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第一章 通信保密系统1

1.1 通信系统模型2

1.2 密码系统模型和密码体制4

1.2.1 单钥与双钥密码体制4

1.2.2 密码系统定义和要求6

1.3 密码分析7

1.4 保密系统的保密性与随机性11

1.4.1 信息量和熵11

1.4.2 完善保密性与随机性13

1.4.3 唯一解距离、理论保密性与实际保密性16

1.5 复杂性理论简介18

1.5.1 算法复杂性19

1.5.2 问题的复杂性及其分类20

第二章 认证系统25

2.1 无条件安全认证码25

2.2 单向杂凑函数28

2.3 消息认证30

2.4 数字签名31

2.4.1 RSA签名方案32

2.4.2 ELGamal签名方案33

2.4.3 美国签名标准(DSS)33

2.4.4 Lamport签名方案(Lamport Signature Scheme)35

2.4.5 不可否认签名(Undeniable Signature)35

2.4.6 故障停止式签名方案(Fail-Stop Signature)38

2.5 身份认证方案(Identification Scheme)39

2.5.1 Schnorr身份认证方案40

2.5.2 Okamoto身份认证方案42

2.5.3 Guillou-Quisquater身份认证方案43

2.5.4 基于身份的认证方案(Identity-Based Identification Scheme)45

第三章 纠错码理论及其NPC问题48

3.1 线性分组码的基本概念48

3.1.1 码的生成矩阵、校验矩阵与对偶码48

3.1.2 Hamming重量、距离及码的纠错能力51

3.1.3 Hamming码52

3.1.4 线性码的重量分布与等价类54

3.2.1 循环码的基本概念56

3.2 BCH码与RS码56

3.2.2 BCH码59

3.2.3 RS码62

3.3 Goppa码63

3.4 线性分组码的一般译码算法67

3.4.1 最大后验概率译码、最大似然译码与最小Hamming距离译码68

3.4.2 完备译码与限定距离译码71

3.4.3 伴随式、标准阵与覆盖半径73

3.5 纠错码理论中的NPC问题与复杂性系数78

3.5.1 纠错码理论中的NPC问题78

3.5.2 译码复杂性系数80

3.6 信息集译码81

3.7 置换译码与伴随式译码85

3.7.1 置换译码86

3.7.2 伴随式译码90

3.8 秩距离码94

3.8.1 秩距离95

3.8.2 秩距离码的校验矩阵和生成距阵97

3.8.3 线性化多项式与秩循环码100

第四章 基于纠错码的公钥密码体制及认证方案106

4.1 McEliece公钥密码体制106

4.1.1 M公钥密码体制的加解密原理106

4.1.2 M公钥密码体制的安全性分析108

4.2 Niederreiter公钥密码体制113

4.2.1 Niederreiter公钥密码体制的加解密原理113

4.2.2 N公钥密码体制的安全性分析114

4.3 M公钥密码体制与N公钥密码体制的关系115

4.4 M公钥密码体制与N公钥密码体制的参数优化及性能比较116

4.5 M公钥密码体制的修改117

4.5.1 M公钥的纠错性能与安全性关系117

4.5.2 M公钥的变型119

4.5.3 增加M公钥的传信率120

4.6 X--W会议密钥分配方案123

4.6.1 X--W会议密钥分配方案的基本原理123

4.7.1 Stem方案的基本原理125

4.6.2 X--W方案的安全性分析125

4.7 Stem身份认证方案125

4.7.2 Stem身份认证方案的安全性分析126

4.7.3 Stem身份认证方案的一个变型127

4.7.4 变型后的Stem身份认证方案的安全性分析128

4.8 寻找线性分组码最小重量码字的算法128

4.8.1 T.S.Leon算法129

4.8.2 J.Stem算法130

4.8.3 J.Stem和T.S.Leon算法的应用132

第五章 基于纠错码的私钥密码体制137

5.1 Rao私钥密码体制137

5.1.1 Rao私钥密码体制的加解密算法137

5.1.2 Rao 私钥密码体制的安全性分析138

5.2 Rao-Nam私钥密码体制139

5.2.1 Rao-Nam私钥密码体制的加解密算法139

5.2.2 Rao-Nam私钥密码体制的安全性分析141

5.3.1 基本原理147

5.3 Li-Wang私钥密码体制147

5.3.2 安全性分析148

5.4 MC分组加密纠错体制151

5.4.1 MC体制的基本原理151

5.4.2 MC体制的安全性分析152

5.5 KAM私钥密码体制152

5.5.1 加解密原理153

5.5.2 安全性分析155

6.1 基于纠错码的Xinmei数字签名方案159

第六章 纠错码数字签名技术159

6.1.1 签名方法160

6.1.2 验签运算160

6.2 Xinmei签名方案的安全性分析与改进161

6.2.1 AW攻击及其它攻击162

6.2.2 AW方案164

6.2.3 修正Xinmei方案165

6.2.4 对AW方案和Xinmei方案的通用伪造攻击166

6.3.1 体制的构造168

6.3 签名、加密和纠错相结合的公钥体制168

6.3.2 签名、加密和纠错编码的实现169

6.3.3 体制的安全性分析171

第七章 密钥分散管理与纠错码174

7.1 密钥分散管理174

7.2 Shamir(k,n)门限方案175

7.3 (k,n)门限方案与线性分组码177

7.4 McEliece-Sarwate密钥分散管理方案183

7.5 二维码(k,n)门限方案185

7.6 一般密钥分散管理方案简介187

第八章 置换密码190

8.1 密码体制的置换机制190

8.2 置换的表示191

8.3 布尔函数和布尔置换192

8.4 布尔置换的运算和构造194

8.5 基于布尔置换的一种公开密钥密码体制201

8.6 布尔置换族205

8.7 弹性布尔函数208

第九章 消息认证码与纠错码213

9.1 消息认证模型213

9.2 消息认证理论216

9.2.1 消息认证的信息理论216

9.2.2 消息认证系统的安全度量指标222

9.3 消息认证码的构造实例225

9.4 利用区组设计构造认证码229

9.5 利用纠错码构造消息认证码236

9.5.1 SN-S认证系统237

9.5.2 关于SN-S认证系统的进一步讨论239

9.5.3 基于线性码的消息认证240

第十章 Cartesian认证码和纠错码246

10.1 Cartesian认证码的基本特征246

10.2 Cartesian认证码的组合构造253

10.3 由Cartesian认证码构造纠错码258

10.4 由纠错码构造Cartesian认证码260

10.5 基于秩距离码的具有仲裁的认证码的构造265

10.6 基于最大距离可分码的具有仲裁的认证码的构造270