密码学
（Cryptology）
课程代码：06410139
学分：3.0
学时：48（其中：讲课学时：48 实验学时：0 上机学时：0 课程实践学时：0 ）
先修课程：信息安全数学、离散数学
适用专业：信息安全
教材：《现代密码学概论》，潘森杉、仲红、潘桓等编著，清华大学出版社，2017年5月
一、课程性质与课程目标
（一）课程性质
该课程为信息安全专业的必修课，主要讲授密码学的基础知识及其在信息系统安全中的应用，特别是利
用密码技术提供信息的机密性、信息的完整性、安全的密钥交换以及事务的抗抵赖性等安全功能和服务，是一门理论性和应用性较强的课程。本课程要求学生掌握几种典型的古典密码算法、DES、AES、RSA、身份认证与数字签名等密码算法，培养学生在实践中解决问题的能力，为后续课程和将来的工作打下良好的基础。
（二）课程目标
课程目标1：了解密码学的基本模型和概念。
课程目标2：掌握几种典型的古典密码算法、DES、AES、RSA、身份认证与数字签名等密码算法。
课程目标3：了解前沿密码方案和协议，理解密码学对工作和生活的正面作用。
课程目标4：掌握密码设计的与分析中的关键思想。
课程目标5：培养学生在实践中解决问题的能力，为后续课程和将来的工作打下良好的基础。
课程目标6：对于信息安全专业的本科生，在具有一定的编程能力后，应当具备用其设计实现算法的能力。
（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系
本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点：
1.毕业要求1-3：具备对复杂工程问题进行分析和建模的工程基础和专业基础知识。
2.毕业要求2-2：借助文献辅助，具备对信息安全复杂工程问题进行建模及求解的能力。
3.毕业要求5-1：能够对相关技术、工具进行分析、处理、比较，并理解其局限性。
二、课程内容及教学要求
第一章密码学的基本模型与概念
增值税的征税范围（一）课程内容
密码学的基本概念：密码学名词定义、保密通信模型、攻击者的手段、Kerckhoffs原则和密码分析的攻击方式。对称和非对称密码系统和密码协议的攻防举例。
（二）教学要求
掌握密码学的基本概念，理解对称与非对称密码系统，了解密码协议。
（三）重点与难点
1.重点
密码基本概念。
2.难点
密码分析的攻击类型。
第二章古典密码的演化
（一）课程内容
单表代换密码及频率分析、多表代换密码、分组密码、一次一密、伪随机序列的生成、转轮密码。
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（二）教学要求
掌握一些典型的古典密码算法，特别是移位密码、Vigenère密码；了解古典密码的统计分析方法。
（三）重点与难点
1.重点
Vi genère密码，古典密码的分析方法。
2.难点
古典密码的统计分析方法。
第三章数据加密标准
（一）课程内容
DES的历史及描述、Fesistel结构及加解密的同结构、DES密码体制各结构及加解密流程、分组密码的工作模式、破解DES的工作和三重DES。
（二）教学要求
掌握DES密码算法的设计、实现技术及其应用；了解我国商用密码SMS技术。
本科英文（三）重点与难点
1.重点
DES密码算法。
2.难点
DES算法的加解密过程。
第四章高级加密标准
（一）课程内容
AES的起源、SPN结构、AES密码体制结构及各组件的工作方式、AES设计思路、有限域的概念及运算。
（二）教学要求
掌握AES密码算法的设计、实现技术及其应用。
（三）重点与难点
1.重点
AES方案的结构。
2.难点
AES方案的加解密过程。
第五章 RSA与公钥体制
（一）课程内容云朝雨暮
公开密钥密码的基本概念、RSA密码、RSA签名、RSA协议验证应用、素性判定、RSA-129挑战与因式分解、RSA攻击。
（二）教学要求
了解公开密钥密码的基本概念；重点掌握RSA密码的设计、实现及其应用。
（三）重点与难点
1.重点
葛根种植RSA密码方案
2.难点
RSA算法的安全性。。
第六章离散对数与数字签名
（一）课程内容
红衣花生离散对数问题及其计算、Diffie-Hellman密钥交换协议、ElGamal密码体制、比特承诺、生日攻击、散列函数、数字签名。
（二）教学要求
掌握Diffie-Hellman协议和ElGama密码体制，理解数字签名的概念，利用公开密钥密码实现数字签名。
（三）重点与难点
1.重点
离散对数问题。
2.难点
离散对数问题的计算。
第七章密钥管理技术回答问题英语
（一）课程内容
密钥的生成、分配、使用、存储、更新、生命周期、备份、恢复和托管。
（二）教学要求
了解密钥管理的概念及传统密码的密钥管理技术；重点掌握公开密钥密码的密钥管理以及公开密钥基础设施（PKI）
（三）重点与难点
1.重点
密钥维护。
2.难点
密钥分配。
第八章几个重要的密码话题
（一）课程内容
秘密共享（秘密分割和门限方案）、博弈（抛硬币博弈、扑克博弈、匿名密钥分配），零知识（零知识证明模型、零知识证明协议和身份认证协议）。
（二）教学要求
了解密码方案与协议的广泛用途，理解密码学话题的原理。
（三）重点与难点
1.重点
熊老师秘密共享，博弈，零知识。
2.难点
密码应用的安全性。
第九章密码学新技术
（一）课程内容
椭圆曲线原理及应用、双线性映射及其应用、分别基于离散对数和双线性对的群签名方案、量子计算机对密码学的挑战及量子密码。
（二）教学要求
理解古椭圆曲线，双线性在密码学中的应用，了解量子密码对现代密码的影响。
（三）重点与难点
1.重点
椭圆曲线，双线性对，量子密码
2.难点
量子密码的安全性。
第十章密码技术新应用
（一）课程内容
电子商务概述及安全、比特币发展与原理，轻量级密码及物联网的概念和网络架构安全。
（二）教学要求
了解密码技术在电子商务领域的作用，比特币的发展和物联网安全的需求。
（三）重点与难点
1.重点
比特币。
2.难点
比特币的安全性。
三、学时分配及教学方法
