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| 編輯推薦： |
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轻量级分组密码因其计算速度快，占用面积小且具有一定安全性的原因，被大量应用于物联网、传感器等资源受限的设备中，随着这些设备的普及，轻量级分组密码算法的研究也变得越来越重要。但是，市场上目前没有针对轻量级分组密码算法系统介绍的书籍。所以系统介绍轻量级分组密码的书籍，对相关专业学生学习和相关领域学者阅读参考有一定的现实价值。此书包含了作者多年的研究成果，以及该方向的基本理论与知识介绍，在中央把信息安全作为国家战略这一大环境下，该书的出版具有较高的学术价值，同时由于无此类教材可供参考，有很好的出版价值。
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| 內容簡介： |
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轻量级分组密码因其计算速度快，占用面积小且具有一定安全性的原因，被大量应用于物联网、传感器等资源受限的设备中，随着这些设备的普及，轻量级分组密码算法的研究也变得越来越重要。本书从面向物联网的轻量级分组密码的设计与分析角度进行论述，主要包括轻量级分组密码整体结构和组件的设计，轻量级分组密码常用的分析方法以及近几年作者在轻量级分组密码方面一些设计、分析、防护及优化的典型实例。可给相关专业的研究生、高年级的本科生作为学习教材，也适合相关技术领域的科技人员参考。
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| 關於作者： |
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李浪：计算机专业博士，教授。中国计算机学会高级会员CCFNo：E200012218S, 美国计算机学会会员ACM（No：8698431）。衡阳师范学院计算机应用技术学科带头人（2012），衡阳师范学院英才计划支持者（2011，具有一定的学术影响力，在信息安全与嵌入式系统方向上做了一些学术研究。2000.5月加入民革，2004.9月担任民革师院支部主委，连续带领支部获得民革市委表彰的优秀支部，2010年获得民革省委优秀党员称号。衡阳市政协委员。
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| 目錄：
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第1章轻量级分组密码概述1
1.1密码学1
1.1.1古典密码学1
1.1.2近代密码学1
1.1.3现代密码学2
1.2分组密码3
1.2.1分组密码的设计3
1.2.2分组密码的分析4
1.3轻量级分组密码的产生5
1.4轻量级分组密码的发展5
1.5轻量级分组密码的基本概念7
1.5.1轻量级分组密码的结构7
1.5.2轻量级分组密码的特点8
1.5.3轻量级密码实现性能9
1.5.4轻量级分组密码的安全性分析12
习题113
第2章典型（轻量级）分组密码算法14
2.1数据加密标准DES14
2.1.1DES的加密算法14
2.1.2DES的密钥扩展算法17
2.1.3DES的安全性分析20
2.2高级加密标准AES20
2.2.1AES的加密算法20
2.2.2AES的解密算法23
2.2.3AES的密钥扩展算法23
2.2.4AES的安全性分析23
2.3轻量级分组密码算法HIGHT24
2.3.1HIGHT的加密算法24
2.3.2HIGHT的密钥扩展算法24
2.3.3HIGHT的安全性分析25
2.4轻量级分组密码算法PRESENT26
2.4.1PRESENT的加密算法26
2.4.2PRESENT的解密算法27
2.4.3PRESENT的密钥扩展算法28
2.4.4PRESENT的安全性分析28
2.5轻量级分组密码算法PUFFIN28
2.5.1PUFFIN的加密过程28
2.5.2PUFFIN的安全分析29
2.6轻量级分组密码算法Piccolo29
2.6.1Piccolo的加密算法29
2.6.2Piccolo的密钥扩展算法31
2.6.3Piccolo的安全分析31
2.7轻量级分组密码算法LED31
2.7.1LED加密算法31
2.7.2LED的密钥扩展算法32
2.7.3LED的安全分析32
2.8轻量级分组密码算法LBlock33
2.8.1LBlock的加密算法33
2.8.2LBlock的解密算法34
2.8.3LBlock的密钥扩展算法35
2.8.4LBlock的安全分析35
2.9轻量级分组密码算法KLEIN35
2.9.1KLEIN的加密算法36
2.9.2KLEIN的密钥扩展算法38
2.9.3KLEIN的安全分析38
2.10轻量级分组密码算法TWINE38
2.10.1TWINE的加密算法38
2.10.2TWINE的解密算法40
2.10.3TWINE的密钥扩展算法40
2.11轻量级分组密码算法PRINCE41
2.11.1PRINCE的加密算法41
2.11.2PRINCE的密钥扩展算法43
2.11.3PRINCE的安全分析43
2.12轻量级分组密码算法ITUbee43
2.12.1ITUbee的加解密算法43
2.12.2ITUbee的安全分析44
习题245
第3章轻量级分组密码设计原理和整体结构46
3.1轻量级分组密码一般设计原理46
3.2轻量级分组密码的数学理论基础47
3.2.1有限域运算49
3.2.2伪随机性在轻量级分组密码中的应用51
3.3轻量级分组密码算法的整体结构52
3.3.1Feistel结构53
3.3.2广义Feistel结构53
3.3.3SPN结构53
3.3.4MISTY结构和LaiMassey结构54
