本书主要涵盖密码学背景基础、密码算法及其应用、密码分析、密码学新方向四大主题。首先，介绍网络空间安全和密码学的相关概念，并概述了密码学的发展历程。然后，对密码算法应用以及国密算法标准体系进行了介绍，包含古典密码、分组密码、序列密码、哈希函数、公钥密码、数字签名、密钥建立与管理。接下来，重点讨论密码应用安全和密码分析手段，主要介绍了常用的侧信道攻击及其防御措施、密码设计安全验证。最后，简要介绍了同态加密、安全多方计算、隐私集合求交与联邦学习、区块链与数字货币、后量子密码等密码学新技术。 本书既可以作为高等院校网络空间安全、信息安全、密码科学与技术、网络安全和保密技术等安全类专业本科生或研究生相关课程教材，也可以作为集成电路硬件安全领域从事密码侧信道分析研究和开发工作人员的参考书。

胡伟，西北工业大学网络空间安全学院，教授，院长助理。长期从事《密码学》方面的研究和教学工作，教学成果获2022年西北工业大学优秀青年教师（吴亚军奖）、2023年“本科最满意教师”奖、2023校级教学成果特等奖，指导信息安全作品赛国家一等奖和互联网+省赛金奖。主持国家重点研发课题、国家自然科学基金重点、面上和青年项目等10余项，授权发明专利8项。在IEEE和ACM知名期刊和会议上发表论文80余篇（一作及通信作者45篇，CCF A、B类27篇）。科研成果获保密科学技术二等奖（部级，R2）、党政机要密码科学技术三等奖（部级，R2）和GF技术发明二等奖（省部级，R3）。入选国家 级青年拔尖人才计划。

前言
第1章概论
11网络空间安全
12典型网络安全案例
121Qualcomm可信区间攻击事件
122Crypto AG公司事件
123勒索病毒
124特斯拉数据泄露事件
125StarBleed漏洞
126“骑士”漏洞
127“剑桥分析”事件
13密码学
14密码学与网络空间安全
第2章古典密码
21密码学简介
211密码的作用
212密码体制的组成
213密码体制的分类
22密码体制的安全性
221穷举攻击法
222统计分析攻击法
223数学分析攻击法
224密码体制设计原则
225安全评估标准
226密钥的管理和分发
23古典密码算法
231置换密码
232移位密码
233替代密码
234代数密码
24古典密码的安全性
习题
第3章分组密码
31分组密码简介
311分组密码原理
312分组密码设计原则
313分组密码组件
314分组密码结构
315分组密码工作模式
32数据加密标准
321加密算法
322解密算法
323密钥扩展
324可逆性和对合性
325安全性
326双重数据加密标准
327三重数据加密标准
33高级加密标准
331数学基础
332加密算法
333解密算法
334密钥扩展
335安全性
34国际数据加密算法
341加密
342轮结构
343子密钥生成
344解密
345安全性
35SM4分组密码算法
351概述
352加密算法
353解密算法
354密钥扩展算法
355安全性
36Kasumi算法
361算法结构
362安全性
363应用
364其他Feistel结构密码算法
37轻量级分组密码算法
371Midori算法
372LBlock算法
373Present密码算法
38分组密码应用示例
381DES加解密过程示例
382IDEA加解密过程示例
383AES加解密过程示例
384SM4加解密过程示例
习题
第4章序列密码
41序列密码简介
411序列密码的设计思路
412同步/自同步序列密码
42线性反馈序列密码
421线性反馈移位寄存器
422线性反馈序列密码
423线性反馈序列密码的安全性分析
43非线性反馈序列密码
44A5序列密码
441加密与解密
442流密钥生成
443安全性
45RC4序列密码
451流密钥生成
452安全性
46祖冲之序列密码
461算法结构
462机密性算法128-EEA3
463安全性
47轻量级序列密码
471轻量级序列密码算法
472Grain v1序列密码
473MICKEY v2序列密码
474Trivium序列密码
48序列密码应用示例
481A5加解密过程示例
482RC4加解密过程示例
483祖冲之加解密过程
示例
习题
第5章哈希函数
51哈希函数基础
52SHA-256哈希算法
521算法基础
522算法描述
53SM3密码哈希算法
531算法基础
532算法描述
533安全性分析
54消息认证码与 HMAC算法
541消息认证码
542HMAC算法
55哈希函数应用示例
551SHA-256运算过程示例
552SM3运算过程示例
553HMAC运算过程示例
习题
第6章公钥密码
61公钥密码设计思想
62RSA密码算法
621加解密算法
622安全性
63ElGamal密码算法
631离散对数问题
632加解密算法
633安全性
64ECC密码算法
641椭圆曲线
642椭圆曲线密码
65SM2公钥密码算法
66公钥密码应用示例
661RSA加解密过程示例
662SM2加解密过程示例
习题
第7章数字签名
71数字签名概述
72RSA数字签名
73ElGamal数字签名
74数字签名标准
741数字签名算法
742椭圆曲线数字签名算法
75SM2椭圆曲线公钥密码数字签名算法
76数字签名应用示例
761ECDSA签名及验证过程示例
762SM2签名及验证过程示例
习题
第8章密钥建立与管理
81对称密钥的建立及分配
811密钥分类
812密钥建立方式
813基于对称密码体制的认证密钥分配协议——Kerberos方案
814公钥密码系统的密钥传送方案
82公钥密码体制的密钥管理
821公钥基础设施的概念
822公钥数字证书
823证书撤销列表
824认证机构
825PKI相关标准
826基于PKI的MQV认证密钥交换
827基于PKI的TLS协议
习题
第9章侧信道攻击与分析
91侧信道攻击概述
911侧信道攻击种类
912侧信道攻击方法
92能量侧信道攻击
921能量泄漏原理与模型
922能量侧信道攻击方法
923DES算法的差分能量攻击
924AES算法的相关能量攻击
925模板攻击
926基于机器学习的能量侧信道攻击
93RSA时间侧信道攻击
94针对基于格的后量子密码Kyber的侧信道攻击
941后量子密码Kyber算法简介
942基于格的后量子密码Kyber的侧信道攻击
95故障注入攻击
951故障注入攻击流程
952故障注入方式
953故障分析
96AES相关故障注入攻击
961AES故障效应传播分析
962AES相关故障分析
963针对128位AES的故障注入攻击
964针对192位和256位AES的故障注入攻击
965AES相关故障注入攻击实验结果
97侧信道攻击防御方法
971能量侧信道防护
972时间侧信道防护
973故障注入攻击防御
98密码设计安全验证
981信息流安全模型
982时间侧信道安全验证
983能量侧信道安全验证
984密码设计属性安全验证
习题
第10章密码学新方向
101同态加密
1011同态加密简介
1012部分同态加密
1013些许同态加密
1014全同态加密
102安全多方计算
1021安全多方计算概述
1022安全多方计算构造基础
1023安全多方计算协议的构造方法
103隐私集合求交与联邦学习
1031隐私集合求交概述
1032隐私集合求交的基础协议
1033联邦学习概述
1034联邦学习典型算法
104区块链与数字货币
1041区块链与数字货币概述
1042区块链的建立过程
1043零币协议——Zerocoin
1044零钞协议——Zerocash
105后量子密码
1051震动密码学界的量子计算机
1052基于格的密码算法
习题
参考文献