近代密码学与其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• 密码学史
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　　你也许在接触本书之前，已经听过「密码学（cryptography）」或是看过「密码」的相关电影（例如：布鲁斯威利主演之「终极密码战」、约翰屈伏塔之「剑鱼」…等等诸如此类的电影或书籍）。或许一些先入为主的观念已经悄悄在你的脑海里萌芽，他们不一定就是所谓的密码学，但是他们的确是资讯隐藏与破解的游戏。「密码学」所谈论的是一种资讯隐藏艺术，「密码分析学（cryptoanalysis）」所谈的却是一种破解技巧。在许多实例里面证明，一个好的密码设计者必定也是好的密码分析家。在这里，我们将用比较严谨的态度来看密码学，不管其被用在网路安全、资料保密、卫星通讯或是军事通联，这些都只是密码学的上层应用，在本书里面，我们将略而不论，我们仅关心其基本原理与运作，因为有了这些观念，那些其他上层运作之机密性与安全性各位读者将自然可以明白。

　　对称式编码方法是过去20年常被使用来确保资讯安全的方法，所以它仍是许多密码学相关书籍之讨论主角，也是目前担负众多重要应用之主力，许多网路资讯安全都是其应用之延伸。在本书里面，我们将会讨论各种对称式编码方面机制与网路安全问题。本书共分成八个章节，其架构编排如下：

第一章　密码学导论
　　本章节主要是密码学之前导，在此尽可能以较为轻松的方式介绍密码学之观念与一些密码常识，以做为读者未来进入较深入之密码观念前的热身。

第二章　对称式编码技术
　　在这一章里面，我们除了会谈到传统的编码模型、技术之外，也会谈到区块编码器与大家熟知的DES编码系统。

第三章　对称式编码演算法
　　在这一章，我们主要是着重在3 DES与其他对称式编码器（例如：Blowfish、RC5…等）的探讨。并且在本章后面，我们会深入探讨AES编码观念，也会简单介绍一个进入AES（Advance Encryption Standard）决赛中的Twofish编码方法。

第四章　对称式编码之机密性
　　有关传统编码的机密性问题，这里主要是放在网路流量、密钥散佈与随机数产生器上面，并且也会在本章最后面简单介绍一下视觉密码学。

第五章　基本数论与公钥编码
　　公钥密码学可以说是一个密码学的里程碑，它以数学函数的方式提供讯息编码上的安全，而非一般的讯息变换方法。在这一章里面，我们会将公钥编码所需要用到之基本数学观念补强。

第六章　讯息验证与赫序函数
　　本章着重在讯息验证的讨论与现在普遍被大家使用的赫序演算法（例如：MD5、SHA-1…等），并在本章后面会简单介绍一下生日攻击法及生物辨识系统。

第七章　签名、认证与验证
　　公钥密码学提供的一个安全服务便是数位签名与验证，在这里我们将看到它们的运作方式，并且也会讨论到数位签名标准（DSS）的运作情形与现行的验证机制。

第八章　量子编码系统
　　本章将针对目前正积极被研究的量子密码系统与量子运算及其发展作一较深入完整的说明，尤其是一些基础量子运算观念与量子电脑与相关演算原理。

　　本书是专门讨论密码学之书籍，往后章节里面我们所将谈论到的，也将是近代密码学里面编码与解码等观念之探讨。这些观念有些不是非常浅显易懂，使得一些初入此领域之学者有无法一窥庙堂之美的遗憾。为避免学习上的陡峭，我们一开始先在比较轻松的环境里面，跟各位介绍密码学之重要基础观念，与其为何与现代资讯安全息息相关。如果你是初学者，那你的密码学之路还有一段距离，不过请不要灰心，如果你真的有兴趣那就该坚持，毕竟生命要浪费在美好的事物上。学习密码学或是设计安全系统，最忌讳的就是欺人欺己。我希望读者可以确切地弄清楚每一个环节观念，这对各位往后要进入更深入的密码学领域有非常大的帮助。凡事学习都要诚实，对自己诚实也对真理诚实，希望这本拙着可以为一些想要研究密码学领域之学子贡献一些心力。

