| 作者 |
| （美）William Stallings（威廉·斯托林斯） |
| 丛书名 |
| 出版社 |
| 电子工业出版社 |
| ISBN |
| 9787121406508 |
| 简要 |
| 简介 |
| 内容简介书籍教材书店 本书系统地介绍了密码编码学与网络安全的基本原理和应用技术。全书分六部分：背景知识部分介绍信息与网络安全概念、数论基础；对称密码部分讨论传统加密技术、分组密码和数据加密标准、有限域、高级加密标准、分组加密工作模式、随机位生成和流密码；非对称密码部分讨论公钥密码学与RSA、其他公钥密码体制；密码学数据完整性算法部分讨论密码学哈希函数、消息认证码、数字签名、轻量级密码和后量子密码；互信部分讨论密钥管理和分发、用户认证；网络和因特网安全部分讨论传输层安全、无线网络安全、电子邮件安全、IP安全、网络端点安全、云计算、物联网安全。附录A讨论线性代数的基本概念，附录B讨论保密性和安全性度量，附录C介绍数据加密标准，附录D介绍简化AES，附录E介绍生日攻击的数学基础。本书可作为高校计算机、网络空间安全、信息安全、软件工程等专业高年级本科生和研究生的教材，也可供计算机、通信、电子工程等领域的科研人员参考。 |
| 目录 |
| 第一部分 背景知识 第1章 信息与网络安全概念 2 学习目标 2 1.1 网络空间安全、信息安全与网络安全 2 1.1.1 安全目标 2 1.1.2 信息安全的挑战 3 1.2 OSI安全架构 4 1.3 安全攻击 5 1.3.1 被动攻击 5 1.3.2 主动攻击 6 1.4 安全服务 7 1.4.1 认证 7 1.4.2 访问控制 7 1.4.3 数据保密性 7 1.4.4 数据完整性 8 1.4.5 不可否认性 8 1.4.6 可用性服务 8 1.5 安全机制 8 1.6 密码学 9 1.6.1 无密钥算法 9 1.6.2 单密钥算法 10 1.6.3 双密钥算法 10 1.7 网络安全 10 1.7.1 通信安全 11 1.7.2 设备安全 11 1.8 信任与可信度 12 1.8.1 信任模型 12 1.8.2 信任模型和信息安全 13 1.8.3 建立信任关系 13 1.9 标准 14 1.10 关键术语、思考题和习题 14 第2章 数论基础 17 学习目标 17 2.1 整除性和带余除法 17 2.1.1 整除性 17 2.1.2 带余除法 18 2.2 欧几里得算法 19 2.2.1 最大公因子 19 2.2.2 求最大公因子 19 2.3 模运算 21 2.3.1 模 21 2.3.2 同余的性质 22 2.3.3 模算术运算 22 2.3.4 模运算的性质 23 2.3.5 欧几里得算法回顾 25 2.3.6 扩展欧几里得算法 26 2.4 素数 27 2.5 费马定理和欧拉定理 29 2.5.1 费马定理 29 2.5.2 欧拉函数 30 2.5.3 欧拉定理 31 2.6 素性测试 32 2.6.1 Miller-Rabin算法 32 2.6.2 一个确定性的素性判定算法 34 2.6.3 素数分布 34 2.7 中国剩余定理 34 2.8 离散对数 35 2.8.1 模n的整数幂 35 2.8.2 模算术对数 38 2.8.3 离散对数的计算 39 2.9 关键术语、思考题和习题 40 附录2A mod的含义 43 2A.1 二元运算符mod 43 2A.2 同余关系mod 43 第二部分 对称密码 第3章 传统加密技术 44 学习目标 44 3.1 对称密码模型 44 3.1.1 密码编码学 46 3.1.2 密码分析学和穷举攻击 46 3.2 代替技术 48 3.2.1 Caesar密码 48 3.2.2 单表代替密码 49 3.2.3 Playfair密码 51 3.2.4 Hill密码 53 3.2.5 多表代替加密 55 3.2.6 一次一密 57 3.3 置换技术 58 3.4 关键术语、思考题和习题 59 第4章 分组密码和数据加密标准 64 学习目标 64 4.1 传统分组密码结构 64 4.1.1 流密码与分组密码 64 4.1.2 Feistel密码结构的设计动机 65 4.1.3 Feistel密码 67 4.2 数据加密标准 71 4.2.1 DES加密 71 4.2.2 DES解密 72 4.3 DES的一个例子 72 4.3.1 结果 72 4.3.2 雪崩效应 73 4.4 DES的强度 74 4.4.1 56位密钥的使用 74 4.4.2 DES算法的性质 74 4.4.3 计时攻击 75 4.5 分组密码的设计原理 75 4.5.1 迭代轮数 75 4.5.2 函数F的设计 76 4.5.3 密钥扩展算法 76 4.6 关键术语、思考题和习题 76 第5章 有限域 79 学习目标 79 5.1 群 79 5.1.1 群的性质 80 