习题356
第4章轻量级分组密码非线性层57
4.1S盒的设计准则57
4.2S盒的构造方法58
4.3典型的S盒设计59
4.3.1典型静态使用模式下S盒设计59
4.3.2典型动态使用模式下S盒设计60
4.4S盒指标评估软件SboxAssessment61
4.4.1SboxAssessment软件61
4.4.2SboxAssessment软件使用步骤61
4.5ARX结构基本知识和特性64
4.6基于ARX结构轻量级分组密码HIGHT65
4.7基于ARX结构轻量级分组密码SIMON和SPECK66
4.7.1SIMON密码设计原理67
4.7.2SPECK密码设计原理68
4.8Simeck密码设计原理69
习题470
第5章轻量级分组密码扩散层71
5.1轻量级密码算法的新特点71
5.2扩散层的设计准则72
5.2.1置换72
5.2.2线性变换79
5.3扩散层的构造方法79
5.4典型的密码扩散层80
5.4.1传统分组密码算法典型扩散层80
5.4.2轻量级分组密码算法典型扩散层82
习题583
第6章轻量级分组密码的轮函数及密钥扩展84
6.1轮函数的设计准则84
6.2轮函数的种类84
6.3典型密码算法的轮函数86
6.3.1传统分组密码算法的轮函数典型案例86
6.3.2轻量级密码算法的轮函数典型案例87
6.4密钥扩展算法的基本原理90
6.5密钥扩展算法实例91
习题692
第7章轻量级分组密码常用分析方法93
7.1分析方法简述93
7.2强力攻击94
7.2.1穷尽密钥搜索攻击94
7.2.2字典攻击95
7.2.3查表攻击95
7.2.4时间存储折中攻击95
7.3差分密码分析96
7.3.1差分密码分析基本原理96
7.3.2高阶差分密码分析97
7.3.3截断差分密码分析98
7.3.4不可能差分密码分析100
7.4线性密码分析101
7.4.1线性密码分析基本原理102
7.4.2多重线性密码分析103
7.4.3非线性密码分析103
7.5相关密钥密码分析104
7.6侧信道攻击107
7.6.1计时攻击108
7.6.2功耗攻击108
7.6.3电磁分析110
7.6.4故障攻击111
7.6.5缓存攻击114
7.7其他分析方法114
7.7.1积分密码分析114
7.7.2碰撞攻击115
7.7.3插值攻击116
7.7.4模板攻击116
7.7.5Biclique分析117
7.7.6组合分析119
7.7.7自动化分析125
习题7127
第8章轻量级分组密码设计与分析实例128
8.1轻量级分组密码设计举例128
8.1.1新型高安全轻量级分组密码算法Magpie129
8.1.2新型低资源、高效轻量级分组密码算法Surge134
8.1.3超轻量级分组密码算法QTL139
8.2轻量级分组密码分析举例146
8.2.1轻量级PRESENT加密算法功耗攻击研究147
8.2.2ITUbee密码代数旁路攻击150
8.2.3PRINCE轻量级密码算法的差分故障分析157
8.2.4基于MILP方法的LED密码安全性分析161
8.3轻量级分组密码防护对策举例167
8.3.1一种AES随机变换掩码方案及抗DPA分析170
8.3.2一种抗高阶旁路攻击的LED密码算法177
8.4轻量级分组密码优化举例180
8.4.1KLEIN加密算法优化研究182
8.4.2PRESENT密码硬件语言实现及其优化研究187
8.4.3轻量级密码算法LBlock的FPGA优化实现190
8.4.4一种Piccolo加密算法硬件优化实现研究192
8.5轻量级分组密码的应用196
8.5.1轻量级保形加密算法设计197
8.5.2轻量级保形加密算法在隐私保护中应用202
习题8203
参考文献205
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信息安全在当代信息社会非常重要，密码学是信息安全技术的基石。社会需要大批的信息安全技术人才，一本符合当代发展的密码学书籍显得非常重要。作者多年从事信息安全研究与教学，发现目前特别需要一本汇集分组密码学基础，能体现轻量级分组密码算法的优势，同时又能有新轻量级分组密码技术的书籍。本书能够让读者阅读之后，快速入门并能迅速掌握轻量级分组密码相关知识，并且能够对轻量级密码算法设计与优化、分析与防护有所思考。本书对一些典型的轻量级密码算法进行了概述，并且在介绍轻量级分组密码相关理论知识后，对其中一部分算法进行了优化和攻击，加深学习者对理论知识的理解，启发学习者的创新思维。在本书的后一章，给出了作者的一些新研究成果，结合设计和分析方法讲述了轻量级密码算法的设计与分析理念。本书的主要特点是：以初学者的角度进行编写，强调基础，注重创新能力培养，力求使学习者在掌握分组密码算法基本原理的基础上，能够对轻量级分组密码设计与分析方法的理解有所提升，特别是对轻量级分组密码算法的设计与优化有较深理解，对目前密码算法的主要攻击技术及其防御方法有所掌握。本书主要由李浪教授、李秋萍博士负责编写与组织统稿，其中赵军霞负责编写第1、2章，张剑负责编写第3章，郭影负责编写第4章，邹祎负责编写第5、6章，李秋萍、刘波涛负责编写第7章，李浪、刘波涛负责编写第8章。本书的一些基础性原理与内容参考了大量同行的相关著作与教材，并在参考文献中有所注明，在此一并表示感谢。本书的出版得到了湖南省研究生高水平教材立项项目湘教通［2019］370号，No.151，以及湖南省计算机类专业校企合作人才培养示范基地湘教通［2015］274号资助，湖南省学位与研究生教育改革研究重点项目资助（No.2020JGZD072）。尽管作者以大的努力去编写本书，但由于作者的学识和水平有限，特别是书中有些内容是作者教学与科研中的原创成果，因此难免有值得商榷之处，诚望读者不吝赐教斧正，谢谢！作者的电子邮箱：lilang911@126.com。
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