《古典密码体系的演变与现代密码学的基石》 内容简介 本书旨在深入剖析密码学历史长河中那些奠定现代信息安全基石的古典密码体系，同时以严谨的学术视角，系统梳理现代密码学从理论构建到实际应用的演进历程。全书结构清晰，内容详实，力求为读者提供一个既具历史厚重感又充满前沿洞察力的知识框架。 第一部分：古典密码学的辉煌与局限 本部分将时间线回溯至古代文明，系统考察密码学萌芽期的技术形态。我们将详细探讨替换密码的早期形式，从最基础的恺撒密码（Caesar Cipher）入手，分析其简单的移位原理及其在战场通信中的初步应用。随后，我们将深入研究更具复杂性的单表替换密码，如阿特巴什（Atbash）和字母位置调换等，并着重讨论如何运用统计学原理（如频率分析法）来破解这些看似复杂的加密手段。 接着，我们将进入古典密码学的黄金时代——多表替换密码的时代。这里，重点将放在维吉尼亚密码（Vigenère Cipher）上。我们将详尽剖析其核心机制：利用关键词周期性地改变替换表，极大地增强了密码的抗击击破能力。本书不仅会阐述维吉尼亚密码的加密过程，还会详细介绍19世纪末期Babbage和Kasiski等人发现的卡西斯基试验（Kasiski Examination），揭示如何通过周期性重复的密文字母串来确定密钥长度，从而最终破解整个系统。这一部分的分析，将揭示古典密码学理论的精妙之处及其固有的、由“数学上的不可重性”向“计算上的不可重性”转变的根本性缺陷。 此外，我们还将涵盖转置密码的经典案例，特别是栅栏密码（Rail Fence Cipher）和更复杂的柱状转置密码（Columnar Transposition）。分析表明，虽然转置密码不改变字母本身，但通过改变字母顺序，也能有效混淆信息。本书将对比分析替换和转置方法的优劣，并探讨将两者结合的混合密码体系，例如Playfair密码和Hill密码的早期变体，如何试图突破单表替换的弱点。 第二部分：信息论与现代密码学的数学基础 古典密码学的破译历史，直接催生了对“绝对安全”的渴望，这促使密码学转向更坚实的数学基础。本部分将引入信息论的核心概念，为理解现代密码学的安全性提供理论支撑。 我们将详细介绍克劳德·香农（Claude Shannon）在《通信的数学理论》中所奠定的信息论基础。核心内容包括熵（Entropy）的概念，用以量化信息的不确定性和随机性。熵的概念将作为衡量密码系统安全性的核心指标。我们将阐述无条件安全（Perfect Secrecy）的定义，并分析香农提出的一次性密码本（One-Time Pad, OTP）。本书将通过严格的数学证明，阐明OTP为何是唯一一种理论上不可破译的密码系统，同时也会讨论其实际应用中对密钥管理提出的近乎苛刻的要求。 在过渡到现代密码学之前，我们将回顾混淆（Confusion）和扩散（Diffusion）这两个现代密码设计的基础原则。混淆通过使密文与密钥之间关系复杂化来实现，而扩散则力求将单个明文位的影响扩展到多个密文位，确保统计学上的均匀分布。 第三部分：对称加密算法的革新与实践 进入20世纪下半叶，计算能力的飞跃使得基于复杂代数结构的加密成为可能。本部分聚焦于对称密钥算法（Symmetric-Key Cryptography）的发展脉络。 首先，我们将详尽分析分组密码（Block Ciphers）的设计原理。重点剖析Feistel结构，这种结构以其优美的迭代特性，使得加密和解密过程只需简单地反转操作顺序即可完成。我们将以DES（Data Encryption Standard）为例，深入剖析其S盒（Substitution Box）和P盒（Permutation Box）的设计，揭示其在有限域上的代数运算如何实现高效的混淆与扩散。 随后，本书将全面介绍当代分组密码的王者——AES（Advanced Encryption Standard，即Rijndael算法）。我们将细致讲解AES的轮函数结构、字节替代层、行移位层和列混合层。对于每一层操作，我们都会解释其在数学上如何实现对侧信道攻击的抵抗力和强大的雪崩效应。 此外，本书还会探讨分组密码的工作模式，从最基础的ECB（电子密码本模式）到更安全的CBC（密码分组链接模式）、CFB（密文反馈模式）以及CTR（计数器模式）。这些模式的选择，直接决定了系统在处理大量数据流时的安全性和并行计算能力。 第四部分：公钥密码学的革命性突破 本部分的重心将转移到信息安全领域最伟大的革命之一：非对称密钥加密（Asymmetric Cryptography）的诞生与发展。 我们将从数论的深处挖掘其理论根基——模运算、欧拉定理和费马小定理。随后，本书将详细介绍RSA算法的诞生过程，从选择大素数、计算模数到确定公钥与私钥对的生成机制。我们将深入分析RSA的安全性依赖于大整数因子分解问题（Integer Factorization Problem, IFP）的计算复杂度，并讨论如何通过增加密钥长度来有效抵御暴力破解。 为了应对RSA在某些操作上的效率限制，本书还会系统介绍基于离散对数问题（Discrete Logarithm Problem, DLP）的公钥系统。其中，Diffie-Hellman密钥交换协议的原理将作为基础进行深入讲解，展示双方如何在不安全的信道上安全地协商出一个共享密钥。在此基础上，我们将过渡到更现代且被广泛应用的椭圆曲线密码学（Elliptic Curve Cryptography, ECC）。我们将解释ECC如何通过在有限域上的椭圆曲线点群运算，提供与传统公钥算法相当的安全强度，同时将密钥长度大大缩短，显著提高移动设备和资源受限环境下的性能。 第五部分：散列函数与数字签名 本章将探讨密码学中用于数据完整性验证和身份认证的关键工具——密码散列函数（Cryptographic Hash Functions）。我们将详细阐述散列函数的三个核心安全性质：原像不可逆性（Pre-image Resistance）、第二原像不可逆性（Second Pre-image Resistance）和碰撞抵抗性（Collision Resistance）。 我们将追踪MD5和SHA-1等早期哈希算法的演进和最终的失效分析（特别是碰撞攻击）。随后，本书将重点介绍SHA-2家族和SHA-3（Keccak）的设计原理。我们将剖析SHA-3基于“海绵结构”（Sponge Construction）的创新，以及它如何提供更强大的安全冗余。 最后，我们将讨论如何利用公钥基础设施（PKI）和散列函数来实现数字签名。我们将对比DSA（Digital Signature Algorithm）和ECDSA（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm）的签名和验证过程，解释数字签名如何保证消息的来源真实性、内容不可篡改性以及抗否认性，从而为电子政务和电子商务提供了安全基石。 本书面向对信息安全原理有深入兴趣的读者、计算机科学专业学生以及从事密码学和网络安全研究的专业人士。全书论述严谨，理论与实践紧密结合，旨在提供一个全面且深入的密码学知识图谱。