5.1.2 交换群 80 5.1.3 循环群 80 5.2 环 81 5.3 域 81 5.4 有限域GF(p) 82 5.4.1 阶为p的有限域 82 5.4.2 在有限域GF(p)中求乘法逆元 83 5.4.3 小结 84 5.5 多项式运算 84 5.5.1 普通多项式运算 85 5.5.2 系数在Zp中的多项式运算 86 5.5.3 求最大公因式 88 5.5.4 小结 89 5.6 有限域GF(2n) 89 5.6.1 动机 89 5.6.2 多项式模运算 91 5.6.3 求乘法逆元 92 5.6.4 计算上的考虑 93 5.6.5 使用生成元 95 5.6.6 小结 97 5.7 关键术语、思考题和习题 97 第6章 高级加密标准 99 学习目标 99 6.1 有限域算术 99 6.2 AES的结构 100 6.2.1 基本结构 100 6.2.2 详细结构 103 6.3 AES的变换函数 105 6.3.1 字节代替变换 105 6.3.2 行移位变换 109 6.3.3 列混淆变换 110 6.3.4 轮密钥加变换 112 6.4 AES的密钥扩展 113 6.4.1 密钥扩展算法 113 6.4.2 基本原理 114 6.5 一个AES的例子 114 6.5.1 结果 115 6.5.2 雪崩效应 117 6.6 AES的实现 118 6.6.1 等价的逆算法 118 6.6.2 实现方面 119 6.7 关键术语、思考题和习题 121 附录6A 系数在GF(28)中的多项式 122 附录6A.1 列混淆变换 124 附录6A.2 乘以x 124 第7章 分组加密工作模式 125 学习目标 125 7.1 多重加密和三重DES 125 7.1.1 双重DES 125 7.1.2 使用两个密钥的三重DES 127 7.1.3 使用三个密钥的三重DES 128 7.2 电码本模式 129 7.3 密文分组链接模式 130 7.4 密码反馈模式 132 7.5 输出反馈模式 133 7.6 计数器模式 135 7.7 面向分组存储设备的XTS-AES模式 137 7.7.1 可调整分组密码 137 7.7.2 存储加密要求 138 7.7.3 单个分组的运算 139 7.7.4 扇区上的运算 140 7.8 保留格式加密 141 7.8.1 研究动机 142 7.8.2 FPE设计的难点 142 7.8.3 保留格式加密的Feistel结构 143 7.8.4 保留格式加密的NIST方法 146 7.9 关键术语、思考题和习题 151 第8章 随机位生成和流密码 155 学习目标 155 8.1 伪随机数生成的原理 155 8.1.1 随机数的用途 156 8.1.2 TRNG、PRNG和PRF 156 8.1.3 PRNG的要求 157 8.1.4 算法设计 159 8.2 伪随机数生成器 159 8.2.1 线性同余生成器 159 8.2.2 BBS生成器 160 8.3 使用分组密码生成伪随机数 161 8.3.1 使用分组加密工作模式的 PRNG 161 8.3.2 NIST CTR_DRBG 163 8.4 流密码 164 8.5 RC4 166 8.5.1 初始化S 166 8.5.2 流生成 166 8.5.3 RC4的强度 167 8.6 使用反馈移位寄存器的流密码 167 8.6.1 线性反馈移位寄存器 168 8.6.2 非线性反馈移位寄存器 170 8.6.3 Grain-128a 171 8.7 真随机数生成器 173 8.7.1 熵源 173 8.7.2 PRNG和TRNG的比较 173 8.7.3 调节 174 8.7.4 健康测试 175 8.7.5 英特尔数字随机数生成器 176 8.8 关键术语、思考题和习题 178 第三部分 非对称密码 第9章 公钥密码学与RSA 182 学习目标 182 9.1 公钥密码体制的原理 183 9.1.1 公钥密码体制 183 9.1.2 公钥密码体制的应用 187 9.1.3 公钥密码的要求 187 9.1.4 公钥密码分析 188 9.2 RSA算法 189 9.2.1 RSA算法描述 189 9.2.2 计算问题 191 9.2.3 RSA的安全性 194 9.3 关键术语、思考题和习题 197 第10章 其他公钥密码体制 201 学习目标 201 10.1 Diffie-Hellman密钥交换 201 10.1.1 算法 201 10.1.2 密钥交换协议 203 10.1.3 中间人攻击 203 10.2 ElGamal密码体制 204 10.3 椭圆曲线算术 206 10.3.1 交换群 207 10.3.2 实数域上的椭圆曲线 207 10.3.3 Zp上的椭圆曲线 209 10.3.4 GF(2m)上的椭圆曲线 211 10.4 椭圆曲线密码学 