密码学在确保数据的私密性和完整性，以及计算机网络的安全性方面扮演了关键角色。《现代密码学：原理与协议》一书提供了对现代密码学严格而又容易理解的介绍，关注形式化的定义、精确的假设以及严格的证明。本书介绍了现代密码学的核心原则，包括现代的、基于计算复杂性的安全，以克服完美安全的局限性。对对称密钥加密和消息鉴别也做了较大篇幅的介绍。同时，举例说明了分组密码，如DES和AES的设计原则，并且在低级原语层面展
示了分组密码的可证明安全构造方法。该书下半部分介绍公钥密码学。首先对数论知识进行了介绍，这些知识是理解RSA、Diffie-Hellman、El Gamal以及其他密码学系统所需要的。在探讨了公钥加密和数字签名之后，介绍了随机预言模型及其应用。无论作为教材、参考书或者自学用书，本书呈献给读者透彻理解现代密码学这一迷人主题所需要的工具。
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第一部分 经典密码学介绍1第1章 概论11.1 密码学和现代密码学1
1.2 对称密钥加密的基本设置2
1.3 古典加密术及其密码分析5
1.4 现代密码学的基本原则101.4.1 原则1——形成精确的定义11
1.4.2 原则2——精确假设的依赖14
1.4.3 原则3——严格的安全证明15
参考文献和扩展阅读材料介绍15
练习16
第2章 完善保密加密172.1 定义和基本属性17
2.2 一次一密（Vernam加密）20
2.3 完善保密的局限22
2.4 *香农定理22
2.5 小结24
参考文献和扩展阅读材料介绍24
练习25
第二部分 对称密钥（对称）密码学27第3章 对称密钥加密以及伪随机性273.1 密码学的计算方法273.1.1 计算安全的基本思想28
3.1.2 有效的算法和可忽略的成功概率31
3.1.3 规约证明34
3.2 定义计算安全的加密353.2.1 安全的基本定义36
3.2.2 *定义的属性38
3.3 伪随机性41
3.4 构造安全加密方案433.4.1 一个安全的定长加密方案43
3.4.2 处理变长消息46
3.4.3 流密码和多个加密47
3.5 选择明文攻击（CPA）的安全性50
3.6 CPA安全的加密方案创建523.6.1 伪随机函数53
3.6.2 基于伪随机函数的CPA安全加密55
3.6.3 伪随机置换和分组加密58
3.6.4 加密操作模式60
3.7 CCA安全性65
参考文献和扩展阅读材料介绍66
练习67
第4章 消息鉴别码和抗碰撞散列函数704.1 安全通信与消息完整性70
4.2 加密与消息鉴别的比较70
4.3 消息鉴别码——定义71
4.4 构造安全的消息鉴别码74
4.5 CBC-MAC79
4.6 抗碰撞散列函数814.6.1 抗碰撞的定义81
4.6.2 散列函数安全性的一个较弱的定义82
4.6.3 通用“生日"攻击83
4.6.4 Merkle-Damgard 变换84
4.6.5 实践中的抗碰撞散列函数86
4.7 *NMAC与HMAC874.7.1 嵌套MAC(NMAC)88
4.7.2 HMAC90
4.8 *构造CCA安全加密方案91
4.9 *获得私密性和消息鉴别95
参考文献和扩展阅读材料介绍99
练习99
第5章 伪随机置换（分组加密）的实际构建1025.1 代替—置换网络104
5.2 Feistel网络109
5.3 DES——数据加密标准1105.3.1 DES的设计111
5.3.2 对减少轮数的DES变种的攻击113
5.3.3 DES的安全性115
5.4 增加分组密码的密钥长度116
5.5 AES——高级加密标准118
5.6 差分密码分析和线性密码分析简介120
参考文献和扩展阅读材料介绍121
练习121
第6章 *伪随机对象的理论构造1246.1 单向函数1246.1.1 定义125
6.1.2 候选单向函数127
6.1.3 硬核谓词128
6.2 概述：从单向函数到伪随机置换129
6.3 任意单向函数的硬核谓词1306.3.1 简单情形130
6.3.2 复杂情形131
6.3.3 完整证明134
6.4 构造伪随机发生器1386.4.1 具有最小扩展的伪随机发生器138
6.4.2 提高扩展系数139
6.5 构造伪随机函数143
6.6 构造（强）伪随机置换146
6.7 对称密钥密码学的必要假设148
6.8 偏离——计算不可区分性1516.8.1 伪随机性和伪随机发生器151
6.8.2 多重抽样152
参考文献及扩展阅读材料介绍154
练习154
