湖州師范學(xué)院本科信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)理論課教學(xué)大綱

1、湖州師范學(xué)院本科信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)理論課教學(xué)大綱現(xiàn)代密碼學(xué)總學(xué)時(shí)：54 學(xué)分：3課程屬性：專業(yè)限選課 開課單位：信息工程學(xué)院后續(xù)課程：信息安全技術(shù)等一、課程的性質(zhì)現(xiàn)代密碼學(xué)課程信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)限選課。開設(shè)本課程主要講授密碼學(xué)的基本理論、一些有代表性的密碼體制以及密碼的應(yīng)用技術(shù)。目的是讓學(xué)生掌握密碼學(xué)的基本理論和概念方法以及一些經(jīng)典的加密算法。二、教學(xué)目的開設(shè)本課程的目的是使學(xué)生系統(tǒng)地獲密碼學(xué)理論的基本知識(shí)、掌握常用的加密解密方法。了解數(shù)字簽名理論和常用的數(shù)字簽名方法。三、教學(xué)內(nèi)容本課程主要介紹以下內(nèi)容：古典密碼學(xué)、Shannon理論、分組密碼與高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)、Hash函數(shù)、RSA密碼

2、體制和整數(shù)因子分解、四、學(xué)時(shí)分配章課程內(nèi)容學(xué)時(shí)1古典密碼學(xué)62Shannon理論63分組密碼與高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)94Hash函數(shù)65RSA密碼體制和整數(shù)因子分解96基于離散對(duì)數(shù)問題的公鑰密碼體制97簽名方案9五、教學(xué)方式本課程以課堂講授為主，答疑為輔，學(xué)生必須完成一定的作業(yè)量。對(duì)適合的內(nèi)容以軟件演示來做輔助教學(xué)。六、考核方式本課程考核以筆試為主，主要考核學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論、基本概念的掌握程度、學(xué)生邏輯推理能力和計(jì)算能力以及綜合解決問題的能力。平時(shí)成績占30%，期末成績占70%。七、教材及教學(xué)參考書教材：Douglas R. Stinson著，馮登國譯：密碼學(xué)原理與實(shí)踐（第二版），電子工業(yè)出版社，2003

3、年。教參：楊波，現(xiàn)代密碼學(xué)，清華大學(xué)出版社，2003年。八、教學(xué)基本內(nèi)容及要求第一章 古典密碼學(xué)（一）教學(xué)目的古典密碼學(xué)凝聚了古人的勤勞和智慧。通過本章教學(xué)使學(xué)生了解古人使用的密碼方法，以及為什么古人使用的加密方法在現(xiàn)在為什么不安全。（二）教學(xué)重點(diǎn)古典密碼的分析。（三）主要內(nèi)容1）密碼學(xué)的基本概念2）古典密碼，古典密碼的統(tǒng)計(jì)分析（四）基本要求要求學(xué)生掌握的基本概念、理論、原理：要求學(xué)生掌握密碼定義、密碼體制定義、密碼學(xué)分類。掌握古典密碼學(xué)計(jì)算方法。了解古典密碼種類與統(tǒng)計(jì)分析。第二章 Shannon理論（一）教學(xué)目的通過本章學(xué)習(xí)，在掌握密碼學(xué)概念的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌握完善保密性和熵的概念，理解乘積

4、密碼體制的思想。（二）教學(xué)重點(diǎn)偽密鑰和惟一解距離的概念和計(jì)算。（三）主要內(nèi)容1引言；2概率論基礎(chǔ)；3完善保密性；4熵；5偽密鑰和惟一解距離。6. 乘積密碼體制（四）基本要求掌握完善保密性和熵的概念，理解乘積密碼體制的思想。第三章 分組密碼與高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(一) 教學(xué)目的掌握分組密碼概念。掌握AES、DES算法原理。了解其他形式的分組密碼。（二）教學(xué)重點(diǎn)重點(diǎn)AES、DES算法。難點(diǎn)AES、DES算法具體實(shí)現(xiàn)。（三）主要內(nèi)容1代換-置換網(wǎng)絡(luò)；2線性密碼分析；3差分密碼分析；4數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)；5高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)。（四）基本要求要求學(xué)生掌握的基本概念、理論、原理：要求掌握AES、DES算法原理。會(huì)利用兩種加密

5、算法加密，計(jì)算加密結(jié)果。第四章 Hash函數(shù)(一)教學(xué)目的Hash函數(shù)是密碼學(xué)和數(shù)字簽名的一個(gè)重要組成部分，通過本章的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步掌握密碼學(xué)知識(shí)，并為后面的數(shù)字簽名打下基礎(chǔ)。（二）教學(xué)重點(diǎn) Hash函數(shù)的安全性，隨機(jī)預(yù)言模型和算法。（三）主要內(nèi)容1Hash函數(shù)與數(shù)據(jù)完整性；2Hash函數(shù)的安全性；3迭代Hash函數(shù)；4消息認(rèn)證碼；5無條件安全消息認(rèn)證碼。（四）基本要求1掌握Hash函數(shù)的原像穩(wěn)固，碰撞穩(wěn)固等概念，掌握消息認(rèn)證碼的概念，了解無條件安全消息認(rèn)證碼。第五章 RSA密碼體制和整數(shù)因子分解6(一)教學(xué)目的掌握RSA公開密鑰密碼的概念。掌握RSA公開密鑰密碼體制實(shí)現(xiàn)的一些具體算法（如素性檢

6、測算法、Pollardcp-1算法等）。會(huì)利用此算法對(duì)文件進(jìn)行加密解密。（二）教學(xué)重點(diǎn)RSA密碼體制的實(shí)現(xiàn)過程以及相應(yīng)的一些算法，RSA安全性的一些要求以及原因。（三）主要內(nèi)容1數(shù)論基礎(chǔ)；2RSA密碼體制；3素性檢測、模n的平方根；4分解因子算法、對(duì)RSA的其他攻擊。（四）基本要求掌握RSA公開密鑰密碼體制方法和實(shí)現(xiàn)的一些具體算法。會(huì)利用此算法對(duì)文件進(jìn)行加密解密。第六章 基于離散對(duì)數(shù)問題的公鑰密碼體制(一)教學(xué)目的掌握其它幾種公開密鑰密碼的具體算法。會(huì)利用幾種加密算法對(duì)文件進(jìn)行加密解密。計(jì)算結(jié)果。了解公鑰密碼的發(fā)展趨勢。（二）教學(xué)重點(diǎn)ElGamalc密碼體制，難點(diǎn)是橢圓曲線密碼體制。（三）主要內(nèi)容1ElGamalc密碼體制和離散對(duì)數(shù)問題的算法；2有限域和橢圓曲線；3ElGamal體制的安全性。（四）基本要求要求學(xué)生掌握基本概念、理論、原理：掌握幾種公開密鑰密碼的具體算法。會(huì)利用幾種加密算法對(duì)文件進(jìn)行加密解密，計(jì)算結(jié)果。第七章 簽名方案(一)教學(xué)目的掌握數(shù)字簽名的概念。掌握數(shù)字簽名方法。會(huì)利用數(shù)字簽名算法進(jìn)行數(shù)字簽名。（二）教學(xué)重點(diǎn)重點(diǎn)數(shù)字簽名概念和幾種簽名算法。難點(diǎn)幾種數(shù)字簽名算法具體實(shí)現(xiàn)。（三）主要內(nèi)容1簽名方案的安全需求；2ElGama