糾錯密碼理論

第一章　通信保密系統(tǒng)　1                   
 1.1　通信系統(tǒng)模型　2                   
 1.2　密碼系統(tǒng)模型和密碼體制　4                   
 1.2.1　單鑰與雙鑰密碼體制　4                   
 1.2.2　密碼系統(tǒng)定義和要求　6                   
 1.3　密碼分析　7                   
 1.4　保密系統(tǒng)的保密性與隨機性　11                   
 1.4.1　信息量和熵　11                   
 1.4.2　完善保密性與隨機性　13                   
 1.4.3　唯一解距離. 理論保密性與實際保密性　16                   
 1.5　復(fù)雜性理論簡介　18                   
 1.5.1　算法復(fù)雜性　19                   
 1.5.2　問題的復(fù)雜性及其分類　20                   
                   
 第二章　認(rèn)證系統(tǒng)　25                   
 2.1　無條件安全認(rèn)證碼　25                   
 2.2　單向雜湊函數(shù)　28                   
 2.3　消息認(rèn)證　30                   
 2.4　數(shù)字簽名　31                   
 2.4.1　RSA簽名方案　32                   
 2.4.2　ELGamal簽名方案　33                   
 2.4.3　美國簽名標(biāo)準(zhǔn)(DSS)　33                   
 2.4.4　Lamport簽名方案(Lamport Signature Scheme)　35                   
 2.4.5　不可否認(rèn)簽名(Undeniable Signature)　35                   
 2.4.6　故障停止式簽名方案(Fail Stop Signature)　38                   
 2.5　身份認(rèn)證方案(Identification Scheme)　39                   
 2.5.1　Schnorr身份認(rèn)證方案　40                   
 2.5.2　Okamoto身份認(rèn)證方案　42                   
 2.5.3　Guillou-Quisquater身份證方案　43                   
 2.5.4　基于身份的認(rèn)證方案(Identity Based Identification Scheme)　45                   
                   
 第三章　糾錯碼理論及其NPC問題　48                   
 3.1　線性分組碼的基本概念　48                   
 3.1.1　碼的生成矩陣. 校驗矩陣與對偶碼　48                   
 3.1.2　Hamming重量. 距離及碼的糾錯能力　51                   
 3.1.3　Hamming碼　52                   
 3.1.4　線性碼的重量分布與等價類　54                   
 3.2　BCH碼與RS碼　56                   
 3.2.1　循環(huán)碼的基本概念　56                   
 3.2.2　BCH碼　59                   
 3.2.3　RS碼　62                   
 3.3　Goppa碼　63                   
 3.4　線性分組碼的一般譯碼算法　67                   
 3.4.1　最大后驗概率譯碼. 最大似然譯碼與最小Hamming距離譯碼　68                   
 3.4.2　完備譯碼與限定距離譯碼　71                   
 3.4.3　伴隨式. 標(biāo)準(zhǔn)陣與覆蓋半徑　73                   
 3.5　糾錯碼理論中的NPC問題與復(fù)雜性系數(shù)　78                   
 3.5.1　糾錯碼理論中的NPC問題　78                   
 3.5.2　譯碼復(fù)雜性系數(shù)　80                   
 3.6　信息集譯碼　81                   
 3.7　置換譯碼與伴隨式譯碼　85                   
 3.7.1　置換譯碼　86                   
 3.7.2　伴隨式譯碼　90                   
 3.8　秩距離碼　94                   
 3.8.1　秩距離　95                   
 3.8.2　秩距離碼的校驗矩陣和生成距陣　97                   
 3.8.3　線性化多項式與秩循環(huán)碼　100                   
                   
 第四章　基于糾錯碼的公鑰密碼體制及認(rèn)證方案　106                   
 4.1　McEliece公鑰密碼體制　106                   
 4.1.1　M公鑰密碼體制的加解密原理　106                   
 4.1.2　M公鑰密碼體制的安全性分析　108                   
 4.2　Niederreiter公鑰密碼體制　113                   
 4.2.1　Niederreiter公鑰密碼體制的加解密原理　113                   
 4.2.2　N公鑰密碼體制的安全性分析　114                   
 4.3　M公鑰密碼體制與N公鑰密碼體制的關(guān)系　115                   
 4.4　M公鑰密碼體制與N公鑰密碼體制的參數(shù)優(yōu)化及性能比較　116                   
 4.5　M公鑰密碼體制的修改　117                   
 4.5.1　M公鑰的糾錯性能與安全性關(guān)系　119                   
 4.5.2　M公鑰的變型　120                   
 4.5.3　增加M公鑰的傳信率　123                   
 4.6　X—W會議密鑰分配方案　123                   
 4.6.1　X—W會議密鑰分配方案的基本原理　125                   
 4.6.2　X—W方案的安全性分析　125                   
 4.7　Stern身份認(rèn)證方案　125                   
 4.7.1　Stern方案的基本原理　126                   
 4.7.2　Stern身份認(rèn)證方案的安全性分析　127                   
 4.7.3　Stern身份認(rèn)證方案的一個變型　128                   
 4.7.4　變型后的Stern身份認(rèn)證方案的安全性分析　128                   
 4.8　尋找線性分組碼最小重量碼字的算法　129                   
 4.8.1　T.S.Leon算法　130                   
 4.8.2　J.Stern算法　130                   
 4.8.3　J.Stern和T.S.Leon算法的應(yīng)用　132                   
                   
