現代密碼學(第5版)（簡體書）

本書全面而詳細地介紹現代密碼學的理論和相關算法。可幫助讀者將所學知識應用於信息安全的實踐中。全書共分11章，第1章引言介紹現代密碼學的基本概念，其余各章分別介紹流密碼、分組密碼、公鑰密碼、密鑰分配與密鑰管理、消息認證和哈希函數、數字簽名和認證協議、密碼協議、可證明安全、網絡加密與認證、區塊鏈。本書從教材使用的角度考慮，概念清晰、結構合理、通俗易懂、深入淺出，並充分考慮方便教師在教學過程中的實施，同時還注意與其他專業課教學的銜接。本書取材新穎，不僅介紹現代密碼學涉及的基礎理論和實用算法，同時也涵蓋了現代密碼學的新研究成果，力求使讀者通過本書的學習了解本學科新的發展方向。

本書可作為高等學校計算機等相關專業本科生和研究生的教材，也可作為通信工程師和計算機網絡工程師的參考讀物。

楊波,陜西師範大學計算機科學學院二級教授、博士生導師，陜西省百人計劃特聘教授，中國密碼學會理事。已主持國家重點研發項目、國家自然科學基金等項目20余項。發表學術論文300余篇，出版學術著作及教材6部

當今世界，互聯網深刻改變了人們的生產和生活方式，但我們在網絡安全方面卻面臨著嚴峻挑戰。從宏觀上說，網絡安全是事關國家安全的重大戰略問題——沒有網絡安全就沒有國家安全；從微觀上看，網絡安全關乎我們每個人的信息安全。網絡安全指網絡系統中硬件、軟件及其系統中的數據安全。從本質上說，網絡安全就是網絡上的信息安全。

信息安全又分為系統安全(包括操作系統的安全、數據庫系統的安全等)、數據安全(包括數據的安全存儲、安全傳輸)和內容安全(包括病毒的防護、不良內容的過濾等)3個層次，是一個綜合、交叉的學科領域，要利用數學、電子、信息、通信、計算機等諸多學科的長期知識積累和最新發展成果。信息安全研究的內容很多，涉及安全體系結構、安全協議、密碼理論、信息分析、安全監控、應急處理等，其中，密碼技術是保障數據安全的關鍵技術。

密碼技術中的加密方法包括單鑰密碼體制(又稱為對稱密碼體制)和公鑰密碼體制，而單鑰密碼體制又包括流密碼和分組密碼。本書在第1章介紹現代密碼學的基本概念後，在第2～4章分別介紹流密碼、分組密碼、公鑰密碼。不管哪種密碼體制都需要用到密鑰，因此密鑰分配與密鑰管理也是密碼技術的重要內容，這部分內容在第5章介紹。信息的安全性除要考慮保密性外，還需考慮信息的真實性、完整性、順序性、時間性以及不可否認性。本書以3章的篇幅(第6章消息認證和哈希算法、第7章數字簽名和認證協議、第8章密碼協議)介紹這部分內容。第9章可證明安全介紹如何刻畫公鑰密碼體制的語義安全性。第10章網絡加密與認證介紹加密技術和認證技術在網絡中的具體應用。第11章介紹區塊鏈，特別是其中使用的密碼技術。書中的4.1.5節卡米歇爾定理、4.1.11節循環群、4.1.12節循環群的選取、8.3節非交互式證明系統、8.4節zkSNARK、8.5節安全多方計算協議、第9章可證明安全可供研究生使用。

本書自2003年8月出版以來，已被200余所學校作為教材，列入普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，2016年獲得首屆國家網絡安全優秀教材獎。第5版在第4版的基礎上，增加了8.3節非交互式證明系統、8.4 節zkSNARK和第11章區塊鏈。本書的特點： 一是內容新穎、深入、全面，涵蓋了現代密碼學的最新成果；二是內容的安排充分考慮到作為教材，如何方便地在教學中使用。

在本書的編寫過程中，參考了國內外的有關著作和文獻，特別是Stallings、王育民、盧開澄、朱文余等人的著作。

由於作者水平有限，書中不足之處在所難免，懇請讀者批評指正。

現代密碼學(第5版)前言

作者2021年10月