在当今计算机技术与物联网普及的时代，密码学作为信息安全技术的基石，是一门十分重要的科学，分组密码因其应用广泛，被众多学者所关注。但是，随着智能卡、传感器等资源受限设备的普遍应用，计算速度快、占用面积小且安全的轻量级分组密码设计与分析技术变得越来越重要。本书从轻量级分组密码的设计与分析角度进行论述，着重讲述了轻量级分组密码设计与分析实例，主要包括：一些典型分组密码及轻量级分组密码的介绍；轻量级分组密码整体结构和组件的设计；轻量级分组密码常用分析方法，以及近几年作者在轻量级分组密码方面的一些设计、优化、分析及防护方面的实例。同时，为了方便读者实现相应算法，本书在一些重要部分提供了相关的源代码，方便学习者进行实际训练。
本书部分内容是作者在密码学领域近期内的研究成果，以初学者的角度进行内容编写，特别适合信息安全、计算机、电子信息、物联网、网络工程、通信工程、软件工程、电子商务、信息管理等专业学生进行初步学习，有利于培养学习者的创新能力。同时，本书可作为相关专业的研究生、高年级本科生教材，也适合作为相关工程技术领域的科技人员的参考书。

李浪：计算机专业博士，教授。中国计算机学会不错会员CCF(No:E200012218S), 美国计算机学会会员ACM（No:8698431）。衡阳师范学院计算机应用技术学科带头人（2012），衡阳师范学院英才计划支持者（2011)，具有一定的学术影响力，在信息安全与嵌入式系统方向上做了一些学术研究。2000.5月加入民革，2004.9月担任民革师院支部主委，连续带领支部获得民革市委表彰的很好支部，2010年获得民革省委很好党员称号。衡阳市政协委员。

章 轻量级分组密码概述
1.1 密码学
1.1.1 古典密码学
1.1.2 近代密码学
1.1.3 现代密码学
1.2 分组密码
1.2.1 分组密码的设计
1.2.2 分组密码的分析
1.3 轻量级分组密码的产生
1.4 轻量级分组密码的发展
1.5 轻量级分组密码的基本概念
1.5.1 轻量级分组密码的结构
1.5.2 轻量级分组密码的特点
1.5.3 轻量级密码实现性能
1.5.4 轻量级分组密码的安全性分析
习题 1
第2章 典型（轻量级）分组密码算法
2.1 数据加密标准DES
2.1.1 DES的加密算法
2.1.2 DES的密钥扩展算法
2.1.3 DES的安全性分析
2.2 不错加密标准AES
2.2.1 AES的加密算法
2.2.2 AES的解密算法
2.2.3 AES的密钥扩展算法
2.2.4 AES的安全性分析
2.3 轻量级分组密码算法HIGHT
2.3.1 HIGHT的加密算法
2.3.2 HIGHT的密钥扩展算法
2.3.3 HIGHT的安全性分析
2.4 轻量级分组密码算法PRESENT
2.4.1 PRESENT的加密算法
2.4.2 PRESENT的解密算法
2.4.3 PRESENT的密钥扩展算法
2.4.4 PRESENT的安全性分析
2.5 轻量级分组密码算法PUFFIN
2.5.1 PUFFIN的加密过程
2.5.2 PUFFIN的安全分析
2.6 轻量级分组密码算法Piccolo
2.6.1 Piccolo的加密算法
2.6.2 Piccolo的密钥扩展算法
2.6.3 Piccolo的安全分析
2.7 轻量级分组密码算法LED
2.7.1 LED加密算法
2.7.2 LED的密钥扩展算法
2.7.3 LED的安全分析
2.8 轻量级分组密码算法LBlock
2.8.1 LBlock的加密算法
2.8.2 LBlock的解密算法
2.8.3 LBlock的密钥扩展算法
2.8.4 LBlock的安全分析
2.9 轻量级分组密码算法KLEIN
2.9.1 KLEIN的加密算法
2.9.2 KLEIN的密钥扩展算法
2.9.3 KLEIN的安全分析
2.10 轻量级分组密码算法TWINE
2.10.1 TWINE的加密算法
2.10.2 TWINE的解密算法
2.10.3 TWINE的密钥扩展算法
2.11 轻量级分组密码算法PRINCE
2.11.1 PRINCE的加密算法
2.11.2 PRINCE的密钥扩展算法
2.11.3 PRINCE的安全分析
2.12 轻量级分组密码算法ITUbee
2.12.1 ITUbee的加解密算法
2.12.2 ITUbee的安全分析
习题 2
第3章 轻量级分组密码设计原理和整体结构
3.1 轻量级分组密码一般设计原理
3.2 轻量级分组密码的数学理论基础
3.2.1 有限域运算
3.2.2 伪随机性在轻量级分组密码中的应用
3.3 轻量级分组密码算法的整体结构
3.3.1 Feistel结构
3.3.2 广义Feistel结构
3.3.3 SPN结构
3.3.4 MISTY结构和LaiMassey结构
习题 3
第4章 轻量级分组密码非线性层
4.1 S盒的设计准则
4.2 S盒的构造方法
4.3 典型的S盒设计
4.3.1 典型静态使用模式下S盒设计
4.3.2 典型动态使用模式下S盒设计
4.4 S盒指标评估软件SboxAssessment
4.4.1 SboxAssessment软件
4.4.2 SboxAssessment软件使用步骤
4.5 ARX结构基本知识和特性
4.6 基于ARX结构轻量级分组密码HIGHT
4.7 基于ARX结构轻量级分组密码SIMON和SPECK
4.7.1 SIMON密码设计原理
4.7.2 SPECK密码设计原理
4.8 Simeck密码设计原理
习题 4
第5章 轻量级分组密码扩散层
5.1 轻量级密码算法的新特点
5.2 扩散层的设计准则
5.2.1 置换
5.2.2 线性变换
5.3 扩散层的构造方法
5.4 典型的密码扩散层
5.4.1 传统分组密码算法典型扩散层
5.4.2 轻量级分组密码算法典型扩散层
习题 5
第6章 轻量级分组密码的轮函数及密钥扩展
6.1 轮函数的设计准则
6.2 轮函数的种类
6.3 典型密码算法的轮函数
6.3.1 传统分组密码算法的轮函数典型案例
6.3.2 轻量级密码算法的轮函数典型案例
6.4 密钥扩展算法的基本原理
6.5 密钥扩展算法实例
习题 6
第7章 轻量级分组密码常用分析方法
7.1 分析方法简述
7.2 强力攻击
7.2.1 穷尽密钥搜索攻击
7.2.2 字典攻击
7.2.3 查表攻击
7.2.4 时间存储折中攻击
7.3 差分密码分析
7.3.1 差分密码分析基本原理
7.3.2 高阶差分密码分析
7.3.3 截断差分密码分析
7.3.4 不可能差分密码分析
7.4 线性密码分析
7.4.1 线性密码分析基本原理
7.4.2 多重线性密码分析
7.4.3 非线性密码分析
7.5 相关密钥密码分析
7.6 侧信道攻击
7.6.1 计时攻击
7.6.2 功耗攻击
7.6.3 电磁分析
7.6.4 故障攻击
7.6.5 缓存攻击
7.7 其他分析方法
7.7.1 积分密码分析
7.7.2 碰撞攻击
7.7.3 插值攻击
7.7.4 模板攻击
7.7.5 B