天津大学密码学课程教学大纲

天津大学《密码学》课程教学大纲

课程编号：2160157 课程名称：密码学

学时：32 学分： 2

学时分配：授课： 32

授课学院：计算机科学与技术学院

适用专业：计算机科学与技术

先修课程：

一．课程的性质与目的

密码学是计算机科学与技术专业的专业选修课。

大量的信息以数据形式存放在计算机系统中并通过公共信道传输。若这些信息的安全受到危害，则会危及国家的安全，引起社会的混乱，从而造成重大损失。确保信息的安全已成为计算机科学技术的热点领域。密码技术是信息安全中的关键技术，它的有效使用可以极大地提高计算机与网络的安全性。

课程的目的在于为已经或即将完成计算机学位基础课程并计划从事信息安全工程实践或理论研究的学生提供基础指导。

二．教学基本要求

通过本课程的学习，学生应掌握现代密码学的基本原理和基本目标；掌握现代密码学中的主要方法和关键技术；初步了解一些现代密码学中的高级课题。

三．教学内容

密码学概论：概括介绍现代密码学的产生背景，基本概念术语，基本理论，基本技术，安全模型等。

数论与代数初步：介绍现代密码学涉及的数论与代数的知识，包括：同余和剩余概念，中国剩余定理，费马定理和欧拉定理，二次剩余，原根，群、环、域的基本知识等。

DES加密标准：DES加密算法及其安全问题，口令安全应用，防止篡改码。

AES加密标准：AES加密算法及其快速实现方法，加密模式，消息认证码。

RSA算法与Rabin算法：RSA算法的构造、安全分析、参数选择，Rabin算法的构造、安全分析、参数选择。

离散对数：离散对数问题与安全分析，ElGamal加密算法，比特承诺。

数字签名：RSA签名方案，ElGamal签名族，生日攻击。

椭圆曲线：椭圆曲线算术，椭圆曲线密码，椭圆曲线在分解方面的应用。

密码执行：素性测试，模幂和多模幂算法，中国剩余定理加速RSA解密，Montgomery约减方法。

电子商务与电子现金：SET协议，不可否认签名，电子现金协议。

秘密分享：秘密分享的应用，秘密分割，几个门限方案。

游戏：电话投币方案，电话扑克方案。

零知识证明技术：零知识证明的基本概念，几个鉴别方案。

密钥建立技术：密钥分配协议，密钥协商协议，Kerberos系统，公钥基础设施(PKI)。

四．学时分配

* 自学内容

五．评价与考核方式

最终成绩评定由两部分组成：期末闭卷考试(80%)、平时成绩(20%)。

六．教材与主要参考资料

[1]Wade Trappe, Lawrence C. Washington,Introduction to cryptography with coding theory, Prentice-Hall (科学出版社影印), 2002。

[2] Alfred J. Menezes, Paul C. van Oorschot, Scott A. Vanstone, Handbook of applied cryptography, CRC Press, 1997。

[3] Bruce Schneier著，吴世忠，祝世雄，张文政等译，何德全审校，应用密码学——协议、算法与C源程序(第2版)，机械工业出版社，2000。

[4] Wenbo Mao著，王继林，伍前红等译，王育民，姜正涛审校，现代密码学理论与实践，电子工业出版社，2004。

[5] 卢开澄，计算机密码学——计算机网络中的数据保密与安全(第3版)，清华大学出版社，2003。

TU Syllabus for Cryptology

Code: 2160157Title: Cryptology

Semester Hours: 32 Credits: 2

Semester Hour

32

Structure Lecture：

Offered by: School of Computer Science and Technology

for: Computer Science and Technology

Prerequisite:

1. Objective

The purpose of this course is to provide a practical tutorial of both the principles and practice of modern cryptography. The course mainly addresses three topics: the basic cryptographic concepts and mathematical backgrounds (Chapters 1-2); basic cryptographic algorithms (Chapters 3-8), e.g. symmetric encryption algorithms, public-key encryption algorithms, digital signatures, and their implementations (Chapter 9); advance cryptographic protocols (Chapters 10-14), e.g. digital cash, zero-knowledge techniques, key establishment protocols.

2. Course Description

We decide on the following requirements to design this course: (1) the course should be up-to-date and cover a board selection of topics from a mathematical point of view;

(2) the material should be accessible to mathematically mature students having little background in number theory and computer programming; (3) there should be examples involving numbers large enough to demonstrate how the algorithms really work. It is impossible to appreciate the significance of some of the techniques discussed in the course without a basic understanding of number theory and some results from probability theory. Nevertheless, an attempt has been made to make the course self-contained. The course presents not only the basic mathematical results that are needed but provides the university students with an intuitive understanding of those results.