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加密‧解謎‧密碼學:從歷史發展到關鍵應用,有趣得不可思議的密碼研究

出版社
出版日期
2023
閱讀格式
EPUB
書籍分類
學科分類
ISBN
9786267195239

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想保護資訊安全,必須了解密碼學。
如果你喜歡解謎解鎖,更歡迎來到密碼學的世界!

什麼是密碼?
密碼是按照特定的法則編成,用於通訊的雙方轉換明文、密文的一種符號系統。作為一種資訊混淆的方法,加密的過程就是將可識別的資訊,變成不可識別的資訊。

在密碼學中,加密前的原始資訊稱為明文(Plaintext),加密後的資訊稱為密文(Ciphertext)。把明文轉換為密文的過程稱為加密(Encrypt),把密文恢復成明文的過程稱為解密(Decrypt)。大部分的加密和解密過程都涉及一個只有加密/解密雙方才知道的祕密資訊。唯有掌握了這個祕密資訊,才能正確地解密密文。密碼學中將這個祕密資訊稱為金鑰(Key)。所謂破解,或稱密碼分析(Cryptanalysis),是指在不知道金鑰的情況下,從密文中得到與明文相關的一些資訊,恢復出一部分甚至是完整的明文。
從人類的歷史來看,密碼最早是用於戰爭時的祕密通訊。出於保密的需求,每一場戰爭的背後,都有密碼的身影。可以說,密碼的戰爭決定了人類歷史的進展,而密碼學是保護資訊安全的最後防線。

本書作者為密碼學博士、阿里巴巴集團數據技術及產品部高級安全專家,他從生活中的實例出發,深入淺出地引領讀者走進精彩的密碼世界。
這本書會分享:從男女生互相告白的密碼信如何破解,到身分證號碼中隱藏的祕密,從古典密碼(西元前400年的古希臘時期開始)、電腦的編碼方式,到二次大戰時期德軍使用的恩尼格碼(Enigma)密碼,以及圖靈(Alan Turing)如何加以破解,一直到現代密碼學當中的公鑰加密、RSA數位簽章等等最新的進展。
這些進展看似零碎,但其背後所蘊含的密碼設計者與破解者的思路演進,以及所蘊含的數學原理,就讓作者娓娓道來吧!
密碼與我們的日常生活密切相關,資安的基本素養,也必須從了解密碼學開始。當然了,加密和解謎永遠是最原始、最刺激的遊戲!

