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26考研全科规划
现代密码学
第10次开课
开课时间: 2025年02月24日 ~ 2025年06月30日
学时安排: 3-5小时每周
进行至第6周,共19周 已有 793 人参加
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课程评价(1409)
spContent=现代密码学是网络空间安全的核心基础。课程内容涵盖了密码学基础理论、标准算法及密码学研究新方向,同时结合了课程组在密码学领域的科研成果,将基础理论和前沿发展有机结合。课程探索并实践了需求牵引、由点及面的裂变式教学方法,从简单的安全需求出发,逐步引出功能不同的密码算法,将这些算法有机结合,以解决实际的安全问题。课程讲解逻辑清晰、严谨、深入浅出,易于理解。通过该课程的学习,可以帮助学生理解密码学的基本概念、基本原理以及各类密码算法的应用场景和相关的安全需求。在此基础上,学生可初步掌握密码学的理论和实现技术,能利用密码技术服务于社会。
现代密码学是网络空间安全的核心基础。课程内容涵盖了密码学基础理论、标准算法及密码学研究新方向,同时结合了课程组在密码学领域的科研成果,将基础理论和前沿发展有机结合。课程探索并实践了需求牵引、由点及面的裂变式教学方法,从简单的安全需求出发,逐步引出功能不同的密码算法,将这些算法有机结合,以解决实际的安全问题。课程讲解逻辑清晰、严谨、深入浅出,易于理解。通过该课程的学习,可以帮助学生理解密码学的基本概念、基本原理以及各类密码算法的应用场景和相关的安全需求。在此基础上,学生可初步掌握密码学的理论和实现技术,能利用密码技术服务于社会。
—— 课程团队
课程概述

现代密码学是网络空间安全的核心基础。通过本门课程的学习,能够了解现代密码学基本理论,掌握现代密码学基本技术,理解各类密码算法的应用场景和相关的安全需求,培养信息安全意识,掌握安全需求分析的方法,并了解现代密码学的未来发展方向。本课程共分为9章,第1章概述,介绍密码学的基本概念、密码学的发展简史和古典密码算法。第2章到第6章是按照密码算法的设计思路和功能不同来划分,分别是流密码、分组密码、公钥密码、杂凑函数、数字签名,第7章密码协议主要介绍Diffie-Hellman密钥交换和Shamir秘密分享方案,更复杂的一些密码协议可在后续“网络安全协议”课程中学习。第8章将介绍可证明安全理论的初步知识。第9章将介绍一些密码学研究的前沿方向,比如属性基加密、全同态加密、后量子密码学等。

授课目标

1、掌握分析保密通信系统中安全需求分析的方法。

2、理解密码学的基本概念、基本原理和一些典型的密码算法的原理。

3、理解各类密码算法的应用场景和相关的安全需求。

课程大纲

第一章 概述

1.1 密码学的基本概念

1.2 中国古代密码艺术

1.3 外国古代密码艺术

1.4 密码学发展简史

1.5 密码分析学

1.6 古典密码算法

第一章单元作业

第一章单元测试

第二章 流密码

2.1 流密码的基本概念

2.2 有限状态自动机

2.3 二元序列的伪随机性

2.4 线性反馈移位寄存器

2.5 m-序列

2.6 m-序列的伪随机性

2.7 m-序列的安全性

2.8 非线性序列1

2.9 非线性序列2

2.10 A5流密码算法

2.11 祖冲之密码

第二章单元测验

第二章单元作业

第三章 分组密码

3.1 分组密码的基本概念

3.2 SP网络

3.3 Feiste密码l结构

3.4 DES算法简介

3.5 DES轮函数及密钥编排

3.6 DES的安全性

3.7 3DES

3.8 分组密码的工作模式(上)

3.9 分组密码的工作模式(下)

3.10 有限域基础

3.11 AES算法简介

3.12 AES的轮函数

3.13 AES的密钥编码及伪代码

3.14 SM4算法

第三章 单元测验

第三章 单元作业

第四章 公钥密码

4.1 公钥密码的基本概念

4.2 完全剩余系

4.3 简化剩余系

4.4 欧拉定理

4.5 RSA加密算法

4.6 群的概念

4.7 循环群

4.8 ElGamal加密

4.9 实数域上的椭圆曲线

4.10 有限域上的椭圆曲线

4.11 椭圆曲线密码学

4.12 SM2公钥加密算法

第四章 单元测验

第四章 单元作业

第五章 Hash函数

5.1 Hash概念和基本要求

5.2 生日攻击

5.3 SHA-1算法

5.4 SM3算法

第五章 单元测验

第五章 单元作业

第六章 数字签名

6.1 数字签名的基本概念

6.2 RSA签名算法

6.3 ElGamal签名算法

6.4 DSS签名算法

6.5 ElGamal类签名算法

6.6 特殊性质的签名算法

6.7 SM2数字签名算法

第六章 单元测验

第六章 单元作业

第七章 密码协议

7.1 Diffie-Hellman 密钥交换

7.2 Shamir 秘密分享

第七章 单元作业

第七章 单元测验

第八章 可证明安全

8.1 Boneh-Franklin身份基加密算法

8.2 可证明安全性与Elgamal加密方案简介

第九章 密码学的新方向

9.1 属性基加密

9.2 全同态加密

9.3 后量子密码学

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预备知识

信息安全数学基础、线性代数、信息安全导论

参考资料

1.现代密码学(第五版),杨波,清华大学出版社,2022。

2. 密码学导引。冯登国,裴定一,科学出版社,1999。

3.应用密码学手册。Menezes 等著,胡磊等译,电子工业出版社,2005。

电子科技大学
5 位授课老师
聂旭云

聂旭云

教授

熊虎

熊虎

教授

廖永建

廖永建

副教授

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