第一章　密码学导论

第二章　对称式编码技术

第三章　对称式编码演算法

第四章　对称式编码之机密性

第五章　基本数论与公钥编码

第六章　讯息验证与赫序函数

第七章　签名、认证与验证

第八章　量子系统

评分☆☆☆☆☆

說實話，《近代密碼學及其應用》這本書，我拿到手的時候，心裡其實有一點點小小的抗拒。我對密碼學一直以來都帶著一種「高冷」的印象，覺得那是非常專業、非常艱深的學問，可能只適合數學系或資工系的高材生閱讀。但這本書，卻完全顛覆了我這個刻板印象。作者的寫作方式，我只能說太有才了！他沒有用那些讓人頭昏腦脹的術語，而是用一種非常貼近一般讀者的語言，把原本複雜的密碼學原理，講得像是聊天一樣有趣。我記得其中有一段，在講述公鑰加密的時候，他竟然用了「情人節交換禮物」的比喻，來解釋公鑰和私鑰的運作方式，那個比喻真的太妙了，一下子就把我這種「小白」給點醒了，瞬間就明白了那個概念。而且，這本書不只是在講理論，它更是把這些理論「落地」，詳細介紹了密碼學在我們生活中的各種應用。像是我們每天都在用的LINE加密訊息，銀行轉帳的安全機制，甚至是手機解鎖的指紋辨識，背後都有密碼學的影子。閱讀這本書，讓我有一種「原來如此！」的感覺，感覺自己好像突然打開了一個新世界的大門，看到了科技背後那個默默運轉的強大力量。對我來說，這本書不只是一本關於密碼學的書，更是一本關於保護我們資訊安全、捍衛我們隱私的「科普啟蒙書」。

评分☆☆☆☆☆

這本《近代密碼學及其應用》我收到時，其實有點猶豫要不要打開，畢竟「密碼學」這三個字聽起來就充滿了學術性和難度，我擔心會是一本晦澀難懂、枯燥乏味的書。然而，實際翻閱後，我的擔憂完全被打破了。作者以一種非常引人入勝的方式，將複雜的密碼學概念，轉化為易於理解的知識。書中對於一些基礎概念的解釋，比如什麼是加密、什麼是解密、對稱加密與非對稱加密的區別，都做得非常到位。我印象深刻的是，作者用了許多生活化的比喻，像是藏寶圖、信封鎖等等，讓我在閱讀時能夠輕易地將抽象的概念圖像化，這對於我這種非專業背景的讀者來說，簡直是救星！而且，書中並沒有止步於理論，它花了相當大的篇幅介紹了密碼學在我們日常生活中無處不在的應用，從網路安全協議（HTTPS）的運作原理，到數位貨幣背後的區塊鏈技術，再到個人隱私的保護機制，都一一做了深入淺出的剖析。這讓我深刻體會到，密碼學不再是遙不可及的學術象牙塔，而是實實在在影響著我們生活方方面面的關鍵技術。這本書不僅讓我學到了知識，更培養了我對資訊安全的高度警覺性，也讓我對這個隱藏在科技背後的力量有了更多的敬意。

