密码学课程详细

密码学技术课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握密码学的基本原理和技术，包括对称加密、非对称加密、哈希函数、数字签名等，培养学生运用密码学技术解决实际问题的能力。

1.掌握密码学的定义、发展历程和基本概念。

2.理解对称加密、非对称加密、哈希函数、数字签名等基本技术。

3.了解密码学在信息安全领域的应用。

4.能够运用对称加密和非对称加密技术实现数据的加密和解密。

5.能够使用哈希函数对数据进行摘要和验证。

6.能够创建和验证数字签名，实现数据的真实性和完整性验证。

情感态度价值观目标：1.培养学生对密码学技术的兴趣，提高学生主动学习的积极性。

2.培养学生严格遵守密码学规则和法律法规，增强学生的信息安全意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括密码学的基本原理、对称加密、非对称加密、哈希函数、数字签名等。

1.密码学的基本原理：密码学的定义、发展历程、基本概念。

2.对称加密：对称加密的原理、常见对称加密算法（如DES、AES等）。

3.非对称加密：非对称加密的原理、常见非对称加密算法（如RSA、ECC等）。

4.哈希函数：哈希函数的定义、性质、常见哈希函数（如MD5、SHA-1等）。

5.数字签名：数字签名的原理、常见数字签名算法（如RSA签名、ECDSA等）。

三、教学方法本课程采用讲授法、案例分析法和实验法相结合的教学方法。

1.讲授法：通过讲解密码学的基本原理、算法和应用，使学生掌握密码学的基本知识。

2.案例分析法：通过分析典型的密码学应用案例，使学生了解密码学在信息安全领域的实际应用。

3.实验法：通过实验操作，让学生亲手实践密码学的各种算法，提高学生的实际操作能力。

四、教学资源1.教材：选用权威、实用的教材，如《密码学导论》、《信息安全原理与实践》等。

2.参考书：提供相关的参考书籍，如《密码学手册》、《数字签名与加密技术》等。

3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，为学生提供直观的学习资料。

4.实验设备：准备计算机、网络设备等实验器材，为学生提供实践操作的机会。

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。

密码学专业主干课程摘要：一、引言二、密码学概述1.密码学定义2.密码学发展历程三、密码学专业主干课程1.密码学基础课程2.密码学进阶课程3.密码学应用课程四、课程举例与介绍1.密码学基础课程举例与介绍2.密码学进阶课程举例与介绍3.密码学应用课程举例与介绍五、结论正文：【引言】密码学是一门研究信息加密与解密、保证信息安全的学科，随着信息化时代的到来，密码学在信息安全、电子商务等领域具有重要的应用价值。

密码学专业因此应运而生，培养具备密码学理论基础和实践能力的高级人才。

本文将介绍密码学专业的主干课程，以帮助大家了解该专业的学习内容。

【密码学概述】密码学是研究加密与解密方法、破译与防护手段的一门学科。

其发展历程可追溯到古代的密码传递，如古希腊的斯巴达加密法。

随着科技的发展，现代密码学涉及到数字、编码、序列、图像等多个领域。

【密码学专业主干课程】密码学专业主干课程可以分为三类：密码学基础课程、密码学进阶课程和密码学应用课程。

【密码学基础课程】密码学基础课程主要包括：1.数学基础：高等数学、线性代数、概率论与数理统计等。

2.计算机科学基础：计算机原理、数据结构、算法分析等。

3.密码学基础：密码学原理、对称加密、非对称加密、哈希函数等。

【密码学进阶课程】密码学进阶课程主要包括：1.密码学分支：分组密码、序列密码、公钥密码、量子密码等。

2.安全协议：身份认证、加密协议、签名协议等。

3.密码学理论：信息论、复杂度理论、密码学数学基础等。

【密码学应用课程】密码学应用课程主要包括：1.网络安全：网络攻防、入侵检测、安全体系结构等。

2.应用密码学：数字签名、电子商务、移动通信安全等。

3.密码学实践：密码学实验、密码算法实现、安全系统设计等。

【课程举例与介绍】【密码学基础课程举例与介绍】1.高等数学：为密码学提供必要的数学基础，如代数、微积分等。

2.密码学原理：介绍密码学基本概念、加密解密方法等。

【密码学进阶课程举例与介绍】1.分组密码：研究将明文分成固定长度组进行加密的方法。

密码学课程设计信息安全一、教学目标本课程旨在通过学习密码学的基本原理和技术，使学生了解信息安全的重要性，掌握密码学的基本概念、加密算法、解密算法和密码协议，培养学生运用密码学知识分析和解决信息安全问题的能力。

