《密码学原理与实践(第3版)》课后习题答案

本书是密码学领域的经典著作，被世界上的多所大学用做指定教科书。本书在第二版的基础上增加了7章内容，不仅包括一些典型的密码算法，而且还包括一些典型的密码协议和密码应用。全书共分14章，从古典密码学开始，继而介绍了Shannon信息论在密码学中的应用，然后进入现代密码学部分，先后介绍了分组密码的一般原理、数据加密标准(DES)和高级加密标准(AES)、Hash函数和MAC算法、公钥密码算法和数字签名、伪随机数生成器、身份识别方案、密钥分配和密钥协商协议、秘密共享方案，同时也关注了密码应用与实践方面的一些进展，包括公开密钥基础设施、组播安全和版权保护等。在内容的选择上，全书既突出了广泛性，又注重对要点的深入探讨。书中每一章后都附有大量的习题，这既利于读者对书中内容的总结和应用，又是对兴趣、思维和智力的挑战。

目录

• 第1章 古典密码学 1
• 1．1 几个简单的密码体制 1
• 1．1．1 移位密码 2
• 1．1．2 代换密码 5
• 1．1．3 仿射密码 6
• 1．1．4 维吉尼亚密码 9
• 1．1．5 希尔密码 10
• 1．1．6 置换密码 14
• 1．1．7 流密码 16
• 1．2 密码分析 19
• 1．2．1 仿射密码的密码分析 21
• 1．2．2 代换密码的密码分析 22
• 1．2．3 维吉尼亚密码的密码分析 24
• 1．2．4 希尔密码的密码分析 27
• 1．2．5 LFSR流密码的密码分析 28
• 1．3 注释与参考文献 29
• 习题 30
• 第2章 Shannon理论 36
• 2．1 引言 36
• 2．2 概率论基础 37
• 2．3 完善保密性 38
• 2．4 熵 42
• 2．4．1 Huffman编码 43
• 2．5 熵的性质 46
• 2．6 伪密钥和唯一解距离 48
• 2．7 乘积密码体制 52
• 习题 54
• 第3章 分组密码与高级加密标准 57
• 3．1 引言 57
• 3．2 代换-置换网络 58
• 3．3 线性密码分析 61
• 3．3．1 堆积引理 61
• 3．3．2 S盒的线性逼近 63
• 3．3．3 SPN的线性密码分析 66
• 3．4 差分密码分析 69
• 3．5 数据加密标准 74
• 3．5．1 DES的描述 74
• 3．5．2 DES的分析 78
• 3．6 高级加密标准 79
• 3．6．1 AES的描述 80
• 3．6．2 AES的分析 84
• 3．7 工作模式 84
• 3．8 注释与参考文献 87
• 习题 88
• 第4章 Hash函数 92
• 4．1 Hash函数与数据完整性 92
• 4．2 Hash函数的安全性 93
• 4．2．1 随机谕示模型 94
• 4．2．2 随机谕示模型中的算法 95
• 4．2．3 安全性准则的比较 98
• 4．3 迭代Hash函数 100
• 4．3．1 Merkle-Damg?rd 结构 101
• 4．3．2 安全Hash算法 106
• 4．4 消息认证码 108
• 4．4．1 嵌套MAC和HMAC 109
• 4．4．2 CBC-MAC 111
• 4．5 无条件安全消息认证码 113
• 4．5．1 强泛Hash函数族 115
• 4．5．2 欺骗概率的优化 117
• 4．6 注释与参考文献 119
• 习题 120
• 第5章 RSA密码体制和整数因子分解 126
• 5．1 公钥密码学简介 126
• 5．2 更多的数论知识 127
• 5．2．1 Euclidean算法 127
• 5．2．2 中国剩余定理 131
• 5．2．3 其他有用的事实 133
• 5．3 RSA密码体制 135
• 5．3．1 实现RSA 136
• 5．4 素性检测 139
• 5．4．1 Legendre和Jacobi符号 140
• 5．4．2 Solovay-Strassen算法 142
• 5．4．3 Miller-Rabin算法 146
• 5．5 模n的平方根 147
• 5．6 分解因子算法 148
• 5．6．1 Pollard p?1算法 148
• 5．6．2 Pollard ?算法 150
• 5．6．3 Dixon的随机平方算法 152
• 5．6．4 实际中的分解因子算法 156
• 5．7 对RSA的其他攻击 157
• 5．7．1 计算?(n) 157
• 5．7．2 解密指数 158
• 5．7．3 Wiener的低解密指数攻击 162
• 5．8 Rabin密码体制 165
• 5．8．1 Rabin密码体制的安全性 167
• 5．9 RSA的语义安全性 168
• 5．9．1 与明文比特相关的部分信息 169
• 5．9．2 最优非对称加密填充 171
• 5．10 注释与参考文献 176
• 习题 177
• 第6章 公钥密码学和离散对数 184
• 6．1 ElGamal密码体制 184
• 6．2 离散对数问题的算法 186
• 6．2．1 Shanks算法 186
• 6．2．2 Pollard ?离散对数算法 188
• 6．2．3 Pohlig-Hellman算法 190
• 6．2．4 指数演算法 193
• 6．3 通用算法的复杂度下界 194
• 6．4 有限域 197
• 6．5 椭圆曲线 201
• 6．5．1 实数上的椭圆曲线 201
• 6．5．2 模素数的椭圆曲线 203
• 6．5．3 椭圆曲线的性质 206
• 6．5．4 点压缩与ECIES 206
• 6．5．5 计算椭圆曲线上的乘积 208
• 6．6 实际中的离散对数算法 210
• 6．7 ElGamal体制的安全性 211
• 6．7．1 离散对数的比特安全性 211