212 10.4.1 用椭圆曲线密码实现 Diffie-Hellman密钥交换 212 10.4.2 椭圆曲线加密/解密 213 10.4.3 椭圆曲线密码的安全性 214 10.5 关键术语、思考题和习题 214 第四部分 密码学数据完整性算法 第11章 密码学哈希函数 218 学习目标 218 11.1 密码学哈希函数的应用 218 11.1.1 消息认证 219 11.1.2 数字签名 221 11.1.3 其他应用 221 11.2 两个简单的哈希函数 222 11.3 要求与安全性 223 11.3.1 密码学哈希函数的安全要求 223 11.3.2 穷举攻击 225 11.3.3 密码分析 226 11.4 安全哈希算法 227 11.4.1 SHA-512逻辑 228 11.4.2 SHA-512轮函数 230 11.4.3 示例 232 11.5 SHA-3 234 11.5.1 海绵结构 234 11.5.2 SHA-3迭代函数f 237 11.6 关键术语、思考题和习题 242 第12章 消息认证码 245 学习目标 245 12.1 消息认证要求 245 12.2 消息认证函数 246 12.2.1 消息加密 246 12.2.2 消息认证码 249 12.3 消息认证码的要求 251 12.4 MAC的安全性 252 12.4.1 穷举攻击 252 12.4.2 密码分析 253 12.5 基于哈希函数的MAC：HMAC 253 12.5.1 HMAC设计目标 253 12.5.2 HMAC算法 254 12.5.3 HMAC的安全性 255 12.6 基于分组密码的MAC：DAA和 CMAC 255 12.6.1 数据认证算法 255 12.6.2 基于密码的消息认证码 （CMAC） 256 12.7 认证加密：CCM和GCM 258 12.7.1 使用分组密码链接?消息认证码 的计数器 258 12.7.2 Galois/计数器模式 260 12.8 密钥封装 262 12.8.1 应用背景 262 12.8.2 密钥封装算法 263 12.8.3 密钥解封 265 12.9 使用哈希函数和MAC的伪随机数 生成器 266 12.9.1 基于哈希函数的PRNG 266 12.9.2 基于MAC函数的PRNG 266 12.10 关键术语、思考题和习题 267 第13章 数字签名 270 学习目标 270 13.1 数字签名概述 271 13.1.1 性质 271 13.1.2 攻击和伪造 271 13.1.3 数字签名要求 272 13.1.4 直接数字签名 272 13.2 ElGamal数字签名方案 272 13.3 Schnorr数字签名方案 274 13.4 NIST数字签名算法 274 13.4.1 DSA方法 274 13.4.2 数字签名算法 275 13.5 椭圆曲线数字签名算法 277 13.5.1 全局域参数 277 13.5.2 密钥生成 277 13.5.3 数字签名的生成与认证 277 13.6 RSA-PSS数字签名算法 278 13.6.1 掩蔽生成函数 279 13.6.2 签名操作 280 13.6.3 签名验证 281 13.7 关键术语、思考题和习题 282 第14章 轻量级密码和后量子密码 285 学习目标 285 14.1 轻量级密码的概念 285 14.1.1 嵌入式系统 285 14.1.2 资源受限设备 286 14.1.3 轻量级密码的限制类别 287 14.1.4 各种应用的安全考虑 287 14.1.5 设计折中 288 14.1.6 安全要求 288 14.2 轻量级密码算法 291 14.2.1 带有关联数据的认证加密 291 14.2.2 哈希函数 293 14.2.3 消息认证码 295 14.2.4 非对称密码算法 297 14.3 后量子密码的概念 297 14.3.1 量子计算 297 14.3.2 Shor因子分解算法 297 14.3.3 Grover算法 298 14.3.4 密码生命期 299 14.3.5 量子计算环境下的安全性 301 14.4 后量子密码算法 301 14.4.1 格密码算法 302 14.4.2 编码密码算法 304 14.4.3 多变量多项式密码算法 305 14.4.4 哈希签名算法 306 14.5 关键术语和思考题 308 第五部分 互信 第15章 密钥管理和分发 310 学习目标 310 15.1 使用对称加密的对称密钥分发 310 15.1.1 密钥分发方案 310 15.1.2 第三方密钥分发方案 311 15.1.3 密钥层次 312 15.2 使用非对称加密的对称密钥分发 312 15.2.1 简单的密钥分发方案 312 15.2.2 确保保密性和认证的密钥 分发方案 313 15.3 