密码学及应用教学大纲.doc

密码学及应用教学大纲主讲教师：网络与信息安全系 杨秋伟课程编号：课程名称：密码学及应用英文名称：Cryptography and Its Applications学 时：40（理论教学）+ 16（课程实验）学 分：3适用专业：计算机科学与技术、信息安全、通信工程、智能科学与技术课程性质：专业选修课程先修课程：数据结构一、 课程教学目标本课程为信息安全专业的专业基础课程，是学习信息安全其它学科的基础，是信息安全专业必不可少的课程之一。开设本课程主要讲授密码学的基本理论、一些有代表性的密码体制以及密码的应用技术，目的是让学生掌握密码学的基本理论和概念方法以及一些经典的加密算法。主要内容包括：密码学基本概念、分组密码、序列密码、对称密码、公开密钥密码、认证、数字签名、密钥管理等内容。二、 教学内容及基本要求（一）理论教学部分：40学时第一章 概论：信息时代与信息安全介绍信息安全时代形势、信息安全基本概念、理论和原理。第二章 密码学的基本概念 介绍密码学的基本概念、古典密码学的种类，并讨论古典秘密吗学的计算方法和统计分析方法。第三章 分组密码 介绍分组密码概念、AES和DES算法原理，讨论其它形式的分组密码。第四长 序列密码 介绍序列密码的基本概念、线性移位寄存器密码、非线性序列密码、有限状态自动机密码和RC4密码。第五章 公开密钥密码 介绍公开密钥密码的概念、发展历史和发展趋势，并讨论RSA密码、ELGamal密码、ECC密码算法。第六章 认证 介绍认证的基本概念和原理、HASH函数，并讨论MD5算法、SHA-1算法。第七章 数字签名 介绍数字签名的概念，讨论利用公开密钥密码实现数字签名，介绍美国数字签名标准（DSS）。第八章 密钥管理 介绍密钥管理的基本概念、传统密码的密钥管理，讨论公开密钥密码的密钥管理、公开密钥基础设施（PKI）。（二）课程实验部分：16课时（机房实验）实验一 密码学数学基础实验（验证性实验，6学时）A) 求最大公约数 实验内容：实现欧几里德算法； 测试数据：gcd(1970, 1066) = 2。B) 求元素逆元 实验内容：实现扩展的欧几里德算法； 测试数据：550-1 mod 769 = 550。C) 求模指数 实验内容：实现快速取模指数算法；测试数据：7560 mod 561 = 1。实验二 古典密码学实验（验证性实验，1学时）A) 仿射加密 实验内容：利用“实验一”的算法，实现如下加密变换y = 7x + 3 (mod 26)，并实现其解密； 测试数据：x = 7, y = 0。实验三 熟悉加密软件包实验（验证性实验，1学时）A) Crypto+ 5.1 实验内容：熟悉软件包结构及接口，并能熟练在vc+ 6.0 中的使用方法； 测试数据：静态lib 库在vc+ 6.0工程中的加载。实验四 对称密码学和非对称密码学实验（验证性实验，4学时）A) DES 和 AES任选其一实验内容：熟悉Crypto+ 5.1中DES/AES算法，并实现DES/AES；测试数据：任意，并验证加/解密结果。B) RSA 实验内容：熟悉Crypto+ 5.1中RSA算法，并实现RSA； 测试数据：任意，并验证加/解密结果。实验五 Hash函数和数学签名（验证性实验，4学时）A) SHA-1实验内容：熟悉Crypto+ 5.1中SHA-1算法，并实现SHA-1；测试数据：任意，并验证加/解密结果。B) 基于RSA的数字签名实验内容：利用Crypto+ 5.1中RSA和SHA-1算法，并实现基于SHA-1摘要、RSA加密的签名方案；测试数据：任意，并验证加/解密结果。三、 教学安排及方法密码学及应用课程的理论教学学时为40学时，课程实验16学时（机房实验），教学安排如下表所示：内容讲课时数作业量及批改要求概论：信息时代与信息安全2每章布置一次作业全部批改密码学的基本概念4分组密码6序列密码4公开密钥密码8认证6数字签名6密钥管理4四、 考核方法期末考试闭卷。期评成绩：平时成绩（10%）+ 课程实验（30%）+ 期末考试（60%）。五、 推荐教材与参考资料l 教材胡向东, 魏琴芳. 应用密码学教程