《現(xiàn)代密碼學(xué)》學(xué)習(xí)指南

《現(xiàn)代密碼學(xué)》學(xué)習(xí)指南一、基本信息課程編號：1330080課程名稱：現(xiàn)代密碼學(xué)英文譯名：ModernCryptography總學(xué)分：3總學(xué)時：48學(xué)時（含8學(xué)時實驗）課程特點：現(xiàn)代密碼學(xué)是信息安全類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是數(shù)學(xué)在信息安全中的一個重要應(yīng)用，是一門理論性和應(yīng)用性相結(jié)合的課程。二、課程概述該課程圍繞信息安全的基本安全特性（保密性、認證性、完整性、不可否認性、可用性）介紹各種密碼原語（無密鑰體制、對稱密碼體制和非對稱密碼體制）、以及基本密碼協(xié)議的基礎(chǔ)概念、發(fā)展歷程、設(shè)計思想和應(yīng)用場景。三、教學(xué)目標通過課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以清晰描述經(jīng)典密碼體制的基本概念及代表算法；歸納總結(jié)各種密碼原語的區(qū)別與聯(lián)系；可以分析一些簡單應(yīng)用場景的安全需求，提出適用的密碼算法。該課程作為進一步學(xué)習(xí)信息安全專業(yè)知識的基礎(chǔ)，為學(xué)生進一步進行信息安全理論研究和相關(guān)應(yīng)用開發(fā)的打下堅實的基礎(chǔ)。四、教學(xué)策略本課程采用課堂講授、課后學(xué)生練習(xí)相結(jié)合方式，其手段有：（1）利用網(wǎng)絡(luò)資源、多媒體等教學(xué)手段為教學(xué)服務(wù)，結(jié)合相關(guān)知識進行講解（2）詳細講解相關(guān)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生對此進行深入的思考與分析，勇于單獨發(fā)表自己的見解；（3）課后布置書面作業(yè)，理論與實踐相結(jié)合，讓學(xué)生體會并領(lǐng)略密碼技術(shù)，對密碼學(xué)有更深刻的認識。（4）布置課程設(shè)計題目，學(xué)生分小組完成并進行課題展示，引導(dǎo)學(xué)生進行創(chuàng)新思維，運用密碼學(xué)知識，解決現(xiàn)實中的安全問題。五、先修知識學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程之前，應(yīng)具備信息安全數(shù)學(xué)基礎(chǔ)（或數(shù)論、近世代數(shù)）、概率論、以及信息論和算法復(fù)雜度理論的相關(guān)基礎(chǔ)知識。六、課程學(xué)習(xí)資源教材《現(xiàn)代密碼學(xué)教程》，谷利澤等，北京郵電大學(xué)出版社，2009.《現(xiàn)代密碼學(xué)基礎(chǔ)》，章照止，北京郵電大學(xué)出版社，2004.參考資料[1]《現(xiàn)代密碼學(xué)（第二版）》，楊波，清華大學(xué)出版社，2007.[2]《密碼學(xué)原理與實踐（第三版）》，（加）斯廷森著，馮登國等譯，電子工業(yè)出版社，2009.[3]《現(xiàn)代密碼學(xué)》，任偉，北京郵電大學(xué)出版社，2011[4]《現(xiàn)代密碼學(xué)-原理與協(xié)議》，（美）卡茨，（以色列）耶胡達·林德爾著，任偉譯，國防工業(yè)出版社，2012.[5]《信息安全與密碼學(xué)》，徐茂智等，清華大學(xué)出版社，2007.[6]《應(yīng)用密碼學(xué)（第2版）》，胡向東等，電子工業(yè)出版社，2011.[7]《對稱密碼學(xué)及其應(yīng)用》，李暉等，北京郵電大學(xué)出版社，2009.