Understanding Cryptography (2010)

Cryptography is now ubiquitous – moving beyond the traditional environments, such as government communications and banking systems, we see cryptographic techniques realized in Web browsers, e-mail programs, cell phones, manufacturing systems, embedded software, smart buildings, cars, and even medical implants. Today's designers need a comprehensive understanding of applied cryptography. After an introduction to cryptography and data security, the authors explain the main techniques in modern cryptography, with chapters addressing stream ciphers, the Data Encryption Standard (DES) and 3DES, the Advanced Encryption Standard (AES), block ciphers, the RSA cryptosystem, public-key cryptosystems based on the discrete logarithm problem, elliptic-curve cryptography (ECC), digital signatures, hash functions, Message Authentication Codes (MACs), and methods for key establishment, including certificates and public-key infrastructure (PKI). Throughout the book, the authors focus on communicating the essentials and keeping the mathematics to a minimum, and they move quickly from explaining the foundations to describing practical implementations, including recent topics such as lightweight ciphers for RFIDs and mobile devices, and current key-length recommendations. The authors have considerable experience teaching applied cryptography to engineering and computer science students and to professionals, and they make extensive use of examples, problems, and chapter reviews, while the book’s website offers slides, projects and links to further resources. This is a suitable textbook for graduate and advanced undergraduate courses and also for self-study by engineers. ### 理解密码学（2010年版） #### 概述 《理解密码学》是一本针对学生和从业者编写的教材，由Christof Paar与Jan Pelzl共同著述，Bart Preneel作序。本书旨在提供一个全面而深入的应用密码学的理解框架。自20世纪70年代末以来，密码学已经广泛应用于各个领域，包括政府通信、银行系统、网络浏览器、电子邮件程序、移动电话、制造系统等。 #### 密码学的重要性 密码学作为一种保护信息安全的技术手段，在现代社会中的作用日益显著。它不仅限于传统的保密通信，还扩展到了日常生活的各个方面。随着信息技术的发展，密码技术的需求也在不断增长，因此对于工程师、计算机科学家以及相关领域的专业人士来说，了解并掌握现代密码学的基本原理和技术变得尤为重要。 #### 书籍结构与内容 本书从密码学的基础概念出发，逐步深入到具体的应用场景和技术实现。作者们将理论知识与实际应用紧密结合，使读者能够在理解理论的同时，也能掌握如何在实践中运用这些知识。 - **第一章：密码学与数据安全介绍**：本书首先介绍了密码学的基本概念，包括密码学的历史背景、基本术语和数据安全的基本原则。 - **第二章至第五章：对称密钥加密**：这些章节详细讲解了流密码、数据加密标准（DES）、三重DES（3DES）以及高级加密标准（AES）。对称密钥加密是一种双方共享相同密钥的加密方式，适用于大量数据的快速加密解密。 - **第六章至第八章：公钥加密**：这部分内容涵盖了RSA加密算法、基于离散对数问题的公钥加密系统以及椭圆曲线密码学（ECC）。公钥加密解决了对称密钥加密中密钥分发的问题，是网络安全中的关键技术之一。 - **第九章至第十章：数字签名与哈希函数**：介绍了数字签名的概念及其在确保数据完整性和身份验证中的作用；同时，也讨论了哈希函数的应用，例如在消息认证码（MAC）中的使用。 - **第十一章至第十二章：密钥管理与证书**：这部分内容涉及如何建立密钥交换协议、证书的管理和公共密钥基础设施（PKI）的运作机制。密钥管理是密码学实践中的核心环节之一，良好的密钥管理机制能够有效保障系统的安全性。 #### 特色与教学资源 - **实例与习题**：书中包含大量的示例和练习题，帮助读者巩固所学知识。 - **章节回顾**：每章末尾都有总结性的回顾，帮助读者梳理章节重点。 - **在线资源**：作者们为本书提供了丰富的在线资源，包括幻灯片、项目案例和链接到其他资源的指南，以便读者进行更深入的学习。 #### 最新发展 除了基础理论和技术外，本书还关注了密码学领域的一些最新发展，如轻量级密码技术在RFID和移动设备上的应用，以及当前推荐使用的密钥长度标准。这些内容有助于读者了解密码学领域的发展趋势，并将其应用于实际工作中。 #### 结论 《理解密码学》是一本全面介绍密码学基础知识及其应用的重要教材。无论是在学术研究还是在工程实践中，本书都具有极高的参考价值。通过学习本书，读者不仅能掌握密码学的基本原理和技术，还能了解到最新的密码学研究成果和发展趋势。这对于提高信息安全意识和技术水平具有重要意义。