密码学基础教学大纲
《密码学基础》课程教学大纲
《密码学基础》课程教学大纲（Fundamentals of Cryptography）课程编号: 1223527课程性质：专业课适用专业：计算机科学与技术先修课程：线性代数、概率论与数理统计、离散数学后续课程：总学分：2学分一、教学目的与要求1. 教学目的密码学包含两个密切相关的方面，其一是密码编码学，研究编写出好的密码系统的方法；其二是密码分析学，研究攻破一个密码系统的途径，恢复被隐蔽信息的本来面目。
通过本课程的学习使学生初步掌握密码编码学的知识、了解密码分析学的基本概念和方法。
2. 教学要求通过本课程的学习，要求学生能初步掌握密码学的主要内容，包括：公钥密码，分组密码，伪随机序列发生器，序列密码，数字签名等等。
要求重点掌握各种密码算法和密码协议及其设计原理，掌握密钥管理、数字签名、身份认证、散列函数等核心技术。
二、课时安排三、教学内容1. 密码学的基本概念(2学时)(1)教学基本要求了解：信息安全模型；信息安全与密码学的关系；密码学的发展方向。
理解：密码学的发展与分类；密码学的基本概念；现代密码学的理论基础。
(2)教学内容①对安全威胁的被动攻击（截获）与主动攻击（中断、篡改、伪造）；②信息安全的三个特性（保密性Confidentiality、完整性Integrity、可用性Availability）；③密码学的分类（密码编码学、密码分析学、密码密钥学）；④密码编码学的分类（对称密码与非对称密码）；⑤密码分析及对密码系统攻击能力等级。
2. 分组密码(4学时)(1)教学基本要求了解：DES；对DES的攻击方法；分组密码设计的一般原理；IDEA；Double-DES，Triple-DES；AES的产生背景。
理解：DES算法；分组密码(DES)的使用模式；IDEA的总体结构；AES算法；逆元的计算；分组密码的工作模式。
(2)教学内容①DES算法的整体结构(重点)；②初始置换、逆初始置换、乘积变换、16轮迭代、函数f、S-盒、P置换；③子密钥的生成及DES的解密过程；④DES的雪崩效应、DES的弱密钥及半弱密钥、对DES的攻击；⑤Double-DES与Triple-DES；⑥分组密码设计的一般原理及分组密码的工作模式（ECB、CBC、CFB、OFB）；⑦IDEA的总体结构，8轮迭代、输出变换、密钥调度、乘积运算；⑧逆元的计算；⑨DES，Double-DES，Triple-DES，IDEA的安全性；⑩AES分组密码算法（轮变换、加轮密钥、密钥调度、密钥扩展等）。
解密世界的密码：密码学入门教学大纲
解密世界的密码：密码学入门教学大纲引言在当今网络时代，隐私和安全已经成为了极为重要的话题。
随着技术的不断进步，个人信息的泄露和网络攻击也变得越来越普遍。
为了保护我们的隐私和数据安全，密码学作为一门科学，变得越来越重要。
密码学是一种通过使用加密算法来确保信息安全的技术，它在各个领域都有广泛的应用，包括银行业、电子商务、通信和互联网安全等。
本文将为您提供一个密码学入门教学大纲，帮助您了解密码学的基本概念、加密算法的原理以及密码学在实际应用中的作用。
第一部分：密码学基础1.1 密码学的定义和发展•密码学的定义：解释密码学是什么以及它的主要目标。
•密码学的发展历史：介绍密码学从古代到现代的发展历程，包括凯撒密码和电子密码学的兴起。
1.2 密码学的基本概念•明文、密文和密钥：解释这些基本概念在密码学中的含义和作用。
•对称加密和非对称加密：介绍对称加密和非对称加密的原理和区别。
1.3 常见的加密算法•对称加密算法：介绍常见的对称加密算法，如DES、AES等，并解释它们的原理和使用场景。
•非对称加密算法：介绍常见的非对称加密算法，如RSA、椭圆曲线密码等，并解释它们的原理和使用场景。
第二部分：加密算法的原理与应用2.1 对称加密算法的原理与应用•替代密码和置换密码：解释替代密码和置换密码在对称加密算法中的作用，并介绍如何使用替代密码和置换密码进行加密和解密。
•分组密码：介绍分组密码的基本原理和应用，包括Feistel网络和数据加密标准（DES）算法的原理。