• 6．7．2 ElGamal体制的语义安全性 214
• 6．7．3 Diffie-Hellman问题 215
• 6．8 注释与参考文献 216
• 习题 217
• 第7章 签名方案 222
• 7．1 引言 222
• 7．2 签名方案的安全性需求 224
• 7．2．1 签名和Hash函数 225
• 7．3 ElGamal签名方案 226
• 7．3．1 ElGamal签名方案的安全性 228
• 7．4 ElGamal签名方案的变形 230
• 7．4．1 Schnorr签名方案 230
• 7．4．2 数字签名算法(DSA) 232
• 7．4．3 椭圆曲线DSA 234
• 7．5 可证明安全的签名方案 235
• 7．5．1 一次签名 235
• 7．5．2 全域Hash 238
• 7．6 不可否认的签名 241
• 7．7 fail-stop签名 245
• 7．8 注释与参考文献 248
• 习题 249
• 第8章 伪随机数的生成 252
• 8．1 引言与示例 252
• 8．2 概率分布的不可区分性 255
• 8．2．1 下一比特预测器 257
• 8．3 Blum-Blum-Shub生成器 262
• 8．3．1 BBS生成器的安全性 264
• 8．4 概率加密 268
• 8．5 注释与参考文献 272
• 习题 272
• 第9章 身份识别方案与实体认证 275
• 9．1 引言 275
• 9．2 对称密钥环境下的挑战-响应方案 277
• 9．2．1 攻击模型和敌手目标 281
• 9．2．2 交互认证 282
• 9．3 公钥环境下的挑战-响应方案 284
• 9．3．1 证书 285
• 9．3．2 公钥身份识别方案 285
• 9．4 Schnorr身份识别方案 287
• 9．4．1 Schnorr身份识别方案的安全性 290
• 9．5 Okamoto身份识别方案 293
• 9．6 Guillou-Quisquater身份识别方案 296
• 9．6．1 基于身份的身份识别方案 298
• 9．7 注释与参考文献 299
• 习题 299
• 第10章 密钥分配 303
• 10．1 引言 303
• 10．2 Diffie-Hellman密钥预分配 306
• 10．3 无条件安全的密钥预分配 307
• 10．3．1 Blom密钥预分配方案 307
• 10．4 密钥分配模式 313
• 10．4．1 Fiat-Naor密钥分配模式 315
• 10．4．2 Mitchell-Piper密钥分配模式 316
• 10．5 会话密钥分配方案 319
• 10．5．1 Needham-Schroeder方案 320
• 10．5．2 针对NS方案的Denning-Sacco攻击 321
• 10．5．3 Kerberos 321
• 10．5．4 Bellare-Rogaway方案 324
• 10．6 注释与参考文献 326
• 习题 327
• 第11章 密钥协商方案 330
• 11．1 引言 330
• 11．2 Diffie-Hellman密钥协商 330
• 11．2．1 端-端密钥协商方案 332
• 11．2．2 STS的安全性 332
• 11．2．3 已知会话密钥攻击 335
• 11．3 MTI 密钥协商方案 336
• 11．3．1 关于MTI/A0的已知会话密钥攻击 339
• 11．4 使用自认证密钥的密钥协商 341
• 11．5 加密密钥交换 344
• 11．6 会议密钥协商方案 346
• 11．7 注释与参考文献 348
• 习题 349
• 第12章 公开密钥基础设施 351
• 12．1 引言：PKI简介 351
• 12．1．1 一个实际协议：安全套接层SSL 353
• 12．2 证书 354
• 12．2．1 证书生命周期管理 355
• 12．3 信任模型 356
• 12．3．1 严格层次模型 356
• 12．3．2 网络化PKI模型 357
• 12．3．3 Web浏览器模型 359
• 12．3．4 Pretty Good Privacy(PGP) 359
• 12．4 PKI的未来 361
• 12．4．1 PKI的替代方案 361
• 12．5 基于身份的密码体制 362
• 12．5．1 基于身份的Cock加密方案 363
• 12．6 注释与参考文献 367
• 习题 368
• 第13章 秘密共享方案 370
• 13．1 引言：Shamir门限方案 370
• 13．1．1 简化的(t， t)门限方案 373
• 13．2 访问结构和一般的秘密共享 374
• 13．2．1 单调电路构造 375
• 13．2．2 正式定义 379
• 13．3 信息率和高效方案的构造 382
• 13．3．1 向量空间构造 383
• 13．3．2 信息率上界 389
• 13．3．3 分解构造 392
• 13．4 注释与参考文献 395
• 习题 396
• 第14章 组播安全和版权保护 398
• 14．1 组播安全简介 398
• 14．2 广播加密 398
• 14．2．1 利用Ramp方案的一种改进 406
• 14．3 组播密钥重建 409
• 14．3．1 “黑名单”方案 410
• 14．3．2 Naor-Pinkas 密钥重建方案 412
• 14．3．3 逻辑密钥层次体系方案 414
• 14．4 版权保护 416
• 14．4．1 指纹技术 416
• 14．4．2 可识别父码的性质 418
• 14．4．3 2-IPP码 419
• 14．5 追踪非法分发的密钥 422
• 14．6 注释与参考文献 426
• 习题 426
• 进一步阅读 430
• 参考文献 433