[8]《應(yīng)用密碼學(xué)（重點大學(xué)計算機專業(yè)系列教材）》，劉嘉勇等，清華大學(xué)出版社，2008.[9]《密碼學(xué)原理及應(yīng)用技術(shù)（21世紀高等學(xué)校規(guī)劃教材.電子信息）》，張健等，清華大學(xué)出版社，2011.[10]《應(yīng)用密碼學(xué)》，張仕斌等，西安電子科技大學(xué)出版社，2009.七．學(xué)習(xí)課程重點難點介紹一、緒論主要內(nèi)容：密碼學(xué)與信息安全的關(guān)系密碼學(xué)的歷史和分類本門課程的組織與安排重點：密碼學(xué)研究的基本問題和密碼學(xué)的分類。二、古典密碼學(xué)主要內(nèi)容：古典密碼體制古典密碼體制分析重點：古典密碼體制的設(shè)計思路及對這些體制的一些破譯方法。難點：方法的理解和應(yīng)用。 三、信息論基礎(chǔ)主要內(nèi)容：Shannon信息保密系統(tǒng)熵和無條件保密分組密碼的設(shè)計思想重點：香農(nóng)保密系統(tǒng)的模型、完善保密性的概念。難點：概念和觀點的理解，熵的計算。四、計算復(fù)雜性理論基礎(chǔ)主要內(nèi)容：問題的定義算法的復(fù)雜性定義及分類P問題及NP問題密碼算法的計算安全性與實際安全性重點：問題與算法的復(fù)雜性及其分類，計算安全性和實際安全性等概念。難點：算法復(fù)雜度計算，概念和觀點的理解。五、分組密碼主要內(nèi)容：分組密碼定義分組密碼的發(fā)展歷史保密系統(tǒng)的安全性分析及分組密碼的攻擊數(shù)據(jù)加密標準（DES）算法介紹高級加密標準（AES）算法介紹中國無線局域網(wǎng)標準（SMS4）算法介紹分組密碼算法的運行模式典型的分組密碼的分析方法重點：典型的分組密碼算法DES和AES，分組密碼的運行模式。難點：分組密碼的設(shè)計思路。六、序列密碼主要內(nèi)容：序列密碼的思想起源序列密碼技術(shù)的發(fā)展及分類序列的偽隨機性基于移位寄存器的序列密碼算法基于非線性函數(shù)的序列密碼算法RC4算法簡介E-stream推薦算法簡介重點：移位寄存器序列，RC4算法。難點：m序列。七、雜湊（hash）函數(shù)和消息認證碼主要內(nèi)容：單向函數(shù)Hash函數(shù)的定義及發(fā)展現(xiàn)狀hash函數(shù)的用途MD5算法SHA-256算法SHA-512和SHA-384算法消息鑒別碼簡介CBC-MAC算法HMAC算法重點：雜湊函數(shù)和消息認證碼的概念，MD5，CBC-MAC、HMAC。難點：MD5及CBC-MAC的設(shè)計原理。八、公鑰密碼體制主要內(nèi)容：公鑰密碼體制的提出及分類公鑰密碼體制的基本概念單向陷門函數(shù)的概念設(shè)計公鑰加密算法--背包密碼體制RSA算法及攻擊方法ElGamal算法橢圓曲線密碼體制基于身份的密碼體制簡介重點：公鑰密碼學(xué)思想，RSA。難點：RSA體制及其攻擊。九、數(shù)字簽名主要內(nèi)容：數(shù)字簽名的基本概念一般數(shù)字簽名算法RSA數(shù)字簽名技術(shù)數(shù)字簽名標準基于離散對數(shù)的數(shù)字簽名橢圓曲線數(shù)字簽名盲簽名方案其它數(shù)字簽名方案簡介（群簽名、代理簽名、門限簽名）重點：基于RSA和離散對數(shù)的簽名體制。難點：基于RSA和離散對數(shù)的簽名體制的安全分析。十、密鑰管理主要內(nèi)容：密鑰管理簡介密鑰分配密鑰協(xié)商秘密共享公鑰基礎(chǔ)設(shè)施PKI重點：密鑰管理的環(huán)節(jié)，密鑰分配協(xié)議和密鑰協(xié)商。難點：密鑰分配協(xié)議和密鑰協(xié)商協(xié)議的設(shè)計與分析思路。十一、身份認證主要內(nèi)容：身份認證的特性身份認證技術(shù)挑戰(zhàn)-應(yīng)答協(xié)議重點：三種身份認證技術(shù)。難點：三種身份認證技術(shù)的