《同态密码学原理及算法》从起源、原理、应用、实现等多个角度全方位介绍了同态加密技术，内容涵盖密码学基础、同态加密技术的基本概念、半同态加密算法、部分同态加密算法、全同态加密算法，以及同态加密的编程实践。在理论的讲解中，注重同态加密背后的思想，帮助读者更好地理解“同态”性；编程实践涵盖了目前较为流行的几个同态密码库，包括Charm-crypto、HElib、SEAL、TFHE，读者可以根据内容编写一遍代码，进一步掌握同态加密。
《同态密码学原理及算法》适用于对同态密码学感兴趣的计算机技术、信息安全领域从业人员，以及相关院校的高年级本科生和研究生阅读学习。

钟焰涛，博士，深圳市领军人才，高级工程师，获深圳市科技进步一等奖。

第1章 密码学基本概念
1.1 古典密码学
1.1.1 手工古典密码
1.1.2 二战中的密码学
1.2 现代密码学
1.2.1 现代密码学的特点
1.2.2 对称加密
1.2.3 公钥密码：密码学历史上伟大的发明
1.2.4 密码学哈希
1.2.5 消息认证码
1.2.6 数字签名：替代手写签名
1.3 密码学新方向/应用
1.3.1 人工智能与密码学
1.3.2 云计算与密码学
1.3.3 区块链与密码学
第2章 同态加密
2.1 同态加密概述
2.1.1 同态加密的起源及发展历史
2.1.2 同态加密的优势：隐私计算的终方法
2.1.3 同态加密的近期发展
2.1.4 同态加密的标准化
2.2 电路加密
2.2.1 为什么用电路来表示
2.2.2 布尔电路：数理逻辑的玩具
2.2.3 用电路表示算法
2.2.4 同态加密中的电路
2.3 同态加密的分类
2.3.1 半同态加密
2.3.2 部分同态加密
2.3.3 全同态加密
2.3.4 如何构造全同态加密
2.4 同态加密在云计算中的应用
第3章 传统半同态加密算法
3.1 RSA加密算法
3.1.1 整数模运算
3.1.2 大整数质因数分解问题
3.1.3 算法描述与实现
3.1.4 RSA算法乘法同态性
3.2 Rabin加密算法
3.2.1 算法描述与实例
3.2.2 Rabin算法乘法同态性
3.3 ElGamal加密算法
3.3.1 离散对数问题
3.3.3 算法描述与实例
3.3.3 ElGamal算法加法同态性
3.4 Paillier加密算法
3.2.1 合数剩余假设问题
3.2.2 算法描述与实例
3.2.3 Paillier算法加法同态性
第4章 全同态加密算法
4.1 算法思想
4.1.1 电路自举
4.1.2 密码电路改进
4.2 BGV全同态加密算法
4.2.1 理想格
4.2.2 部分同态加密
4.2.3 密钥切换
4.2.4 模切换
4.2.5 FHE算法描述
4.2.6 Python的Sympy模块
4.2.7 算法实现
4.3 整数上的全同态加密算法
4.3.1 近似大公因子问题
4.3.2 整数上部分同态加密
4.3.3 DGHV全同态加密算法
4.3.4 Gmpy2库
4.3.5 算法实现
4.3.6 对DGHV算法的改进
4.4 浮点数全同态加密算法
4.4.1 CKKS算法的设计思想
4.4.2 编码解码过程
4.4.3 算法的通用描述
4.4.4 基于RLWE的具体实现
4.5 同态加密在大数据中的应用
4.6 同态加密在区块链中的应用
4.6.1 区块链发展情况
4.6.2 区块链技术架构
4.6.3 同态加密赋能区块链
第5章 部分同态加密算法
5.1 部分同态加密算法的意义
5.2 一个部分同态加密算法
5.2.1 算法描述
5.2.2 技术细节解释
5.2.3 算法分析
5.2.4 Python的NumPy模块
5.2.5 算法实现
5.3 同态加密在人工智能中的应用
5.3.1 人工智能进展
5.3.2 人工智能面临的隐私保护挑战
5.3.3 联邦学习及同态加密应用
第6章 同态加密编程实战
6.1 基于Charm-crypto库的BCP算法
6.1.1 Charm-crypto库介绍
6.1.2 Charm库的安装和配置
6.1.3 Paillier半同态加密算法原理
6.1.4 基于Charm-crypto库的SVM应用实现
6.2 基于Helib库的同态加密
6.2.1 Helib库介绍
6.2.2 Helib库的安装和配置
6.2.3 BGV全同态加密算法原理
6.2.4 基于Helib库的多项式运算实现
6.3 基于SEAL库的同态加密
6.3.1 SEAL库介绍
6.3.2 SEAL库的安装与配置
6.3.3 FV全同态加密算法原理
6.3.4 基于SEAL库的矩阵运算实现
6.3.5 基于SEAL库的密文多项式运算实现
6.4 基于TFHE库的同态加密
6.4.1 TFHE库的安装和配置
6.4.2 TFHE全同态加密算法原理
6.4.3 基于TFHE库的比较器实现
6.4.4 基于TFHE库的加法器实现
附录
附录A 数学基础
参考文献