•流密码：介绍流密码的基本原理和应用，包括RC4算法的原理。
2.2 非对称加密算法的原理与应用•公钥和私钥：解释公钥和私钥在非对称加密算法中的作用，并介绍如何使用公钥和私钥进行加密和解密。
•RSA算法：介绍RSA算法的原理和应用，包括密钥生成、加密和解密过程。
•椭圆曲线密码：介绍椭圆曲线密码的原理和应用，包括椭圆曲线点的加法和乘法、密钥生成、加密和解密过程。
密码学基础教学大纲
密码学基础Fundamental of Cryptology课程编号：0932202B学分：2.5学分学时：48学时（其中：讲课学时： 32 实验学时：16 上机学时：）先修课程：高级程序设计语言、离散数学、计算机网络基础、数据结构和算法适用专业：网络工程建议教材：《密码学引论》（第二版），张焕国、王张宜编著，武汉大学出版社，2009年3月。
开课系所：计算机科学与工程学院一、课程的性质与任务课程性质：《密码学基础》是网络工程专业的一门专业限选课。
课程任务：该课程主要讲授密码学的基础知识及其在信息系统安全中的应用，特别是利用密码技术提供信息的机密性、信息的完整性、安全的密钥交换以及事务的抗抵赖性等安全功能和服务，是一门理论性和应用性较强的课程。
本课程要求学生掌握几种典型的古典密码算法、DES、AES、RSA、身份认证与数字签名等密码算法，培养学生在实践中解决问题的能力，为后续课程和将来的工作打下良好的基础。
二、课程的基本内容及要求（一）概论1．课程教学内容（1）概论2．课程重点、难点信息安全的基本概念3．课程教学要求了解信息安全的一些基本知识、信息安全的发展简史。
（二）密码学的基本概念1．课程教学内容（1）密码学的基本概念（2）古典密码（3）古典密码的统计分析（4）SuperBase密码的破译2．课程重点、难点仿射密码、维基尼亚密码、Playfair密码；古典密码的统计分析方法。
3．课程教学要求掌握密码学的基本概念和一些典型的古典密码算法，特别是移位密码、维基尼亚密码、Playfair；了解古典密码的统计分析方法。
（三）分组密码1.课程教学内容（1）数据加密标准(DES)（2）CLIPPER密码（3）IDEA密码（4）高级数据加密标准(AEs)（5）KASUMI密码（6）中国商用密码算法SMS4（7）分组密码的应用技术2．课程重点、难点DES密码算法和AES密码算法的实现技术、密码安全分析。
3．课程教学要求重点掌握数据加密标准（DES）和高级数据加密标准（AES）的算法设计、实现技术及其应用；了解我国商用密码SMS4技术。
《密码学》教学大纲-新乡学院数学与信息科学学院
《密码学》教学大纲课程编码：110895课程名称：密码学学时/学分：54/3先修课程：《概率论》、《抽象代数》适用专业：信息与计算科学开课教研室：信息与计算科学教研室一、课程性质与任务1．课程性质：本课程是信息与计算科学专业的任意选修课。
2．课程任务：通过本课程的学习使学生了解密码学的一些基本概念，理解和掌握古典密码体制，分组密码体制、分钥密码体制、流密码、数字签名、密码协议的基本概念、基本理论、以及基本运算，领会密码体制设计与分析的基本思想与方法，理解密码产品的基本工作原理，以及培养学生在实践中解决问题的能力。
二、课程教学基本要求通过本课程学习，让学生掌握密码学的基础理论中的基本概念、原理、方法的含义，较全面掌握应用密码学的基本密码协议和基本技术，并熟练掌握一些典型的密码学方案，能表达基本内容和基本道理，分析相关问题的区别与联系。
本课程理论学时54学时。
成绩考核形式：期终成绩（考查）（70%）＋期中成绩（20%）+平时成绩（平时测验、作业、课堂提问、课堂讨论等）（10％）。
成绩评定采用百分制，60分为及格。
三、课程教学内容第一章 密码学概论1.教学基本要求理解密码学的基本概念及体系结构，包括密码体制的结构、安全性以及攻击类型。
对密码学发展的历史及其应用前景有一定的了解。
2.教学重点和难点教学重点：密码体制的结构。
教学难点：密码体制的安全性和攻击类型。
3.教学内容（1）密码学的基本概念（2）密码学的发展概况第二章 古典密码1.教学基本要求掌握几种古典密码的概念、加解密算法及其破译方法。
