在当今这个信息化的时代，密码已经成为人们工作和生活中不可或缺的部分，同时也渗透到信息系统及其应用的各个环节中。本书主要关注实现当今各类安全目标所使用的基本密码算法，在介绍各种密码算法时，为读者提供丰富的计算实例，使读者能够“知其然，知其所以然”。
本书主要介绍密码学的数学基础和通信系统的基本概念，包括：数论、概率论和抽象代数基础，通信系统安全相关的基本概念，古典密码学、私钥密码体系和公钥密码体系的基本概念与工作模式，生成消息摘要的基本技术和数字签名体系等。通过对底层定义的推导证明，以及用伪代码的形式描述算法，帮助相关领域的工程师更好地理解算法的工作原理，并将其运用在实际中。

罗伯特·施米德（Robert Schmied）是德国慕尼黑联邦国防军大学（Bundeswehr University MunIch）电气工程与信息技术系的科学家。自博士毕业以来，他在密码学和数据科学的教学工作中积累了丰富的经验。密码学和数据科学既是他的教学工作重点，也是他的主要研究领域。在数据科学领域，他受到探索性数据分析思想的影响；在密码学领域，他从事基于香农熵的统计文本分析研究。

译者序
前言
第1章 数论和概率论基础
1.1 欧几里得算术基本定理
1.1.1 带余除法
1.1.2 素数
1.2 概率论的基本概念
1.2.1 概率空间
1.2.2 条件概率
第2章 通信系统的安全
2.1 字符集和字母表
2.2 数字消息
2.2.1 编码消息
2.2.2 分组和可变长度编码
2.3 技术信息系统的安全
2.3.1 安全目标
2.3.2 密码系统
2.4 古典密码体制
2.5 密码的功能
2.5.1 加密
2.5.2 消息摘要
2.5.3 签名生成
2.5.4 密钥管理和伪随机数生成器
2.6 密码分析
第3章 代数基础
3.1 代数结构
3.1.1 群、环和域
3.1.2 子群
3.2 互素剩余类
3.2.1 群与环同态
3.2.2 扩展欧几里得算法
3.2.3 中国剩余定理
第4章 古典私钥密码
4.1 置换
4.2 分组密码
4.2.1 线性映射与矩阵
4.2.2 仿射分组密码
4.2.3 仿射分组密码的分析
4.3 分组密码的工作模式
4.3.1 ECB工作模式
4.3.2 CBC工作模式
4.3.3 CFB工作模式
4.3.4 OFB工作模式
4.3.5 CTR工作模式
第5章 安全加密的理论边界
5.1 条件期望
5.2 信息论
5.2.1 信息增益
5.2.2 交互信息量
5.2.3 完善保密性和唯一解距离
5.3 严格雪崩准则
第6章 现代私钥密码
6.1 Feistel密码
6.2 数据加密标准
6.3 AES代换置换网络
6.3.1 有限域的构造
6.3.2 AES的组成
6.4 Pohlig Hellman指数密码
第7章 公钥密码体制的组成
7.1 公钥分发
7.1.1 Merkle谜题
7.1.2 Diffie Hellman密钥协商
7.1.3 身份认证和密钥建立
7.2 单向函数
7.2.1 离散指数和对数
7.2.2 模n的平方和平方根
7.2.3 素数幂乘及其因式分解
7.2.4 二进制子集和问题
7.3 公钥密码体制中的单向陷门函数
第8章 公钥密码
8.1 Merkle Hellman背包密码体制
8.2 Rabin密码体制
8.3 RSA密码体制
8.4 El Gamal密码体制
8.5 椭圆曲线密码体制
第9章 消息摘要
9.1 消息检测码
9.2 消息认证码
9.3 基于哈希函数的消息认证码
第10章 数字签名
10.1 签名生成类型
10.2 基于RSA的数字签名
10.3 基于El Gamal的数字签名
10.4 数字签名标准
第11章 素性检验和伪随机数
11.1 素性检验
11.2 费马检验
11.3 Miller Rabin素性检验
11.4 伪随机数发生器
11.4.1 线性同余发生器
11.4.2 Blum Blum Shub发生器
参考文献