公钥分发 314 15.3.1 公钥的公开发布 314 15.3.2 公开可访问的 315 15.3.3 公钥授权 315 15.3.4 公钥证书 316 15.4 X.509证书 317 15.4.1 证书 318 15.4.2 X.509版本3 321 15.5 公钥基础设施 322 15.6 关键术语、思考题和习题 324 第16章 用户认证 327 学习目标 327 16.1 远程用户认证原理 327 16.1.1 NIST电子身份认证模型 327 16.1.2 认证方式 329 16.1.3 多因素认证 329 16.1.4 双向认证 330 16.2 使用对称加密的远程用户认证 331 16.2.1 双向认证 331 16.3 Kerberos 333 16.3.1 Kerberos的动机 333 16.3.2 Kerberos版本4 334 16.3.3 Kerberos版本5 340 16.4 使用非对称加密的远程用户认证 342 16.4.1 双向认证 342 16.4.2 单向认证 343 16.5 联合身份管理 344 16.5.1 身份管理 344 16.5.2 身份联合 345 16.6 关键术语、思考题和习题 346 第六部分 网络和因特网安全 第17章 传输层安全 350 学习目标 350 17.1 Web安全性考虑 350 17.1.1 Web安全威胁 350 17.1.2 网络流量安全方法 351 17.2 传输层安全 351 17.2.1 TLS架构 352 17.2.2 TLS记录协议 353 17.2.3 修改密码规范协议 354 17.2.4 警报协议 355 17.2.5 握手协议 355 17.2.6 密码计算 358 17.2.7 SSL/TLS攻击 360 17.2.8 TLS v1.3 361 17.3 HTTPS 361 17.3.1 连接初始化 361 17.3.2 连接关闭 362 17.4 SSH 362 17.4.1 传输层协议 363 17.4.2 用户认证协议 365 17.4.3 连接协议 366 17.5 思考题和习题 369 第18章 无线网络安全 371 学习目标 371 18.1 无线安全 371 18.1.1 无线网络威胁 372 18.1.2 无线安全措施 372 18.2 移动设备安全 373 18.2.1 安全威胁 373 18.2.2 移动设备安全策略 374 18.3 IEEE 802.11无线局域网概述 375 18.3.1 Wi-Fi联盟 376 18.3.2 IEEE 802协议架构 376 18.3.3 IEEE 802.11网络构成和 架构模型 377 18.3.4 IEEE 802.11服务 378 18.4 IEEE 802.11i无线局域网安全 379 18.4.1 IEEE 802.11i服务 380 18.4.2 IEEE 802.11i操作阶段 381 18.4.3 发现阶段 382 18.4.4 认证阶段 383 18.4.5 密钥管理阶段 384 18.4.6 安全数据传输阶段 387 18.4.7 IEEE 802.11i伪随机函数 387 18.5 关键术语、思考题和习题 388 第19章 电子邮件安全 390 学习目标 390 19.1 因特网邮件架构 390 19.1.1 电子邮件组件 390 19.1.2 邮件协议 391 19.2 邮件格式 392 19.2.1 RFC 5322 392 19.2.2 MIME 393 19.3 电子邮件威胁与综合安全 395 19.4 S/MIME 397 19.4.1 操作描述 397 19.4.2 S/MIME消息内容类型 400 19.4.3 S/MIME消息 401 19.4.4 S/MIME证书处理过程 403 19.4.5 安全性增强服务 403 19.5 DNSSEC 403 19.5.1 域名系统 404 19.5.2 DNS安全扩展 405 19.6 基于DNS的命名实体认证 406 19.6.1 TLSA记录 406 19.6.2 为SMTP使用DANE 407 19.6.3 为S/MIME使用DNSSEC 408 19.7 发送方策略框架 408 19.7.1 发送端的SPF 408 19.7.2 接收端的SPF 409 19.8 DKIM 410 19.8.1 电子邮件威胁 410 19.8.2 DKIM策略 411 19.8.3 DKIM功能流程 411 19.9 基于域的消息认证、报告和一致性 413 19.9.1 标识符匹配 413 19.9.2 发送端的DMARC 413 19.9.3 接收端的DMARC 414 19.9.4 DMARC报告 415 19.10 关键术语、思考题和习题 416 第20章 IP安全 418 学习目标 418 20.1 