理解无条件安全的一次一密体制的设计方法和原理，了解其局限性。
2.教学重点和难点教学重点：古典密码的基本概念及分类。
教学难点：几种古典密码的加密算法及破译。
3.教学内容（1）代换密码（2）置换密码（3）古典密码的破译（4）无条件安全的一次一密体制第三章 现代分组密码1.教学基本要求掌握分组密码的基本原理，在对一些基本数学知识的理解下，熟练掌握数据加密标准DES和高级加密标准AES的加解密原理及其流程。
《密码学》教学大纲
密码学（Cryptology）课程代码：4241047学分：3学时：48 （其中：课程教学学时：36,实验学时：12）先修课程：高等数学、离散数学、计算机网络适用专业：计算机科学与技术教材：无开课学院：计算机与软件学院一、课程性质与课程目标（一）课程性质密码学是学院开设的一门专业方向选修课程，为学生开展个性化学习提供专业方向，实现个性化分类培养。
本课程主要研究密码学的基础知识、传统密码学技术、常用的加解密算法，是学生了解网络平安过程中一门重要的理论和实验课程。
（二）课程目标课程目标包括知识目标和能力目标，具体如下：课程目标1:能够熟悉密码学中加解密算法的基本原理，熟悉加解密算法的推导，应用加解密算法实现加密系统的设计与实现，培养学生解决具体工程问题的能力。
课程目标2：能够了解密码学与信息平安之间的关系，针对网络环境中信息保护等问题研究和设计可行的加密系统，并对解决方案惊醒分析和论证。
（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中的毕业要求指标点2.1和7.2o毕业要求指标点2.1：应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，针对一个系统或者过程进行抽象、分析与识别，并进行问题推理、求解和验证。
毕业要求指标点72 了解信息化与环境保护的关系，能够理解和评价计算机专业工程实践对环境和社会可持续开展的影响。
本课程教学内容包括：密码学的基础知识、传统密码学技术、分组密码、序列密码、哈希函数和消息认证、公钥密码体制、数字签名技术。
附录1:实验考核方式及评分细那么本实验以考查为主，考核的内容包括实验过程的表现（其中包含分析与解决问题的能力）、实验报告的质量等。
分析与解决问题的能力采用提问和现场操作的方式进行。
实验成绩中出勤、预习占10%,实验过程表现占60%、实验报告及思考题占30%。
本课程基本要求是：了解密码学开展过程、基础知识，其与信息平安的关系；了解常用的加解密方法，掌握其含义、数学原理、推导过程并编程实现；针对网络环境中的实际应用，设计并实现加密系统。
密码学基础与实践教程
密码学基础与实践教程第一章：密码学基础概述密码学作为一门研究如何保护信息安全的学科，是现代通信和计算机科学领域的重要组成部分。
本章将介绍密码学的基本概念、目标和分类，并简要介绍几个密码学的关键术语。
1.1 密码学的定义与目标密码学旨在研究如何设计算法和协议，以确保信息在传输和存储过程中的保密性、完整性和可用性。
其目标主要包括保密性、完整性、身份认证和不可否认性。
1.2 密码学基本概念本节将介绍几个密码学中常用的基本概念，包括明文、密文、密钥和加密算法。
1.2.1 明文与密文明文是指未经加密处理的原始信息，而密文是指经过加密算法处理后的不易被理解的信息。
1.2.2 密钥密钥是密码学中用于加密和解密的参数。
在对称加密算法中，使用相同的密钥进行加密和解密；而在非对称加密算法中，使用公钥进行加密，私钥进行解密。
1.2.3 加密算法加密算法是密码学中用于对明文进行加密的数学算法。
常见的对称加密算法有DES、AES等，非对称加密算法有RSA、ECC等。
第二章：对称加密算法对称加密算法是指加密和解密使用相同密钥的加密方法。
本章将介绍DES和AES两个常见的对称加密算法，并分析其优缺点及应用场景。
2.1 DES算法DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，被广泛应用于各种信息系统的数据加密。
本节将介绍DES算法的基本原理、特点和应用场景。
