本书从基本概念入手，通过手工密码算法、机械密码算法，建立密码算法的概念； 从算法的设计和分析两条线索，指出密码学的对抗和发展状况。全书主要分为以下4个部分： 第1部分介绍与密码学相关的基本概念（第1章）。第2部分介绍古典密码学，重点介绍古典密码设计和分析留下的经验和教训（第2、3章）。第3部分介绍现代密码，包括对称密码中的分组密码（第4章）和序列密码（第5章）、Hash算法（第6章）和公钥密码（第7章）。第4部分介绍密码算法的使用与发展，包括密钥管理过程（第8章）和网络时代的密码（第9章）。

本书可供工科类计算机、电子信息、通信等学科的本科学生和研究生使用。

本书主要作为密码学课程或信息安全类专业的本科生、研究生的教学参考书。

全书从基本概念入手，通过手工密码算法、机械密码算法建立了密码算法的概念。依照算法的设计和分析两条线索，指出了密码学的对抗和发展状况。

在现代密码学部分介绍了分组密码和序列密码的基本原理、设计和分析方法； 在公钥密码算法部分，介绍了公钥密码体制的数学原理和公钥算法的使用方法。

在最后两章中分析了密钥管理技术和网络给密码学带来的挑战和发展机遇。

本书每章都附有习题和思考题。

本书共分为4个部分： 

第1部分介绍与密码学相关的基本概念（第1章）。

第2部分介绍古典密码学，包括手工密码和机械密码，重点介绍古典密码设计和分析留下的经验和教训（第2、3章）。

第3部分介绍现代密码学，首先介绍对称密码中的分组密码（第4章）和序列密码（第5章），重点介绍算法概念、设计原理和分析； 其次介绍Hash算法（第6章），重点分析其原理； 最后介绍公钥密码（第7章）。

第4部分介绍密码算法的使用和发展，首先介绍密钥管理过程（第8章），重点介绍分组密码算法的工作模式、密钥管理体制； 其次介绍网络时代的密码（第9章），重点介绍网络的发展给密码学带来的挑战、在网络中密码技术的使用以及网络时代给信息保护带来的新课题。

本书的4个部分基本上是前后相互关联，但也相互独立。内容由浅入深没有重叠，因而既可以按顺序从概念入手学习，也可以先从实例开始而后理论。

本书的编写历时近4年，在此过程中，多次得到魏正耀院士的关心和指导，书中的主要思路也得到了魏院士的指导，在此表示诚挚的谢意。

参与本书编写的主要人员有朱大勇博士、王庆先博士以及实验室学生李欣、周文锦、沈丹。其中第2章和第5章的大部分内容是李欣同学编写的，第7章主要内容是周文锦同学编写的，书中大部分习题是沈丹同学编写的。谨在这里向他们表示诚挚的谢意。