评分☆☆☆☆☆

啊，這本《近代密碼學及其應用》我真的是在朋友推薦下才找來翻翻看的。說實話，我對密碼學本來就沒什麼太深的了解，以為就跟電影裡演的一樣，一堆複雜的數字和符號，結果翻開這本書，才發現它寫得比我想像的要親切許多。它沒有一開始就丟一堆數學公式把你嚇跑，而是從一些歷史故事講起，像是二次世界大戰時期的恩尼格瑪機，還有一些古代的解密方法，讓我在輕鬆的氛圍中，慢慢進入密碼學的世界。書裡面的例子也很貼近生活，像是我們現在每天都在用的網路安全、網路購物、手機通訊，背後都有密碼學在默默守護，這點真的讓我感到很驚訝，原來我們對這個東西的依賴度這麼高。作者的寫作風格也很清晰，條理分明，不會讓你讀起來感到混亂。我特別喜歡書中介紹的一些實際應用案例，像是數位簽章、公鑰基礎建設等等，這些聽起來很高深的詞彙，透過作者的解說，變得容易理解多了。雖然我還沒完全把書讀完，但光是前幾章，就已經讓我對密碼學有了全新的認識，而且也激起了我更深入去了解的興趣。真心推薦給對資訊安全、科技發展有興趣，或者跟我一樣原本對密碼學一竅不通的讀者。

评分☆☆☆☆☆

這本《近代密碼學及其應用》，我必須說，絕對是我近期讀過最令人印象深刻的一本。我原本對密碼學的理解，僅僅停留在電影裡那種間諜和特工的秘密通訊，以為離我的生活很遙遠。但這本書，徹底刷新了我的認知。作者在開篇就巧妙地將我帶入了一個個引人入勝的歷史故事，例如，在介紹早期密碼學時，他沒有枯燥地羅列年份和事件，而是以敘事的方式，描繪了古希臘的斯巴達密碼器，或是二戰期間英格瑪機的傳奇，讓我彷彿親身經歷了那段充滿智慧與鬥智鬥勇的歷史。這種寫作風格，讓我在不知不覺中，就對密碼學產生了濃厚的好奇心。更讓我驚喜的是，書中對於近代密碼學的闡述，並沒有止步於艱澀的數學原理。作者用了一系列極其生動且貼近生活的類比，來解釋諸如RSA加密、橢圓曲線密碼學等複雜概念。例如，在解釋公開金鑰加密系統時，作者巧妙地將其比喻為一個公開的「郵箱」，任何人都可以投遞訊息，但只有持有「鑰匙」的人才能打開。這種方式，讓原本可能讓人望而卻步的數學概念，變得清晰易懂。此外，書中關於密碼學在現代社會的廣泛應用，更是讓我大開眼界。從網路銀行、電子商務的安全交易，到數位簽章、數位貨幣的技術原理，再到個人隱私的保護，作者都做了深入淺出的分析。閱讀這本書，讓我深刻理解了密碼學是如何默默地支撐起現代數位世界的運作，以及它對我們個人安全和社會發展的重要性。這本書不僅讓我學到了知識，更讓我對科技有了更深刻的理解和敬畏。

评分☆☆☆☆☆

我對《近代密碼學及其應用》這本書的評價，真的是充滿了意外的驚喜。我原本預期它會是一本比較偏向學術研究，充斥著大量數學公式和演算法分析的專業書籍，但實際翻閱後，我發現它更像是一本兼具學術深度與科普廣度的讀物。作者在講解密碼學的核心概念時，並非直接拋出艱澀的數學原理，而是巧妙地運用許多歷史事件、經典的密碼學謎題，以及生動形象的比喻來引導讀者理解。例如，對於古典密碼的介紹，作者不僅講述了凱撒密碼的歷史淵源，還加入了許多實際的解密練習，讓我彷彿親身參與了一場解密遊戲，從中體會密碼學的趣味性。更讓我讚賞的是，本書在深入探討近代密碼學的同時，也非常注重其在現代社會中的實際應用。書中涵蓋了從網路銀行、電子商務的安全支付，到數位版權保護、資訊隱私的維護，再到區塊鏈技術的原理探討，這些都是與我們日常生活息息相關的議題。作者對於這些應用的闡述，不僅清晰易懂，更讓我看到了密碼學在保障現代社會運作中所扮演的關鍵角色。這本書的編排也非常有條理，從基礎概念的建立，到複雜技術的介紹，再到實際應用的分析，層層遞進，邏輯嚴謹，讓我能夠逐步建立起對近代密碼學的全面認識。