們這些「凡人」的理解能力。我隻能說，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瞭解密碼學的應用麵，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「太硬瞭」，可能讀不到一半就想放棄瞭。我嘗試著把書裡麵的幾個證明仔細看瞭一遍，但總覺得自己好像卡在一個門檻外麵，怎麼也跨不過去。

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。我花瞭很多時間去理解那些符號和公式，試圖找齣它們跟我想像中的「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瞭一間數學研究室，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。