1.了解密码学的基本概念和分类；2.掌握常见的加密算法（如DES、RSA等）和密码协议（如SSL/TLS等）；3.了解密码学在信息安全领域的应用。

4.能够使用密码学算法进行数据加密和解密；5.能够分析和评估密码协议的安全性；6.能够运用密码学知识解决实际的信息安全问题。

情感态度价值观目标：1.增强学生对信息安全的意识，认识到密码学在保护信息安全中的重要性；2.培养学生对密码学研究的兴趣，激发学生探索和创新的精神；3.培养学生遵守信息安全法律法规，具有良好的道德品质和职业操守。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括密码学的基本概念、加密算法、解密算法和密码协议。

具体安排如下：1.密码学的基本概念：密码学的发展历程、密码体制、加密与解密的基本原理；2.加密算法：对称加密算法（如DES、AES等）、非对称加密算法（如RSA、ECC等）；3.解密算法：解密算法的基本原理和实现方法；4.密码协议：SSL/TLS协议、Kerberos协议等；5.密码学在信息安全领域的应用：数字签名、身份认证、数据完整性保护等。

三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性，提高学生的实践能力。

具体方法如下：1.讲授法：通过讲解密码学的基本概念、原理和算法，使学生掌握密码学的基本知识；2.案例分析法：分析实际的信息安全案例，使学生了解密码学在实际应用中的作用；3.实验法：通过实验操作，让学生亲自体验密码学算法的加密和解密过程，提高学生的实践能力；4.讨论法：学生进行分组讨论，促进学生之间的交流与合作，培养学生的创新思维。

四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。

具体资源如下：1.教材：选用权威、实用的密码学教材，如《密码学导论》、《信息安全密码学》等；2.参考书：提供相关的密码学参考书籍，如《密码学手册》、《现代密码学》等；3.多媒体资料：制作精美的教学PPT，提供相关的视频教程、动画演示等；4.实验设备：配置相应的实验设备，如计算机、网络设备等，以支持实验教学的开展。

《密码学》教学大纲一、课程概述《密码学》是计算机科学、信息安全、数学等领域的一门综合性学科，涵盖了密码编码学、密码分析学、密钥管理等方面的知识。

本课程旨在让学生全面了解密码学的基本原理、方法和技术，掌握密码学在信息安全中的应用，并提高学生的密码学实践能力和创新思维。

二、课程目标1、理解密码学的基本概念、原理和数学基础知识，掌握密码编码学和密码分析学的基本方法。

2、掌握对称密码、非对称密码、哈希函数等常见密码体制的特点和实现原理，了解数字签名、消息认证码等应用密码学技术。

3、熟悉密码学在网络安全、数据保护等领域的应用，了解密码学的发展趋势和前沿技术。

4、培养学生的创新思维和实践能力，让学生能够根据实际需求设计和实现简单的密码学方案。

三、课程内容第一章密码学概述1、密码学的定义和历史发展2、密码学的应用领域和重要性3、密码学的分类和基本概念第二章密码编码学基础1、对称密码体制和非对称密码体制的特点和原理2、哈希函数和数字签名的概念和应用3、加密算法的设计原则和评估指标第三章对称密码体制1、数据加密标准（DES）的原理和应用2、国际数据加密算法（IDEA）的原理和应用3、分组密码和流密码的特点和实现方法第四章非对称密码体制1、RSA算法的原理和应用2、ElGamal算法和Diffie-Hellman密钥交换的原理和应用3、椭圆曲线密码学的原理和应用第五章哈希函数和数字签名1、SHA-1、SHA-256等常见哈希函数的原理和应用2、RSA数字签名算法的原理和应用3、其他数字签名方案的原理和应用，如DSA、ECDSA等第六章应用密码学技术1、数字证书和PKI系统的原理和应用2、消息认证码（MACs）和完整性校验算法的原理和应用3、零知识证明和身份基加密方案的概念和应用第七章密码分析学基础1、密码分析学的定义和重要性2、密码分析的基本方法和技巧，如统计分析、频率分析、差分分析等3、对称密码分析和非对称密码分析的特点和难点第八章密码管理基础1、密钥管理的概念和原则，如密钥生成、分发、存储、使用和销毁等2、密钥管理技术在企业和个人中的应用，如公钥基础设施（PKI）、加密磁盘等3、密码政策和安全意识教育的重要性。