2.2 AES算法AES（Advanced Encryption Standard）是一种高级加密标准算法，是目前应用最广泛的对称加密算法之一。
本节将介绍AES算法的设计思路、安全性和性能分析，并介绍其在信息安全中的应用。
第三章：非对称加密算法非对称加密算法是指加密和解密使用不同密钥的加密方法，包括公钥加密和数字签名等技术。
本章将介绍RSA和ECC两个常见的非对称加密算法，并讨论其应用场景。
3.1 RSA算法RSA算法是一种基于大数分解困难性的加密算法，被广泛应用于数字证书、安全通信等领域。
现代密码学基础第一版课程设计
现代密码学基础第一版课程设计1. 课程概述本课程主要讲解现代密码学的基础知识，包括对称加密、非对称加密、哈希算法、数字签名等内容。
通过本课程的学习，学生可以掌握现代密码学的基本原理、算法和应用，为后续学习和研究打下坚实的基础。
本课程适合计算机科学、信息安全、网络安全等专业的本科生和研究生。
2. 教学目标•了解现代密码学的基本概念和理论；•理解对称加密和非对称加密的区别与应用；•掌握常用的加密算法、哈希算法和数字签名算法；•能够分析、设计和实现基本的密码安全应用。
3. 教学内容3.1 现代密码学基础•密码学概述•密码学的应用和分类•密钥分类和密钥分发3.2 对称加密•对称加密算法概述•分组密码与流密码•常用的分组加密算法：DES, AES, IDEA•数据加密标准以及其应用3.3 非对称加密•非对称加密算法概述•RSA 加密算法•椭圆曲线加密算法3.4 哈希算法•哈希算法概述•常用的哈希算法：MD5, SHA-1, SHA-2, SHA-33.5 数字签名•数字签名概述•常用的数字签名算法：RSA, DSA, ECDSA3.6 密码的应用•安全通信协议：SSL/TLS•数字证书及其应用•密码攻击和密码分析4. 教学方法本课程采用教师讲授+在线交互的教学模式，具体包括以下内容：•讲授理论知识并举例说明概念和原理；•利用在线平台开展实验和练习，帮助学生巩固知识点；•设计和布置实际项目，以帮助学生实践和加深理解；•引导学生研读相关文献，开展小组研究和讨论。
5. 评分标准本课程包括在线作业、实验报告、项目评估和期末考试等评估方式。
具体评分标准如下：•在线作业：占总评成绩20%，根据完成度进行评分；•实验报告：占总评成绩30%，根据实验完成度和报告质量进行评分；•项目评估：占总评成绩30%，根据项目需求、代码质量、效果展示等方面进行评分；•期末考试：占总评成绩20%。
6. 参考资料•李鹏. 现代密码学基础[M]. 机械工业出版社, 2013.•范明. 神秘的密码[M]. 科学出版社, 2014.•周康. 计算机网络安全——一种基于密码学的解决方案[M]. 人民邮电出版社, 2011.•高文. 计算机网络安全技术的原理与实践[M]. 清华大学出版社, 2010.7. 总结本课程旨在帮助学生掌握现代密码学的基础知识和应用技能。
密码学基础教学大纲
密码学基础课程教学大纲英文名称： cryptography 学 时：32课程性质：学科任选课先修课程：高等代数、离散数学、计算机理论基础 教 材：现代密码学，科学出版社，陈鲁生，2008.8 一、课程性质与任务本课程为信息与计算科学专业的专业选修课。
密码学基础是信息安全专业的核心课程之 一，是信息安全专业其他课程如网络安全，密码系统设计，数字隐藏水印等的先行课程。
通 过这一课程的学习，要使学生理解信息安全服务的思想，掌握流行加密算法如DES 、AES 等 的基本原理，掌握公钥密码体制的概念，掌握RSA ，离散对数公钥体制的基本算法，以及数 字签名等信息安全服务的原理和算法。
密码学内容丰富，涉及领域广泛，培养学生的抽象思 维、逻辑推理、科学计算和创新能力。
本课程的设置，为将来从事信息通讯安全以及在今后 相关领域的研究打下坚实的基础。
二、课程教学的基本要求：本课程主要内容包括：密码学基本概念；古典密码学；分组加密算法；公钥密码学；序 列密码；数字签名等。
通过这一课程的学习，使学生掌握密码学的基本概念和原理，在此基 础上，掌握常用的加密算法和数字签名算法。
