计算机密码学

计算机密码学 课程号:20122630 课程名称:计算机密码学 总学时:51 学分:3 进入21世纪的知识经济时代，随着信息网络技术Internet的飞速发展，信息的安全性、可靠性和真实性让每一个人关注。本课程的主要目的是让学生学习和了解密码学的一些基本概念，理解和掌握一些常用密码算法的加密和解密原理。使当代大学生适应社会信息化的要求，能够利用密码技术服务于社会。 第一章 简单密码体制及分析 7学时 一( 一( 基本内容 密码学系统相关的一些重要概念:加密、解密、明文、密文、密码系统等;一些 简单密码体制的设计与它们的破译，其中简单密码体制包括:置换密码，单代 替密码，多表代替密码，代数密码，Hill加密算法;常见地破译方法有穷举攻击， 统计分析攻击，数学分析攻击。 二( 二( 基本要求 1( 1( 掌握密码学系统相关的一些重要概念，密码系统的五个部分组成。 2( 2( 理解几种简单密码体制地设计原则，从中体会密码系统的组成。 3( 3( 理解几种常见的密码系统破译方法及几种常见的密码破译类型，会从中体 会设计密码算法的注意事项。 三(建议课时安排(7学时) 1(密码学的基本概念 2学时 2(一些简单密码体制与它的破译 5学时 第二章:分组密码 6学时 一(基本内容 常见分组密码体制:DES 和IDEA的加密原理;在这一章可加入高级加密AES 的介绍;分组密码的应用技术:分组密码的4种工作方式:电子密码本模式、输出反 馈模式、密码分组链接模式和密码反馈模式;短块加密的3种方法:填充法、序列密 码加密法和密文挪用技术。 二(基本要求 1(掌握分组密码DES 和IDEA的加密原理，了解高级加密标准AES的加密原理及涉 及到的多项式的运算。 2(理解分组密码的4种基本工作方式。 3(理解短块加密的3种方法。 三(建议课时安排(6学时) 1) 1) DES数据加密标准分组 3学时 2) 2) IDEA密码系统 1学时 3) 3) 分组密码的应用技术 2学时 第三章:香农理论 6学时 一(基本内容 密码体制的概率分布，熵的概念，利用熵的概念计算密码体制各个组成部分的熵， 条件熵的概念，利用条件熵的计算给出多余度和唯一解码量，完全保密体制。 二(基本要求 1(掌握密码体制的概率分布，熵的概念，条件熵的概念。 2(会用熵的概念及条件熵的概念计算密码体制各个组成部分的熵，多余度和唯一解码 量。 3(理解完全保密体制。 三(建议课时安排(6学时) 1) 1) 密码体制的概率分布 1学时 2) 2) 熵 2学时 3) 3) 条件熵 1学时 4) 4) 多余度和唯一解码量 1学时 5) 5) 完全保密体制 1学时 第四章:序列密码和移位寄存器 9学时 一( 一( 基本内容 序列密码的一般原理，移位寄存器的组成原理，移位寄存器分为线性移位寄存器和非线性移位寄存器，线性移位寄存器的特征多项式，线性移位寄存器的m序列，m序列的伪随机性和它的破译，非线性序列包括非线性移位寄存器序列，对线性移位寄存器进行非线性组合，利用非线性分组密码产生非线性序列，存储变换等。 二(基本要求 1(掌握移位寄存器的组成原理，线性移位寄存器的特征多项式为本原多项式时其对应的输出序列为m序列。 2(掌握m序列的伪随机性和它的破译。 3(了解产生非线性序列的常用方法，掌握利用线性移位寄存器进行非线性组合产生非线性序列的几种常用方法。 三(建议课时安排(9学时) 1) 1) 引言 1学时 2) 2) 序列密码的一般原理 1学时 3) 3) 线性移位寄存器 1学时 4) 4) 线性移位寄存器的一元多项式表示 2学时 5) 5) m序列的伪随机性 1学时 6) 6) m序列密码的破译 1学时 7) 7) 非线性序列 2学时 第五章:RSA公钥密码体制 12学时 一( 一( 基本内容 计算复杂性理论简介，必备的数论知识包括同余方程和中国剩余定理，欧几里得算法，欧拉数，平方剩余和Jacobi符号;RSA公钥密码体制以及它的一种改进方案，RSA公钥密码体制的实现包括大素数的产生，RSA公钥密码体制的安全性讨论包括因数分 Fp解和对RSA体制中小指数的攻击，Rabin密码体制，RSA在有限域上多项式上的推广。 二(基本要求 1(理解公钥密码体制与对称密码体制的异同点，公钥密码体制的原理。 2(了解计算复杂性理论中的一些基本概念。 3(掌握密码学中常用的一些数论知识:同余方程和中国剩余定理，欧几里得算法，欧拉函数，平方剩余和Jacobi符号，大素数产生常用方法;了解因数分解的一些基本方法。 4(掌握RSA公钥密码体制算法和关于它的安全性，理解RSA公钥密码体制的一种改进方案。 Fp5(掌握Rabin密码体制，了解RSA在有限域上多项式上的推广。 6(其中标有*号的可以省略不讲。 三(建议课时安排(12学时) 1) 1) 概论 1学时 2) 2) 计算复杂性理论 1学时 3) 3) 必备的数论知识 3学时 4) 4) RSA公钥系统 2学时 5) 5) RSA公钥密码体制的一种改进方案 2学时 6) 6) 大素数的产生 1学时 7) 7) 因数分解 1学时 8) 8) *对RSA体制中小指数的攻击 9) 9) Rabin密码体制 1学时 10) 10) *RSA在有限域F上多项式上的推广 p 第六章:其他公钥密码体制 14学时 一( 一( 基本内容 其它公钥密码体制包括背包公钥体制，离散对数公钥密码体制，概率公钥体制，有限域F上椭圆曲线的公钥密码系统，双密钥公开钥密码体制;以及与这些公钥密码体制相关的q 一些数学知识:群论中有关概论和结果，离散对数问题的算法，关于F上的椭圆曲线;公q钥密码系统的应用:传送保密信息和签名信息，信息集合加密，秘密共管。 二(基本要求 1(掌握离散对数公钥密码体制和有限域F上椭圆曲线的公钥密码系统。 q 2(了解背包公钥体制，概率公钥体制，双密钥公开钥密码体制。 3(理解并会应用这些公钥密码体制相关的一些数学知识:群论中有关概论和结果，离散对数问题的算法，关于F上的椭圆曲线。 q 4(掌握公钥密码系统的应用:传送保密信息和签名信息，确保信息的秘密性，真实性和完整性，信息集合加密，秘密共管。 三(建议课时安排(12学时) 1) 1) 背包公钥系统 2学时 2) 2) 群论中有关概论和结果 1学时 3) 3) 离散对数公钥密码体制 1学时 4) 4) 离散对数问题的算法 2学时 5) 5) 概率公钥体制 2学时 6) 6) 关于F上的椭圆曲线 2学时 q 7) 7) E(F)中密码体制与明文嵌入方法 1学时 q 8) 8) *有限域F上圆锥曲线的公钥密码系统 p 9) 9) 双密钥公开钥密码体制 1学时 10) 10) 公钥密码系统的应用 2学时 教材:《计算机密码应用基础》朱文余，孙琦编著，科学出版社，2000。 参考书:1。《计算机密码学——计算机网络中的数据保密与安全》卢开澄，清华大学出版社，1998。 2(《应用密码学》(美)Bruce Schneier著，吴世忠，祝世雄，张文政等译，机械工业出版社，2000。 该课程平时占10,，期中占20,，期末占70,。