本書特色:
1.深入淺出、循序漸進,一般中學的數學程度就能理解的密碼學。非常燒腦,但也有滿滿的收穫!
2.密碼學的一小步,資訊安全的一大步。密碼,幾乎遍及通訊領域的每一個角落,密碼安全也關係到現代生活的各個層面——數據速朽,唯安全永恆。
3.如果你充滿好奇心、喜歡解謎解鎖,歡迎來到密碼學的世界。如果你是資安領域的學習者,可以快速找到未來行業的發展方向,少走點冤枉路。如果你關心個人隱私,也可以了解守護每個人安全的密碼之奧祕。
  • 自序
  • 01 「只要解出來,算你了不起」 古典密碼:高手過招的智慧博弈
    • 1.1 換種表示:編碼
      • 1.1.1 最初的編碼:摩斯電碼
      • 1.1.2 摩斯電碼的困境
      • 1.1.3 博多碼與ASCII碼
      • 1.1.4 琳琅滿目的各國編碼標準
      • 1.1.5 Unicode與UTF
      • 1.1.6 Base16、Base32與Base64
    • 1.2 換個位置:移位密碼
      • 1.2.1 移位密碼的起源:斯巴達密碼棒
      • 1.2.2 柵欄密碼
      • 1.2.3 帶金鑰的柵欄移位密碼
      • 1.2.4 其他移位密碼
      • 1.2.5 知乎上的移位密碼破解實例
    • 1.3 換種符號:代換密碼
      • 1.3.1 代換密碼的起源:凱撒密碼
      • 1.3.2 簡單的代換密碼
      • 1.3.3 複雜的代換密碼
      • 1.3.4 將字母代換成符號
      • 1.3.5 代換密碼的安全性
    • 1.4 密碼吧神帖的破解
      • 1.4.1 第一層密碼:摩斯電碼
      • 1.4.2 第二層密碼:手機鍵盤代換密碼
      • 1.4.3 第三層密碼:電腦鍵盤代換密碼
      • 1.4.4 第四層和第五層密碼:格柵密碼與字母逆序
  • 02 「今天有小雨,無特殊情況」戰爭密碼:生死攸關的較量
    • 2.1 將古典進行到底:第一次世界大戰中的密碼
      • 2.1.1 齊默曼電報
      • 2.1.2 ADFGX密碼
      • 2.1.3 ADFGVX密碼
    • 2.2 維吉尼亞密碼:安全密碼設計的思路源泉
      • 2.2.1 維吉尼亞密碼的發明史
      • 2.2.2 維吉尼亞密碼的缺陷
      • 2.2.3 維吉尼亞密碼的破解
      • 2.2.4 《消失》:不能用頻率分析法攻擊的文本
    • 2.3 恩尼格瑪機:第二次世界大戰德軍的密碼
      • 2.3.1 恩尼格瑪機的核心:轉子
      • 2.3.2 恩尼格瑪機的組成和使用方法
      • 2.3.3 恩尼格瑪機的工作原理
      • 2.3.4 恩尼格瑪機的破解方法
  • 03 「曾愛理不理,現高攀不起」數論基礎:密碼背後的數學原理
    • 3.1 質數的定義:整數之間的整除關係
      • 3.1.1 最簡單的運算:加、減、乘、除
      • 3.1.2 加、減、乘、除引發的兩次數學危機
      • 3.1.3 質數的定義
      • 3.1.4 哥德巴赫猜想
    • 3.2 質數的性質
      • 3.2.1 質數的分布
      • 3.2.2 質數螺旋與孿生質數
      • 3.2.3 質數的判定
      • 3.2.4 最大公因數及其應用
    • 3.3 同餘算數及其性質
      • 3.3.1 同餘算數
      • 3.3.2 模數為2的同餘算數:電腦的基礎
      • 3.3.3 模數為N的同餘算數:奇妙的互質
      • 3.3.4 模數為p的同餘算數:單純許多
      • 3.3.5 看似簡單卻如此困難:整數分解問題與離散對數問題
    • 3.4 身份證號碼中隱藏的數學玄機
      • 3.4.1 身份證號碼的出生日期碼擴展
      • 3.4.2 身份證號碼的校驗方法
      • 3.4.3 身份證校驗碼所蘊含的數學原理
      • 3.4.4 有關身份證號碼的擴展問題
  • 04 「你說你能破,你行你上呀」安全密碼:守護數據的科學方法
    • 4.1 「誰來都沒用,上帝也不行」:對稱密碼
      • 4.1.1 對稱密碼的基本概念
      • 4.1.2 避免金鑰重複使用的另一種加密構想:滾動金鑰
      • 4.1.3 一次一密:從看似不可破解到可證明不可破解
      • 4.1.4 完備保密性的缺陷與計算安全性
      • 4.1.5 實現計算安全性:DES與AES
    • 4.2 「給我保險箱,放好撞上門」:公開金鑰密碼
      • 4.2.1 信件安全傳遞問題
      • 4.2.2 狄菲─赫爾曼金鑰協商協定
      • 4.2.3 狄菲與赫爾曼的好幫手默克
      • 4.2.4 撞門的保險箱:公開金鑰加密
      • 4.2.5 RSA公鑰加密方案與ElGamal公鑰加密方案
    • 4.3 「鑰匙防調包,本人簽個字」:數位簽章
      • 4.3.1 威力十足的中間人攻擊
      • 4.3.2 防止鑰匙或保險箱調包的數位簽章
      • 4.3.3 RSA數位簽章方案
    • 4.4 RSA的破解之道
      • 4.4.1 質數選得足夠大,合數的質因數分解難度並不一定大
      • 4.4.2 在使用RSA時,永遠不要使用相同的合數
      • 4.4.3 公鑰和私鑰都不能選得特別小
      • 4.4.4 RSA中的其他安全問題
  • 後記
  • 專有名詞、人名一覽表

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