《密码学》课程教学大纲

《密码学》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称：密码学课程代码：CST307学分：4学时：3学时/课，共51学时。二、任课教师、助教、教室等情况实验室：（五）上课时间：每周四上午1-3节/下午5-7节（六）纪律：1、无特殊情况，不允许无故缺课。2、每次作业须在规定时间内提交。三、阅读材料（一）推荐教材：1、《图解密码技术》，结城浩著，周自恒译，人民邮电出版社2、《现代密码学》，杨波著，清华大学出版社（二）参考教材1、《计算机密码学》，卢开澄著，清华大学出版社2、《密码学教程》，张福泰等著，武汉大学出版社3、《应用密码学手册》，AlfredJ.Menezes等著，电子工业大学出版社4、《经典密码学与现代密码学》，RichardSpillman,清华大学出版社等（三）进一步阅读教材1、中国知网（）相关文献2、国际密码研究学会网站上的相关文献资料四、课程内容概要（一）课程目标密码学是计算机专业及相关专业的一门技术基础课程，该课程的学习将为后续的信息安全课程打下基础，同时也为将来从事信息安全研究和安全系统的设计提供必要的基础。该课程主要讲授密码、认证和密钥三局部，其中密码局部包括密码学概论、古典密码学、对称密码、分组密码的模式、公钥密码以及混合密码系统等，认证包括单向散列函数、消息认证码、数字签名、证书等，密钥局部包括密钥的分配与管理、基于口令的密码等。在这门课程中我们将学习对称密码、公钥密码、单向散列函数、消息认证码、数字签名和伪随机数生成器等六种基本的密码技术，以及如何应用这些工具设计一个实现基本信息安全目标的系统。1、能够逻辑清晰地介绍密码算法，并对其优缺点进行说明。2、理解并掌握密码算法背后的基本原理以及应用这些原理设计新工具的基本思路。3、能利用所学的计算机知识，并结合密码算法的源代码，来对经典的密码算法进行实现。4、精通以下技能：口头陈述的能力、撰写课程报告的能力、满足一般综述性研究所需的计算机技能、文献搜索和互联网信息检索能力。5、通过师生交流、同学合作，养成认真、严谨的学习态度；锻炼友爱、包容、相互尊重的个人品质，并充分理解课程主旨思想，培养安全意识，理解信息安全的重要性。6、通过本门课程的学习，了解我国的密码学在国际上的地位和作用，如中国古代使用的保密技术与现代密码学的联系，我国或华裔科学家参与的重要密码学研究，如IDEA的提出，王小云院士等对MD5、SHA・1的分析与破解；了解我国密码学标准。（二）教学内容

序号题目知识点学时（课堂教授）1环游密码世界（密码学概论）（一）密码学的基本概念2（二）密码技术整体性的讲解2历史上的密码（古典密码学）（一）密码学的开展史4（二）代换密码（三）置换密码（四）无条件安全的一次一密体制3对称密码（一）从文字密码到比特序列密码7（二）一次性密码本（三）数据加密标准DES（四）国际数据加密标准IDEA（五）高级加密标准AES4分组密码的模式（一）分组密码的模式5（二）ECB模式（三）CBC模式（四）CFB模式（五）OFB模式（六）CTR模式5公钥密码（一）对称密码与非对称密码6（二）公钥密码（三）公钥算法的基本数论知识（四）RSA（五）对RSA的攻击（六）其他公钥密码体制6混合密码系统混合密码系统27单向散列函数（一）什么是单向散列函数4（二）单向散列函数的实际应用（三）单向散列函数的具体例子（四）对单向散列函数的攻击（五）单向散列函数无法解决的问题8消息认证码（-）消息认证码3（二）消息认证码的应用实例（三）消息认证码的实现方法（四）对消息认证码的攻击（五）消息认证码无法解决的问题9数字签名（一）数字签名3（-）数字签名的方法（三）对数字签名的疑问（四）数字签名的应用实例（五）数字签名的实现方法（六）对数字签名的攻击方法（七）数字签名无法解决的问题10证书（一）证书3（-）实际生成一张证书（三）公钥基础设施（四）对证书的攻击II密钥（一）什么是密钥3（二）各种不同的密钥（三）密钥的管理（四）基于口令的密码（五）如何生成安全的口令12密码技术小结密码技术小结3课比1■总计：51学时45（课程教授）+6（小组演示）（三）课程要求1、文献与参考书阅读作业：课堂进行随机抽查回答与提前指定汇报结合方式。2、平时课后作业：按时规定的时间进行批改，隔一周上课时间进行评讲。3、课程报告：需要进行小组演示的课程报告，以小组方式进行，每组由4名左右学生组成，报告以小组名义提交。只需提交纸质版的课程报告，那么以个人的方式进行提交。要求运用本课程所学理论与方法，利用程序设计解决密码学应用中的问题和基础密码学算法的实现。期末课程报告在第17周课堂进行辩论。（四）教学安排

课程讲授内容授课方式作业（教材）/测验辅助学习材料1第1章环游密码世界1密码学的基本概念2密码技术整体性的讲解第2章历史上的密码1密码学的开展史讲授课外阅读课后阅读课后阅读有关DNA密码、隐私信息保护、比特币、量子密码等相关知识2第2章历史上的密码1密码学的开展史2代换密码3置换密码4无条件安全的一次一密体制讲授课外阅读课后阅读章节作业作业：有关仿射密码与多表代换密码加解密的练习3第3章对称密码1从文字密码到比特序列密码2一次性密码本3数据加密标准DES讲授课外阅读课后阅读课程作业1、阅读相关资料后完成课程作业1（分小组做有关对称密码的课程报告并准备小组展示）4第3章对称密码4国际数据加密标准IDEA5高级加密标准AES讲授课外阅读课后阅读章节作业作业：有关IDEA加密的练习5第3章对称密码5高级加密标准AES第4章分组密码的模式1分组密码的模式ECB模式CBC模式讲授课外阅读课后阅读章节作业作业:有关ECB、CBC模式的分析6第4章分组密码的模式4CFB模式OFB模式CTR模式讲授课外阅读课后阅读7课程作业1展示学生演示与讨论8第5章公钥密码1对称密码与非对称密码2公钥密码3公钥算法的基本数论知识4RSA5对RSA的攻击讲授课外阅读课后阅读课程作业2、阅读相关资料后完成课程作业2（做有关公钥密码的个人课程报告）9第5章公钥密码6其他公钥密码体制讲授课外阅读课后阅读章节作业作业：利用公钥密码加解密10第6章混合密码系统第7章单向散列函数1什么是单向散列函数讲授课外阅读课后阅读11第7章单向散列函数2单向散列函数的实际应用3单向散列函数的具体例子4对单向散列函数的攻击5单向散列函数无法解决的问题讲授课外阅读课后阅读、阅读相关资料后完成期末课程报告（分小组做有关认证或DNA密码、隐私信息保护、比特币、量子密码等的小组报告）12第8章消息认证吗1消息认证码2消息认证码的应用实例3消息认证码的实现方法4对消息认证码的攻击讲授课外阅读课后阅读

5消息认证码无法解决的问题13第9章数字签名1数字签名2数字签名的方法3时数字签名的疑问4数字签名的应用实例5数字签名的实现方法6对数字签名的攻击方法7数字签名无法解决的问题讲授课外阅读课后阅读章节作业作业：计算具体的数字签名并进行验证14第10章证书1证书2实际生成证书3公钥基础设施4对证书的攻击讲授课外阅读课后阅读15第11章密钥1什么是密钥2各种不同的密钥3密钥的管理4基于口令的密码5如何生成安全的口