自然科学总论
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226千字
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2021-06-01
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主编推荐语
密码算法传奇缔造者重磅作品，首度剖析量子计算与后量子密码学。
内容简介
本书是著名密码算法BLAKE2、SipHash和NORX的创造者、当代应用密码学大师Jean-Philippe Aumasson的中文译本。
正如其名，本书并非浅尝辄止的领域概述，而是全面深入地讨论了密码工程的理论、技术以及进展。
本书面向密码学研究及从业人员，从本书中你不仅能学到密码算法的工作原理，还将学习如何在实际的系统中使用它们。
目录
- 版权信息
- 内容简介
- 序
- 前言
- 第1章 加密
- 基础知识
- 古典密码
- 凯撒密码
- 维吉尼亚密码
- 密码是如何工作的
- 置换
- 操作模式
- 为什么古典密码不安全
- 完美的加密：一次一密体制
- 一次一密加密过程
- 为什么一次一密安全
- 加密安全性
- 攻击模型
- 安全目标
- 安全概念
- 非对称加密
- 加密之外的密码学
- 认证加密
- 格式保持加密
- 全同态加密
- 可搜索加密
- 可调加密
- 意外如何发生
- 弱密码算法
- 错误模型
- 拓展阅读
- 第2章 随机性
- 随机与非随机
- 作为概率分布的随机性
- 熵：不确定性的度量指标
- 随机数发生器和伪随机数发生器
- PRNG如何工作
- 安全问题
- PRNG Fortuna
- 统计测试不重要
- 现实世界中的PRNG
- 在基于UNIX的系统中生成随机比特
- Windows中的CryptGenRandom()函数
- 基于硬件的PRNG：英特尔微处理器中的RDRAND
- 意外如何发生
- 熵源不理想
- 启动时熵不足
- 非加密PRNG
- 强随机性的采样漏洞
- 拓展阅读
- 第3章 密码学中的安全性
- 不可能的定义
- 理论上安全：信息安全性
- 实际上安全：计算安全性
- 量化安全性
- 以比特度量安全性
- 全攻击成本
- 选择和评估安全强度
- 安全实现
- 可证明安全性
- 启发式安全性
- 生成密钥
- 生成对称密钥
- 生成非对称密钥
- 保护密钥
- 意外如何发生
- 不正确的安全性证明
- 支持遗留系统的短密钥
- 拓展阅读
- 第4章 分组密码
- 什么是分组密码
- 安全目标
- 分组大小
- 码本攻击
- 如何构造分组密码
- 分组密码的轮数
- 滑动攻击和子密钥
- 替换-置换网络
- Feistel结构
- 高级加密标准（AES）
- AES内核
- 使用AES
- 实现AES
- 基于表的实现
- 原生指令集
- AES安全吗
- 工作方式
- 电码本模式（ECB）
- 密码分组链接（CBC）模式
- 如何在CBC模式中加密消息
- 计数（CTR）模式
- 意外如何发生
- 中间相遇攻击
- Padding Oracle攻击
- 拓展阅读
- 第5章 序列密码
- 序列密码的工作原理
- 基于状态的和基于计数器的序列密码
- 面向硬件的序列密码
- 反馈移位寄存器
- Grain-128a算法
- A5/1算法
- 面向软件的序列密码
- RC4
- Salsa20
- 意外如何发生
- nonce的重复使用
- 破解RC4
- 硬件烧制时的弱密码
- 拓展阅读
- 第6章 哈希函数
- 哈希函数的安全性
- 不可预测性
- 原像攻击抗性
- 抗碰撞性
- 查找碰撞
- 构造哈希函数
- 基于压缩的哈希函数：Merkle–Damgård结构
- 基于置换的哈希函数：海绵函数
- 哈希函数SHA系列
- SHA-1
- SHA-2
- SHA-3竞赛
- Keccak（SHA-3）
- BLAKE2哈希函数
- 意外如何发生
- 长度扩展攻击
- 欺骗存储证明协议
- 拓展阅读
- 第7章 带密钥的哈希
- 消息认证码
- 安全通信中的消息认证码
- 伪造和选择消息攻击
- 重放攻击
- 伪随机函数
- PRF的安全性
- 为什么PRF比MAC更安全
- 从不带密钥的哈希构建带密钥的哈希
- 加秘密前缀的构造方法
- 加秘密后缀的构造方法
- HMAC的构造方法
- 针对基于哈希的MAC的一般攻击
- 由分组密码构造的带密钥哈希：CMAC
- 破解CBC-MAC
- 修改CBC-MAC
- 专用设计
- Poly1305
- SipHash
- 意外如何发生
- 针对MAC认证的计时攻击