进一步的，对这些常用算法在通讯问题中的应 用进行了初步探讨与分析。
培养学生的分析问题解决问题的能力，培养创新能力，为本科生 在今后相关领域的研究与应用打下良好的基础。
三、课程内容及教学要求：（一）密码学基本概念 教学基本内容：课程名称：密码学基础课程编码:适用专业：信息与计算科学 课程类别：选修学 分：2明文、密文、密钥、加密、解密、密码体制、密码体制的分类、加密迅通模型、密码攻击和密码攻击的分类（按攻击方法分类、按可利用数据分类）、绝对不可破译和计算不可破译。
重点：加密通讯模型、密码攻击的分类、计算不可破译。
难点：密码攻击的分类、绝对不可破译和计算不可破译。
本章节主要教学要求：1.理解明文、密文、密钥、加密、解密的概念和关系，了解密码体制的构成，理解对称密码体制和公钥密码体制的概念；2.掌握加密通讯模型；3.了解密码攻击的定义，能够根据密码分析者所获得的数据进行攻击的分类；4.理解绝对不可破译和计算不可破译的概念和区别。
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密码学基础课程教学大纲
课程名称: 密码学基础课程编码:
英文名称: cryptography
学时: 32 学分：2
适用专业: 信息与计算科学课程类别: 选修
课程性质: 学科任选课
先修课程：高等代数、离散数学、计算机理论基础
教材：现代密码学，科学出版社，陈鲁生，2008.8 一、课程性质与任务
本课程为信息与计算科学专业的专业选修课。
密码学基础是信息安全专业的核心课程之一，是信息安全专业其他课程如网络安全，密码系统设计，数字隐藏水印等的先行课程。
通过这一课程的学习，要使学生理解信息安全服务的思想，掌握流行加密算法如DES、AES等的基本原理，掌握公钥密码体制的概念，掌握RSA，离散对数公钥体制的基本算法，以及数字签名等信息安全服务的原理和算法。
密码学内容丰富，涉及领域广泛，培养学生的抽象思维、逻辑推理、科学计算和创新能力。
本课程的设置，为将来从事信息通讯安全以及在今后相关领域的研究打下坚实的基础。
二、课程教学的基本要求：
本课程主要内容包括：密码学基本概念；古典密码学；分组加密算法；公钥密码学；序列密码；数字签名等。
通过这一课程的学习，使学生掌握密码学的基本概念和原理，在此基础上，掌握常用的加密算法和数字签名算法。
进一步的，对这些常用算法在通讯问题中的应用进行了初步探讨与分析。
培养学生的分析问题解决问题的能力，培养创新能力，为本科生在今后相关领域的研究与应用打下良好的基础。
三、课程内容及教学要求：
（一）密码学基本概念
教学基本内容：
明文、密文、密钥、加密、解密、密码体制、密码体制的分类、加密迅通模型、密码攻击和密码攻击的分类（按攻击方法分类、按可利用数据分类）、绝对不可破译和计算不可破译。
重点：
加密通讯模型、密码攻击的分类、计算不可破译。
难点：
密码攻击的分类、绝对不可破译和计算不可破译。
本章节主要教学要求：
1．理解明文、密文、密钥、加密、解密的概念和关系，了解密码体制的构成，理解对称密码体制和公钥密码体制的概念；
2．掌握加密通讯模型；
3．了解密码攻击的定义，能够根据密码分析者所获得的数据进行攻击的分类；
4．理解绝对不可破译和计算不可破译的概念和区别。
（二）古典密码学
教学基本内容：
古典密码体制的运算（单表密码体制、多表密码体制）、密钥量、凯撒密码体制、标准字头加密体制、playfair体制、Vigenere体制、Vernam体制、Hill体制。
重点：
凯撒密码体制、playfair体制、Vigenere体制、Hill体制。
难点：
古典密码体制的运算（单表密码体制、多表密码体制）和密钥量。
本章节主要教学要求：
1．了解古典密码体制的运算（单表密码体制、多表密码体制），会计算简单密码体制的密钥量。
2．掌握常用古典密码算法（凯撒密码体制、playfair体制、Vigenere体制、Hill体制）；
3．了解标准字头加密体制和Vernam体制的加密算法。
（三）分组密码学
教学基本内容：
分组密码体制、数字加密标准DES、分组密码的工作模式、高级加密标准AES.
