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。
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。
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
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
信息安全数学基础、线性代数、信息安全导论
1.现代密码学(第四版),杨波,清华大学出版社,2017。
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。