- 当海绵结构泄露
- 拓展阅读
- 第8章 认证加密
- 使用MAC的认证加密
- 同时完成加密和MAC
- 先MAC再加密
- 先加密再MAC
- 认证加密
- 使用关联数据的认证加密
- 使用nonce来避免可预测性
- 怎样才是一个好的认证加密算法
- AES-GCM：认证加密算法标准
- GCM的内部结构:CTR和GHASH
- GCM的安全性
- GCM的效率
- OCB:比GCM更快的认证加密算法
- OCB的内部结构
- OCB的安全性
- OCB的效率
- SIV是最安全的认证算法吗
- 基于置换的AEAD
- 意外如何发生
- AES-GCM和弱哈希密钥
- AES-GCM和短标签
- 拓展阅读
- 第9章 困难问题
- 计算困难性
- 测量运行时间
- 多项式时间vs超多项式时间
- 复杂度的分类
- 非确定多项式时间
- NP完全问题
- P问题vs NP问题
- 因数分解问题
- 实践中的分解大数算法
- 分解算法是NP完全的吗
- 离散对数问题
- 群是什么
- 困难之处
- 意外如何发生
- 容易分解的情况
- 小规模的困难问题并不困难
- 拓展阅读
- 第10章 RSA
- RSA背后的数学概念
- RSA陷门置换
- RSA的密钥生成和安全性
- RSA加密
- 利用教科书式RSA加密的扩展性进行攻击
- 加强版RSA加密：OAEP
- RSA签名
- 针对教科书式RSA签名的攻击
- PSS签名标准
- 全域哈希签名
- RSA的实现
- 快速求幂算法：平方乘
- 用于更快公钥操作的小指数
- 中国剩余定理
- 意外如何发生
- 针对RSA-CRT的Bellcore攻击
- 共享秘密指数或共享模数
- 拓展阅读
- 第11章 Diffie-Hellman
- Diffie-Hellman函数
- Diffie-Hellman问题
- 计算Diffie-Hellman问题
- 决策Diffie-Hellman问题
- 更多的Diffie-Hellman问题
- 密钥协商协议
- 非DH密钥协商协议示例
- 密钥协商协议的攻击模型
- 效能
- Diffie-Hellman协议
- 匿名Diffie-Hellman协议
- 含身份验证的Diffie-Hellman协议
- Menezes–Qu–Vanstone（MQV）协议
- 意外如何发生
- 不哈希共享秘密
- TLS中Diffie–Hellman的历史遗留问题
- 不安全的群参数
- 拓展阅读
- 第12章 椭圆曲线
- 什么是椭圆曲线
- 整数上的椭圆曲线
- 加法点和乘法点
- 椭圆曲线群
- ECDLP问题
- 椭圆曲线上的Diffie–Hellman密钥协商
- 椭圆曲线上的签名
- 椭圆曲线上的加密
- 曲线的选择
- NIST曲线
- 曲线25519
- 其他曲线
- 意外如何发生
- 随机性差的ECDSA
- 用另一条曲线破解ECDH
- 拓展阅读
- 第13章 TLS
- 目标应用和要求
- TLS协议套件
- TLS和SSL协议家族的简单历史
- TLS简介
- 证书和证书颁发机构
- 记录协议
- TLS握手协议
- TLS 1.3的密码算法
- TLS 1.3对TLS 1.2的改进
- 降级保护
- 单次往返握手
- 会话恢复
- TLS安全性的优势
- 认证
- 前向保密性
- 意外如何发生
- 不安全的证书颁发机构
- 不安全的服务器
- 不安全的客户端
- 实现中的缺陷
- 拓展阅读
- 第14章 量子和后量子时代的密码学
- 量子计算机的工作原理
- 量子比特
- 量子门
- 量子加速
- 指数加速和Simon问题
- Shor算法的威胁
- Shor算法解决因数分解问题
- Shor算法和离散对数问题
- Grover算法
- 为什么制造量子计算机如此困难
- 后量子密码算法
- 基于编码的密码
- 基于格的密码
- 基于多变量的密码
- 基于哈希的密码
- 意外如何发生
- 不明晰的安全水平
- 快进：如果太晚会发生什么
- 实现问题
- 拓展阅读
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出版方
电子工业出版社
电子工业出版社成立于1982年10月，是国务院独资、工信部直属的中央级科技与教育出版社，是专业的信息技术知识集成和服务提供商。经过三十多年的建设与发展，已成为一家以科技和教育出版、期刊、网络、行业支撑服务、数字出版、软件研发、软科学研究、职业培训和教育为核心业务的现代知识服务集团。出版物内容涵盖了电子信息技术的各个分支及工业技术、经济管理、科普与少儿、社科人文等领域，综合出版能力位居全国出版行业前列。
