近代密碼學與其應用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• 計算安全

　　你也許在接觸本書之前，已經聽過「密碼學（cryptography）」或是看過「密碼」的相關電影（例如：布魯斯威利主演之「終極密碼戰」、約翰屈伏塔之「劍魚」…等等諸如此類的電影或書籍）。或許一些先入為主的觀念已經悄悄在你的腦海裏萌芽，他們不一定就是所謂的密碼學，但是他們的確是資訊隱藏與破解的遊戲。「密碼學」所談論的是一種資訊隱藏藝術，「密碼分析學（cryptoanalysis）」所談的卻是一種破解技巧。在許多實例裏麵證明，一個好的密碼設計者必定也是好的密碼分析傢。在這裏，我們將用比較嚴謹的態度來看密碼學，不管其被用在網路安全、資料保密、衛星通訊或是軍事通聯，這些都隻是密碼學的上層應用，在本書裏麵，我們將略而不論，我們僅關心其基本原理與運作，因為有瞭這些觀念，那些其他上層運作之機密性與安全性各位讀者將自然可以明白。

　　對稱式編碼方法是過去20年常被使用來確保資訊安全的方法，所以它仍是許多密碼學相關書籍之討論主角，也是目前擔負眾多重要應用之主力，許多網路資訊安全都是其應用之延伸。在本書裏麵，我們將會討論各種對稱式編碼方麵機製與網路安全問題。本書共分成八個章節，其架構編排如下：

第一章　密碼學導論
　　本章節主要是密碼學之前導，在此盡可能以較為輕鬆的方式介紹密碼學之觀念與一些密碼常識，以做為讀者未來進入較深入之密碼觀念前的熱身。

第二章　對稱式編碼技術
　　在這一章裏麵，我們除瞭會談到傳統的編碼模型、技術之外，也會談到區塊編碼器與大傢熟知的DES編碼係統。

第三章　對稱式編碼演算法
　　在這一章，我們主要是著重在3 DES與其他對稱式編碼器（例如：Blowfish、RC5…等）的探討。並且在本章後麵，我們會深入探討AES編碼觀念，也會簡單介紹一個進入AES（Advance Encryption Standard）決賽中的Twofish編碼方法。

第四章　對稱式編碼之機密性
　　有關傳統編碼的機密性問題，這裏主要是放在網路流量、密鑰散佈與隨機數産生器上麵，並且也會在本章最後麵簡單介紹一下視覺密碼學。

第五章　基本數論與公鑰編碼
　　公鑰密碼學可以說是一個密碼學的裏程碑，它以數學函數的方式提供訊息編碼上的安全，而非一般的訊息變換方法。在這一章裏麵，我們會將公鑰編碼所需要用到之基本數學觀念補強。

第六章　訊息驗證與赫序函數
　　本章著重在訊息驗證的討論與現在普遍被大傢使用的赫序演算法（例如：MD5、SHA-1…等），並在本章後麵會簡單介紹一下生日攻擊法及生物辨識係統。

第七章　簽名、認證與驗證
　　公鑰密碼學提供的一個安全服務便是數位簽名與驗證，在這裏我們將看到它們的運作方式，並且也會討論到數位簽名標準（DSS）的運作情形與現行的驗證機製。

第八章　量子編碼係統
　　本章將針對目前正積極被研究的量子密碼係統與量子運算及其發展作一較深入完整的說明，尤其是一些基礎量子運算觀念與量子電腦與相關演算原理。

　　本書是專門討論密碼學之書籍，往後章節裏麵我們所將談論到的，也將是近代密碼學裏麵編碼與解碼等觀念之探討。這些觀念有些不是非常淺顯易懂，使得一些初入此領域之學者有無法一窺廟堂之美的遺憾。為避免學習上的陡峭，我們一開始先在比較輕鬆的環境裏麵，跟各位介紹密碼學之重要基礎觀念，與其為何與現代資訊安全息息相關。如果你是初學者，那你的密碼學之路還有一段距離，不過請不要灰心，如果你真的有興趣那就該堅持，畢竟生命要浪費在美好的事物上。學習密碼學或是設計安全係統，最忌諱的就是欺人欺己。我希望讀者可以確切地弄清楚每一個環節觀念，這對各位往後要進入更深入的密碼學領域有非常大的幫助。凡事學習都要誠實，對自己誠實也對真理誠實，希望這本拙著可以為一些想要研究密碼學領域之學子貢獻一些心力。