 第五章　基于糾錯碼的私鑰密碼體制　137                   
 5.1　Rao私鑰密碼體制　137                   
 5.1.1　Rao私鑰密碼體制的加解密算法　137                   
 5.1.2　Rao私鑰密碼體制的安全性分析　138                   
 5.2　Rao-Nam私鑰密碼體制　139                   
 5.2.1　Rao-Nam私鑰密碼體制的加解密算法　139                   
 5.2.2　Rao-Nam私鑰密碼體制的安全性分析　141                   
 5.3　Li-Wang私鑰密碼體制　147                   
 5.3.1　基本原理　147                   
 5.3.2　安全性分析　148                   
 5.4　MC分組加密糾錯體制　151                   
 5.4.1　MC體制的基本原理　151                   
 5.4.2　MC體制的安全性分析　152                   
 5.5　KAM私鑰密碼體制　152                   
 5.5.1　加解密原理　153                   
 5.5.2　安全性分析　155                   
                   
 第六章　糾錯碼數(shù)字簽名技術(shù)　159                   
 6.1　基于糾錯碼的Xinmei數(shù)字簽名方案　159                   
 6.1.1　簽名方法　160                   
 6.1.2　驗簽運算　160                   
 6.2　Xinmei簽名方案的安全性分析與改進　161                   
 6.2.1　AW攻擊及其它攻擊　162                   
 6.2.2　AW方案　164                   
 6.2.3　修正Xinmei方案　165                   
 6.2.4　對AW方案和Xinmei方案的通用偽造攻擊　166                   
 6.3　簽名. 加密和糾錯相結(jié)合的公鑰體制　168                   
 6.3.1　體制的構(gòu)造　168                   
 6.3.2　簽名. 加密和糾錯編碼的實現(xiàn)　169                   
 6.3.3　體制的安全性分析　171                   
                   
 第七章　密鑰分散管理與糾錯碼　174                   
 7.1　密鑰分散管理　174                   
 7.2　Shamir(k, n)門限方案　175                   
 7.3　(k, n)門限方案與線性分組碼　177                   
 7.4　McEliece Sarwate密鑰分散管理方案　183                   
 7.5　二維碼(k, n)門限方案　185                   
 7.6　一般密鑰分散管理方案簡介　187                   
                   
 第八章　置換密碼　190                   
 8.1　密碼體制的置換機制　190                   
 8.2　置換的表示　191                   
 8.3　布爾函數(shù)和布爾置換　192                   
 8.4　布爾置換的運算和構(gòu)造　194                   
 8.5　基于布爾置換的一種公開密鑰密碼體制　201                   
 8.6　布爾置換族　205                   
 8.7　彈性布爾函數(shù)　208                   
                   
 第九章　消息認(rèn)證碼與糾錯碼　213                   
 9.1　消息認(rèn)證模型　213                   
 9.2　消息認(rèn)證理論　216                   
 9.2.1　消息認(rèn)證的信息理論　216                   
 9.2.2　消息認(rèn)證系統(tǒng)的安全度量指標(biāo)　222                   
 9.3　消息認(rèn)證碼的構(gòu)造實例　225                   
 9.4　利用區(qū)組設(shè)計構(gòu)造認(rèn)證碼　229                   
 9.5　利用糾錯碼構(gòu)造消息認(rèn)證碼　236                   
 9.5.1　SN-S認(rèn)證系統(tǒng)　237                   
 9.5.2　關(guān)于SN-S認(rèn)證系統(tǒng)的進一步討論　239                   
 9.5.3　基于線性碼的消息認(rèn)證　240                   
                   
 第十章　Cartesian認(rèn)證碼和糾錯碼　246                   
 10.1　Cartesian認(rèn)證碼的基本特怔　246                   
 10.2　Cartesian認(rèn)證碼的組合構(gòu)造　253                   
 10.3　由Cartesian認(rèn)證碼構(gòu)造糾錯碼　258                   
 10.4　由糾錯碼構(gòu)造Cartesian認(rèn)證碼　260                   
 10.5　基于秩距離碼的具有仲裁的認(rèn)證碼的構(gòu)造　265                   
 10.6 基于最大距離可分碼的具有仲裁的認(rèn)證碼的構(gòu)造　270