第三部分 公钥（非对称密钥）密码学156第7章 数论和密码学困难性假设1567.1 预备知识和基本群论1577.1.1 素数与可除性158
7.1.2 模算术159
7.1.3 群160
7.1.4 
群163 7.1.5 *群同构和中国剩余定理164
7.2 素数、大数分解和RSA1687.2.1 随机素数的产生169
7.2.2 *素数判定171
7.2.3 因子分解假设175
7.2.4 RSA假设176
7.3 循环群中的假设1777.3.1 循环群和生成元177
7.3.2 离散对数和Diffie-Hellman假设180
7.3.3 在Zp*（的子群）中工作182
7.3.4 *椭圆曲线群183
7.4 数论假设的密码学应用1867.4.1 单向函数和置换187
7.4.2 构造抗碰撞的散列函数189
参考文献和扩展阅读材料介绍191
练习191
第8章 因子分解和离散对数算法1948.1 因子分解算法1948.1.1 Pollard的方法195 8.1.2 Pollard的Rho方法196
8.1.3 二次筛选算法198
8.2 计算离散对数的算法2008.2.1 “小步大步"算法201
8.2.2 Pohlig-Hellman算法202
8.2.3 中的离散对数问题203 8.2.4 索引演算方法204
参考文献和扩展阅读材料介绍205
练习205
第9章 对称密钥管理和公钥革命2079.1 对称密钥加密的局限性207
9.2 局部解决方法——密钥分配中心208
9.3 公钥革命210
9.4 Diffe-Hellman密钥交换212
参考文献和扩展阅读材料介绍216
练习217
第10章 公钥加密21810.1 公钥加密简介218
10.2 定义22010.2.1 选择明文攻击的安全性220
10.2.2 多重加密222
10.3 混合加密227
10.4 RSA加密23310.4.1 “教科书式RSA"加密方案及其不安全性233
10.4.2 对“教科书式RSA"加密方案的攻击235
10.4.3 填充RSA237
10.5 E1 Gamal加密239
10.6 选择密文攻击的安全性242
10.7 *陷门置换24510.7.1 定义245
10.7.2 来自陷门置换的公钥加密246
参考文献和扩展阅读材料介绍248
练习249
第11章 *其他公钥加密方案25211.1 Goldwasser-Micali加密方案25211.1.1 素数模二次剩余252
11.1.2 合数模二次剩余254
11.1.3 二次剩余假设257
11.1.4 Goldwasser-Micali加密方案258
11.2 Rabin加密方案26011.2.1 计算模平方根260
11.2.2 基于分解的陷门置换263
11.2.3 Rabin加密方案266
11.3 Paillier加密方案26811.3.1 结构269 11.3.2 Paillier加密方案270
11.3.3 同态加密273
参考文献和扩展阅读材料介绍275
练习275
第12章 数字签名27812.1 数字签名简介278
12.2 定义279
12.3 RSA签名28112.3.1 “教科书式RSA"签名方案及其不安全性281
12.3.2 “散列后RSA"签名方案282
12.4 “Hash-and-Sign"范例283
12.5 Lamport的“一次性签名方案"285
12.6 *来自抗碰撞散列的签名28812.6.1 基于Chain的签名288
12.6.2 基于Tree的签名291
12.7 数字签名标准(DSS)295
12.8 数字证书和公钥基础设施296
参考文献和扩展阅读材料介绍300
练习300
第13章 随机预言机模型中的公钥密码系统30313.1 随机预言机方法学30313.1.1 随机预言机模型304
13.1.2 随机预言机方法是否合理308
13.2 随机预言机模型中的公钥加密31013.2.1 选择明文攻击安全310
13.2.2 选择密文攻击安全313
13.2.3 OAEP318
13.3 随机预言机模型中的签名319
参考文献和扩展阅读材料介绍322
练习322
常用符号索引324
附录327附录A 数学知识327A.1 恒等式和不等量327
A.2 渐进表示法327
A.3 概率论简介328
A.4“生日"问题329
附录B 算法数论补充知识330B.1 整数算术332
B.2 模算术334
B.3 *寻找一个循环群的生成元339
参考文献和扩展阅读材料介绍342
练习342
参考文献343
内容简介350
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