《古典密碼體係的演變與現代密碼學的基石》 內容簡介 本書旨在深入剖析密碼學曆史長河中那些奠定現代信息安全基石的古典密碼體係，同時以嚴謹的學術視角，係統梳理現代密碼學從理論構建到實際應用的演進曆程。全書結構清晰，內容詳實，力求為讀者提供一個既具曆史厚重感又充滿前沿洞察力的知識框架。 第一部分：古典密碼學的輝煌與局限 本部分將時間綫迴溯至古代文明，係統考察密碼學萌芽期的技術形態。我們將詳細探討替換密碼的早期形式，從最基礎的愷撒密碼（Caesar Cipher）入手，分析其簡單的移位原理及其在戰場通信中的初步應用。隨後，我們將深入研究更具復雜性的單錶替換密碼，如阿特巴什（Atbash）和字母位置調換等，並著重討論如何運用統計學原理（如頻率分析法）來破解這些看似復雜的加密手段。 接著，我們將進入古典密碼學的黃金時代——多錶替換密碼的時代。這裏，重點將放在維吉尼亞密碼（Vigenère Cipher）上。我們將詳盡剖析其核心機製：利用關鍵詞周期性地改變替換錶，極大地增強瞭密碼的抗擊擊破能力。本書不僅會闡述維吉尼亞密碼的加密過程，還會詳細介紹19世紀末期Babbage和Kasiski等人發現的卡西斯基試驗（Kasiski Examination），揭示如何通過周期性重復的密文字母串來確定密鑰長度，從而最終破解整個係統。這一部分的分析，將揭示古典密碼學理論的精妙之處及其固有的、由“數學上的不可重性”嚮“計算上的不可重性”轉變的根本性缺陷。 此外，我們還將涵蓋轉置密碼的經典案例，特彆是柵欄密碼（Rail Fence Cipher）和更復雜的柱狀轉置密碼（Columnar Transposition）。分析錶明，雖然轉置密碼不改變字母本身，但通過改變字母順序，也能有效混淆信息。本書將對比分析替換和轉置方法的優劣，並探討將兩者結閤的混閤密碼體係，例如Playfair密碼和Hill密碼的早期變體，如何試圖突破單錶替換的弱點。 第二部分：信息論與現代密碼學的數學基礎 古典密碼學的破譯曆史，直接催生瞭對“絕對安全”的渴望，這促使密碼學轉嚮更堅實的數學基礎。本部分將引入信息論的核心概念，為理解現代密碼學的安全性提供理論支撐。 我們將詳細介紹剋勞德·香農（Claude Shannon）在《通信的數學理論》中所奠定的信息論基礎。核心內容包括熵（Entropy）的概念，用以量化信息的不確定性和隨機性。熵的概念將作為衡量密碼係統安全性的核心指標。我們將闡述無條件安全（Perfect Secrecy）的定義，並分析香農提齣的一次性密碼本（One-Time Pad, OTP）。本書將通過嚴格的數學證明，闡明OTP為何是唯一一種理論上不可破譯的密碼係統，同時也會討論其實際應用中對密鑰管理提齣的近乎苛刻的要求。 在過渡到現代密碼學之前，我們將迴顧混淆（Confusion）和擴散（Diffusion）這兩個現代密碼設計的基礎原則。混淆通過使密文與密鑰之間關係復雜化來實現，而擴散則力求將單個明文位的影響擴展到多個密文位，確保統計學上的均勻分布。 第三部分：對稱加密算法的革新與實踐 進入20世紀下半葉，計算能力的飛躍使得基於復雜代數結構的加密成為可能。本部分聚焦於對稱密鑰算法（Symmetric-Key Cryptography）的發展脈絡。 首先，我們將詳盡分析分組密碼（Block Ciphers）的設計原理。重點剖析Feistel結構，這種結構以其優美的迭代特性，使得加密和解密過程隻需簡單地反轉操作順序即可完成。我們將以DES（Data Encryption Standard）為例，深入剖析其S盒（Substitution Box）和P盒（Permutation Box）的設計，揭示其在有限域上的代數運算如何實現高效的混淆與擴散。 隨後，本書將全麵介紹當代分組密碼的王者——AES（Advanced Encryption Standard，即Rijndael算法）。我們將細緻講解AES的輪函數結構、字節替代層、行移位層和列混閤層。對於每一層操作，我們都會解釋其在數學上如何實現對側信道攻擊的抵抗力和強大的雪崩效應。 此外，本書還會探討分組密碼的工作模式，從最基礎的ECB（電子密碼本模式）到更安全的CBC（密碼分組鏈接模式）、CFB（密文反饋模式）以及CTR（計數器模式）。這些模式的選擇，直接決定瞭係統在處理大量數據流時的安全性和並行計算能力。 第四部分：公鑰密碼學的革命性突破 本部分的重心將轉移到信息安全領域最偉大的革命之一：非對稱密鑰加密（Asymmetric Cryptography）的誕生與發展。 我們將從數論的深處挖掘其理論根基——模運算、歐拉定理和費馬小定理。隨後，本書將詳細介紹RSA算法的誕生過程，從選擇大素數、計算模數到確定公鑰與私鑰對的生成機製。我們將深入分析RSA的安全性依賴於大整數因子分解問題（Integer Factorization Problem, IFP）的計算復雜度，並討論如何通過增加密鑰長度來有效抵禦暴力破解。 為瞭應對RSA在某些操作上的效率限製，本書還會係統介紹基於離散對數問題（Discrete Logarithm Problem, DLP）的公鑰係統。其中，Diffie-Hellman密鑰交換協議的原理將作為基礎進行深入講解，展示雙方如何在不安全的信道上安全地協商齣一個共享密鑰。在此基礎上，我們將過渡到更現代且被廣泛應用的橢圓麯綫密碼學（Elliptic Curve Cryptography, ECC）。我們將解釋ECC如何通過在有限域上的橢圓麯綫點群運算，提供與傳統公鑰算法相當的安全強度，同時將密鑰長度大大縮短，顯著提高移動設備和資源受限環境下的性能。 第五部分：散列函數與數字簽名 本章將探討密碼學中用於數據完整性驗證和身份認證的關鍵工具——密碼散列函數（Cryptographic Hash Functions）。我們將詳細闡述散列函數的三個核心安全性質：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）。 我們將追蹤MD5和SHA-1等早期哈希算法的演進和最終的失效分析（特彆是碰撞攻擊）。隨後，本書將重點介紹SHA-2傢族和SHA-3（Keccak）的設計原理。我們將剖析SHA-3基於“海綿結構”（Sponge Construction）的創新，以及它如何提供更強大的安全冗餘。 最後，我們將討論如何利用公鑰基礎設施（PKI）和散列函數來實現數字簽名。我們將對比DSA（Digital Signature Algorithm）和ECDSA（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm）的簽名和驗證過程，解釋數字簽名如何保證消息的來源真實性、內容不可篡改性以及抗否認性，從而為電子政務和電子商務提供瞭安全基石。 本書麵嚮對信息安全原理有深入興趣的讀者、計算機科學專業學生以及從事密碼學和網絡安全研究的專業人士。全書論述嚴謹，理論與實踐緊密結閤，旨在提供一個全麵且深入的密碼學知識圖譜。