重点：
分组密码体制的概念、数字加密标准DES.
难点：
高级加密标准AES.
本章节主要教学要求：
1．理解分组密码体制的概念和特点；
2．掌握数字加密标准DES的加密、解密算法，了解DES算法技术的特点（混乱、扩散、对称性、S盒等）了解DES的安全性；
3．了解分组密码的工作模式（ECB、CBC、CFB、OFB）；
4．了解高级加密标准AES的加密、解密算法，理解AES的优势以及AES与DES的区别。
（四）公钥密码学
教学基本内容：
数论中的几个结论（线性同余式定理、中国剩余定理、Euler定理）、RSA公钥密码体制、EIGamal公钥密码体制、背包公钥密码体制、椭圆曲线密码体制、Diffie-Hellman密钥交换协议。
重点：
RSA公钥密码体制、EIGamal公钥密码体制、椭圆曲线密码体制。
难点：
数论中的几个结论、椭圆曲线密码体制。
本章节主要教学要求：
1．了解数论中的几个结论，理解公钥密码学的思想；
2．掌握常用公钥密码算法（RSA公钥密码体制、EIGamal公钥密码体制、椭圆曲线密码
体制），能够进行简单的安全性分析；
3．了解背包公钥密码体制和Diffie-Hellman密钥交换协议。
（五）序列密码与移位寄存器
教学基本内容：
序列密码的基本原理，移位寄存器，线性移位寄存器的一般性质，m序列的伪随机性。
重点：
序列密码的基本原理，线性移位寄存器的一般性质。
难点：
m序列的伪随机性。
本章节主要教学要求：
1．掌握序列密码的基本原理；
2．了解移位寄存器的工作原理；
3．掌握线性反馈位移寄存器的表示，了解线性反馈位移寄存器的周期性；
4．了解m序列的伪随机性。
（六）数字签名
教学基本内容：
数字签名的定义和特点、利用RSA的数字签名方案、EIGamal签名方案、基于离散对数的签名方案、美国数字签名标准DSS、仲裁数字签名、盲签名、群签名.
重点：
数字签名的定义和特点、EIGamal签名方案、美国数字签名标准DSS.
难点：
基于离散对数的签名方案、美国数字签名标准DSS.
本章节主要教学要求：
1．理解数字签名的定义、特点和思想；
2．掌握常用数字签名方案（EIGamal签名方案、美国数字签名标准DSS），能对方案的
安全性进行简单分析；
3．了解利用RSA的数字签名方案，了解数字签名与公钥密码体制的结合；
4．了解基于离散对数的签名方案；
5．了解仲裁数字签名、盲签名、群签名的定义和特点。
（七）密码协议
教学基本内容：
密钥分配与密钥协商、秘密分享、身份识别、零知识证明.
重点：
密钥分配，身份识别，零知识证明.
难点：
密钥协商.
本章节主要教学要求：
1．理解密码协议的基本思想；
2．掌握常用的密钥分配与密钥协商方案；
3．了解秘密分享的思想；
4．掌握身份识别的基本方案；
5．了解零知识证明的思想。
四、课程学时分配
五、课程习题要求
以书后练习为主，并选用参考书目中习题，侧重于各种常用算法的原理及其应用的练习，其中包括了补充的数学基础的练习，以加强对密码学原理的理解。
另外，为了加强学生实际动手能力和创新能力，结合计算机知识选取了部分算法源程序作为课外练习。
六、考核方式
期末闭卷考试或半开卷考试。
七、课程的主要参考书
1．《密码编码学与网络安全》,电子工业出版社 William Stallings著,杨明、胥光辉、齐望东等译,2001年4月.
2．《应用密码学》,北京邮电大学出版社,杨义先,2005年6月.
3．《计算机密码学》,清华大学出版社,卢开澄,1998年7月.
4. 密码学原理与实践，电子工业出版社，Douglas R.Stinson，2009年7月.
制定人：
审定：
批准：
2010年8月。