密码学讲义：Shafi Goldwasser & Mihir Bellare

"这是一份由Shafi Goldwasser和Mihir Bellare编写的密码学讲义，用于他们在麻省理工学院夏季开设的一周课程6.87s。这份讲义结合了Goldwasser在MIT教授的密码学与密码分析课程以及Bellare在加州大学圣地亚哥分校教授的密码学与网络安全课程的笔记。Rosario Gennaro作为1996年课程的助教，为讲义贡献了第9.6节、第11.4节、第11.5节和附录D，并从各种来源整理了部分习题放入附录E。" 正文: 密码学是信息安全的核心领域，它研究如何在不安全的环境中安全地传输信息。Shafi Goldwasser和Mihir Bellare的讲义涵盖了该领域的基本概念、算法和技术。这本教材以其深度和广度，成为了研究生教育的经典参考资料，受到了广泛的好评。 1. 密码学基础：讲义可能涵盖了密码学的基本概念，如对称加密（如DES和AES）和非对称加密（如RSA和ElGamal），以及它们的工作原理。对称加密使用相同的密钥进行加密和解密，而非对称加密则需要一对公钥和私钥，其中公钥用于加密，私钥用于解密。 2. 密码分析：这部分可能讨论了如何破译加密系统，包括统计分析、穷举攻击和已知明文攻击等方法，以及如何设计抵抗这些攻击的加密算法。 3. 数学基础：密码学依赖于数学理论，尤其是数论、抽象代数和概率论。讲义可能深入探讨了这些领域的基础知识，如大素数分解、离散对数问题以及随机性在密码学中的应用。 4. 密码协议和安全性模型：讲义可能涉及了如何构建安全的通信协议，如Diffie-Hellman密钥交换和SSL/TLS协议。此外，安全性模型，如无条件安全和计算安全性，是理解密码学系统安全性的关键。 5. 公钥基础设施（PKI）：PKI是现代网络通信中确保身份验证和数据完整性的基石。讲义可能会讨论证书颁发机构（CA）、数字签名和证书撤销列表（CRL）等概念。 6. 安全哈希函数和消息认证码（MAC）：这部分可能涵盖了哈希函数的性质，如碰撞抵抗和第二预映射抵抗，以及如何通过MAC实现消息的完整性。 7. 随机性和伪随机生成器：在密码学中，真正的随机性是至关重要的，但实际中往往需要通过伪随机生成器来模拟。这部分可能讲解了如何构造和分析伪随机序列。 8. 身份认证和访问控制：讲义可能包含了基于密钥的身份认证协议，如Kerberos，以及访问控制机制，如访问控制列表（ACL）和能力系统。 9. 密码学的最新发展：随着技术的进步，密码学也在不断演进。讲义可能提到了量子密码学、同态加密和多方计算等前沿话题。 10. 实际应用与挑战：最后，可能会讨论密码学在现实世界中的应用，如电子支付、云存储安全和物联网安全，以及面临的挑战，如侧信道攻击和后量子密码学。 这本讲义提供了一个全面的密码学教育框架，不仅适合初学者了解密码学的基本原理，也适合专业人士深入研究特定主题。通过阅读和学习，读者可以对密码学有更深入的理解，并能应对不断变化的信息安全挑战。