第一章　密碼學導論

第二章　對稱式編碼技術

第三章　對稱式編碼演算法

第四章　對稱式編碼之機密性

第五章　基本數論與公鑰編碼

第六章　訊息驗證與赫序函數

第七章　簽名、認證與驗證

第八章　量子係統

评分☆☆☆☆☆

啊，這本《近代密碼學及其應用》我真的是在朋友推薦下纔找來翻翻看的。說實話，我對密碼學本來就沒什麼太深的瞭解，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，纔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。書裡麵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，變得容易理解多瞭。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瞭全新的認識，而且也激起瞭我更深入去瞭解的興趣。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，徹底刷新瞭我的認知。作者在開篇就巧妙地將我帶入瞭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，描繪瞭古希臘的斯巴達密碼器，或是二戰期間英格瑪機的傳奇，讓我彷彿親身經歷瞭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，就對密碼學產生瞭濃厚的好奇心。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。作者用瞭一係列極其生動且貼近生活的類比，來解釋諸如RSA加密、橢圓麯線密碼學等複雜概念。例如，在解釋公開金鑰加密係統時，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，但隻有持有「鑰匙」的人纔能打開。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，作者都做瞭深入淺齣的分析。閱讀這本書，讓我深刻理解瞭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瞭知識，更讓我對科技有瞭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，真的是充滿瞭意外的驚喜。我原本預期它會是一本比較偏嚮學術研究，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，並非直接拋齣艱澀的數學原理，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，作者不僅講述瞭凱撒密碼的歷史淵源，還加入瞭許多實際的解密練習，讓我彷彿親身參與瞭一場解密遊戲，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。書中涵蓋瞭從網路銀行、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，更讓我看到瞭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麵認識。

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瞭學術性和難度，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瞭。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，作者用瞭許多生活化的比喻，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，它花瞭相當大的篇幅介紹瞭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製，都一一做瞭深入淺齣的剖析。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麵麵的關鍵技術。這本書不僅讓我學到瞭知識，更培養瞭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瞭更多的敬意。

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，可能隻適閤數學係或資工係的高材生閱讀。但這本書，卻完全顛覆瞭我這個刻闆印象。作者的寫作方式，我隻能說太有纔瞭！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，他竟然用瞭「情人節交換禮物」的比喻，來解釋公鑰和私鑰的運作方式，那個比喻真的太妙瞭，一下子就把我這種「小白」給點醒瞭，瞬間就明白瞭那個概念。而且，這本書不隻是在講理論，它更是把這些理論「落地」，詳細介紹瞭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，銀行轉帳的安全機製，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瞭一個新世界的大門，看到瞭科技背後那個默默運轉的強大力量。對我來說，這本書不隻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「科普啟濛書」。