IP安全概述 418 20.1.1 IPsec的应用 418 20.1.2 IPsec文档 419 20.1.3 IPsec服务 419 20.2 IP安全策略 419 20.2.1 安全关联 420 20.2.2 安全关联数据库 420 20.2.3 安全性策略数据库 421 20.2.4 IP流量处理 422 20.3 封装安全净荷 423 20.3.1 ESP格式 423 20.3.2 加密和认证算法 424 20.3.3 填充 424 20.3.4 反重放服务 424 20.3.5 传输和隧道模式 425 20.4 组合安全关联 428 20.4.1 认证和保密性 429 20.4.2 安全关联的基本组合 429 20.5 因特网密钥交换 430 20.5.1 密钥确定协议 431 20.5.2 头部和净荷格式 433 20.6 关键术语、思考题和习题 435 第21章 网络端点安全 437 学习目标 437 21.1 防火墙 437 21.1.1 防火墙的特征 437 21.1.2 防火墙的类型 438 21.1.3 DMZ网络 442 21.2 入侵检测系统 443 21.2.1 基本原理 444 21.2.2 入侵检测方法 444 21.2.3 基于主机的入侵检测技术 445 21.2.4 基于网络的入侵检测系统 445 21.3 恶意软件 447 21.3.1 恶意软件的类型 447 21.3.2 恶意软件防御 448 21.4 分布式拒绝服务攻击 449 21.4.1 DDoS攻击描述 449 21.4.2 构建攻击网络 451 21.4.3 DDoS防御策略 452 21.5 关键术语、思考题和习题 452 第22章 云计算 456 学习目标 456 22.1 云计算 456 22.1.1 云计算元素 456 22.1.2 云服务模型 457 22.1.3 云部署模型 458 22.1.4 云计算参考架构 461 22.2 云安全的概念 463 22.3 云安全风险与对策 464 22.3.1 STRIDE威胁模型 464 22.3.2 数据泄露 465 22.3.3 弱身份、凭证和访问管理 466 22.3.4 不安全的API 466 22.3.5 系统漏洞 466 22.3.6 账号劫持 466 22.3.7 恶意的内部人员 467 22.3.8 高级持续威胁 467 22.3.9 数据丢失 468 22.3.10 尽职调查不足 468 22.3.11 滥用及恶意使用云服务 468 22.3.12 拒绝服务 469 22.3.13 共享技术中的漏洞 469 22.4 云安全即服务 469 22.5 开源云安全模块 471 22.6 关键术语和习题 472 第23章 物联网安全 473 学习目标 473 23.1 物联网 473 23.1.1 物联网上的“物” 473 23.1.2 演化 473 23.1.3 物联网设备的组件 474 23.1.4 物联网与云环境 474 23.2 物联网安全的概念与目标 476 23.2.1 物联网生态系统的独特特征 476 23.2.2 物联网安全目标 477 23.2.3 防篡改和篡改检测 478 23.2.4 网关安全 478 23.2.5 物联网安全环境 479 23.3 一个开源物联网安全模块 480 23.3.1 加密算法 480 23.3.2 操作模式 481 23.3.3 偏移码本模式 481 23.4 关键术语和思考题 484 附录A 线性代数的基本概念 485 A.1 向量和矩阵运算 485 A.1.1 算术 485 A.1.2 行列式 486 A.1.3 逆矩阵 486 A.2 Zn上的线性代数运算 487 附录B 保密性和安全性度量 490 B.1 条件概率 490 B.2 完善保密 490 B.3 信息和熵 493 B.3.1 信息 493 B.3.2 熵 494 B.3.3 熵函数的性质 495 B.3.4 条件熵 496 B.4 熵和保密性 496 B.5 最小熵 497 附录C 数据加密标准 499 C.1 初始置换 500 C.2 每轮变换的细节 501 C.3 DES解密 504 附录D 简化AES 505 D.1 概述 505 D.2 S-AES加密与解密 506 D.2.1 密钥加 507 D.2.2 半字节代替 507 D.2.3 行移位 508 D.2.4 列混淆 508 D.3 密钥扩展 509 D.4 S盒 509 D.5 S-AES的结构 509 附件D.1 GF(24)上的算术 511 附件D.2 列混淆函数 512 附录E 生日攻击的数学基础 513 E.1 相关问题 513 E.2 生日悖论 513 E.3 有用的不等式 514 E.4 元素重复的一般情形 515 E.5 两个集合间的元素重复 516 参考文献 517 |