编者

于电子科技大学

第1章密码学中的基本概念

1.1术语

1.2密码学的应用

1.3密码算法的概念及其分类

1.3.1对称密码算法

1.3.2公开密钥算法

1.3.3Hash算法

1.4密码编码学的基本概念

1.5密码分析学的基本概念

1.6密码学的信息论基础

1.7密码学的起源和发展

1.8密码算法的安全性和复杂性

1.8.1算法的安全性

1.8.2密码算法中的复杂性概念

习题和思考题

第2章手工密码体制

2.1手工密码算法类型

2.2单表密码

2.3同音代替密码

2.4任意的单表代替密码

2.5任意单表代替密码的破译方法

2.6多字母组代替密码

2.6.1Playfair密码

2.6.2Hill密码

2.7多表代替密码

2.8多表代替密码的分析

习题和思考题

第3章机械密码

3.1转轮密码机

3.1.1M209密码机

3.1.2ENIGMA密码机

3.1.3俄国人的M125 FIALKA密码机

3.1.4日本人的密码机

3.1.5转轮密码机的分析

3.2置换密码

3.3隐写术

3.4一次一密乱码本

习题和思考题

第4章分组密码

4.1分组密码的概念

4.2分组密码的设计

4.2.1SP 网络

4.2.2Feistel结构

4.2.3LM结构

4.3分组密码的典型分析方法

4.3.1差分密码分析

4.3.2线性密码分析

4.4典型分组密码算法

4.4.1DES

4.4.2AES算法

4.4.3IDEA算法

4.5其他的分组密码简介

4.5.1Misty和Kasumi算法

4.5.2Safer系列算法

4.5.3Anubis和Khazad算法

4.5.4Skipjack算法

4.5.5RC6算法

4.5.6E2和Camellia算法

习题和思考题

第5章序列密码基础

5.1序列密码的特点及其与分组密码的区别

5.2序列密码的基本概念

5.2.1工作原理

5.2.2分类

5.2.3密钥生成器

5.3密钥序列的性质

5.4线性反馈移位寄存器

5.5线性移位寄存器的综合

5.6序列密码的设计

5.6.1基于序列流密钥生成器的一般设计方法

5.6.2基于LFSR的序列密码模型

5.6.3有非线性反馈的移位寄存器

5.6.4附加式发生器

5.7序列密码的分析

5.7.1乘法

5.7.2JK触发器

5.7.3一种更复杂例子的分析——Pless体制

5.7.4复合

5.7.5线性复杂性分析

5.7.6相关免疫性

5.7.7其他攻击

5.8序列密码算法介绍

5.8.1A5算法

5.8.2Hughes XPD/KPD算法

5.8.3Nanoteq算法

5.8.4Rambutan算法

5.8.5Gifford算法

5.8.6M算法

5.8.7PKZIP算法

习题和思考题

第6章Hash算法

6.1定义

6.2分类

6.3安全性

6.4应用

6.4.1文件校验 

6.4.2数字签名

6.4.3鉴别协议

6.5Hash算法的设计和分析

6.6常用的Hash算法 

6.6.1MD4算法

6.6.2MD5算法

6.6.3SHA算法

6.6.4Whirlpool算法

6.7Hash函数面临的挑战

习题和思考题

第7章公钥密码体制基础

7.1简介

7.2数学基础——模运算

7.2.1模加

7.2.2模乘

7.2.3指数模运算

7.2.4素性检测

7.3基于大数分解难题的公钥体制——RSA算法

7.3.1RSA算法

7.3.2RSA算法的可行性

7.3.3RSA的安全性

7.3.4RSA的效率

7.4DiffieHellman体制

7.5背包体制

7.5.1加法背包

7.5.2乘法背包

7.5.3MerkleHellman背包体制

7.6LuLee体制

7.6.1LuLee体制的加密算法

7.6.2LuLee体制的解密算法

7.7椭圆曲线密码算法

7.7.1简介

7.7.2椭圆曲线的离散对数问题

7.7.3椭圆曲线离散对数的攻击

7.7.4椭圆曲线选取

7.7.5椭圆曲线域参数

7.7.6典型的椭圆曲线加密体制

7.7.7典型的椭圆曲线密码协议

习题和思考题

第8章密码算法的使用

8.1分组密码算法的工作模式

8.1.1电子密码本模式（ECB）

8.1.2密码反馈模式（CFB）

8.1.3密码分组链接模式（CBC）

8.1.4输出反馈模式（OFB）

8.1.5计数模式（CM）

8.2加密所处的位置

8.3密钥管理

8.3.1密钥的分类和产生方式

8.3.2密钥管理体制

习题和思考题

第9章网络时代的密码

9.1网络给密码学带来的挑战

9.1.1需要保护的范围急剧扩展

9.1.2信息系统受到的威胁

9.1.3对信息系统攻击的主要手段

9.2网络时代密码算法的使用

9.2.1身份认证

9.2.2访问控制

9.2.3数据完整性

9.2.4数据保密性

9.2.5抗抵赖性

9.3网络时代信息保护技术的发展

9.3.1第一阶段： 信息保护技术

9.3.2第二阶段： 信息保障技术

9.3.3第三阶段： 生存技术

习题和思考题

参考文献