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课程介绍

本课程讲义需结合幻灯片和参考教材学习。中文讲义大体可以看作是英文幻灯片的翻译,其区别主要在于:

  • 中文讲义不包含英文幻灯片中图片
  • 中文讲义对英文幻灯片中一小部分内容只有简单的占位性的文字
  • 中文讲义对英文幻灯片的部分内容有解释性补充

信息化重塑了人类社会,形成了信息社会,而密码学是保护信息社会中人类信息活动的理论基础。

  1. 在本课程中,我们学习密码学原理,内容包含实现信息安全所需要的应用数学知识,但不包含如何实现相关方案。

  2. 密码学是一个庞大的工具,作为许多安全机制的基础,用于保护通信和计算安全。

    • 其应用包括,保护Web流量的HTTPS,保护Wifi的WPA2/3,数字内容保护,比特币等。
    • 然而,密码学无法解决所有安全问题,并且只有在其被正确地实现和使用时才是可靠的。
    • 值得强调的是,我们不应该自己发明密码学,而是尽量用现成的。在后面的课程中会学习为何如此。
  3. 本课程目的是学习什么是严格的信息安全,如何严格地保护信息,以及数学与工程是如何互动的。

  4. 密码学成果中很多都归功于图灵奖得主们。我们将学习这些研究成果。

    • (思考)我们以这些科学家为榜样!同时,意识到我们在信息安全基础研究方面的差距。
    • (思考)姚期智老师回国任教,培养未来的科学家。
  5. 本课程大纲包括古典密码学与完美保密,私钥(对称)加密,消息认证码(MAC),分组(块)密码,单向函数(OWF),数论,整数分解,离散对数,密钥管理,公钥(非对称)密码学,数字签名,陷门函数(TPD),随机预言机(ROM),(神奇的)密码学协议等。

  6. 本课程大纲组织结构(中文)如图所示,可分为四大部分:安全思想,基础理论/假设,安全定义,以及如何根据基础理论/假设来实现安全定义的密码学体制。

  7. 教材、幻灯片课件与交流方式

    • 参考教材为Jonathan Katz和Yehuda Lindell合著的IMC(Introduction to Mordern Cryptography)的第3版。
    • 课件和作业在GitHub上,随着课程开展会不定期更新。https://github.com/YuZhang/cryptography
    • 在Coursera上有斯坦福大学Dan Boneh教授的英文慕课,建议大家学习。
    • 请大家加入本课程的QQ群进行学习交流。
    • 为什么用英文教材和课件?因为未来我们将与英文的密码学资料打交道。密码学知识成果最初是英文书写的,最好的密码学学习资料也是英文的,而且密码学工具也是英文。为了更易于理解和交流,我们上课用汉语。为此,配套了中文讲义(对,正是您在阅读的这个)。
  8. 本课程考核包括两部分:作业占4%x5=20%,期末考试占80%。

    • 根据期末成绩的最高分,优秀作业有可能(只是可能)被奖励额外5%。

    • 建议认真研读参考教材IMC,自己做作业(否则很难理解密码学核心思想),当然更不要抄袭作业。