密码学课程设计spn一、教学目标本课程旨在通过学习密码学的基本原理和技术，使学生掌握密码学的基本概念、加密算法、解密算法以及数字签名的原理和应用。

通过本课程的学习，学生将能够理解密码学的基本原理，能够运用密码学知识进行数据加密和解密，能够理解和应用数字签名技术。

具体的教学目标如下：1.知识目标：•了解密码学的基本概念和应用领域。

•掌握对称加密算法和非对称加密算法的原理和应用。

•理解数字签名的原理和应用。

2.技能目标：•能够使用对称加密算法和非对称加密算法进行数据加密和解密。

•能够理解和应用数字签名技术进行数据完整性验证和身份认证。

3.情感态度价值观目标：•培养学生对密码学的兴趣和好奇心，激发学生对计算机科学和网络安全领域的热情。

•培养学生对数据的保护和隐私的重视，提高学生的信息安全性意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括密码学的基本概念、对称加密算法、非对称加密算法和数字签名技术。

具体的教学内容如下：1.密码学的基本概念：•密码学的定义和发展历程。

•密码学的基本原理和目标。

2.对称加密算法：•对称加密算法的基本原理和特点。

•常见的对称加密算法（如DES、AES等）的原理和应用。

3.非对称加密算法：•非对称加密算法的基本原理和特点。

•常见的非对称加密算法（如RSA、ECC等）的原理和应用。

4.数字签名技术：•数字签名的基本原理和特点。

•数字签名算法（如RSA、ECDSA等）的原理和应用。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。

具体的教学方法如下：1.讲授法：通过教师的讲解和演示，向学生传授密码学的基本概念和原理。

2.案例分析法：通过分析具体的密码学应用案例，使学生更好地理解和应用密码学知识。

3.实验法：通过实验操作，让学生亲自体验密码学算法的工作原理和应用过程。

4.讨论法：通过小组讨论和课堂讨论，促进学生之间的交流和思考，培养学生的批判性思维和问题解决能力。

密码学课程设计ocb一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握密码学的基本概念、原理和应用，培养学生分析和解决密码学相关问题的能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）了解密码学的起源、发展及其在我国的历史地位。

（2）掌握基本的加密算法和解密算法。

（3）了解密码学在信息安全领域的应用。

2.技能目标：（1）能够运用密码学的基本原理和算法进行简单的加密和解密操作。

（2）能够分析和评估密码系统的安全性。

（3）能够运用密码学知识解决实际问题。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对密码学学科的兴趣和好奇心。

（2）培养学生严谨的科学态度和良好的团队合作精神。

（3）增强学生的信息安全意识，提高学生保护个人信息的能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.密码学的起源和发展：介绍密码学的起源、发展历程以及在我国的历史地位。

2.基本概念：讲解密码、加密、解密、密钥等基本概念。

3.加密算法：介绍常见的加密算法，如对称加密、非对称加密和哈希算法等。

4.解密算法：介绍常见的解密算法，如私钥解密、公钥解密等。

5.密码学应用：讲解密码学在信息安全领域的应用，如数字签名、加密通信等。

6.密码系统安全性分析：分析密码系统的安全性，如破解方法、安全级别等。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解基本概念、原理和算法。

2.案例分析法：分析实际案例，让学生更好地理解密码学应用。

3.实验法：让学生动手实践，加深对加密算法和解密算法的理解。

4.讨论法：学生分组讨论，培养学生的团队合作精神和沟通能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威出版社出版的密码学教材。

2.参考书：提供国内外知名专家编写的密码学著作。

3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，丰富教学手段。

4.实验设备：配置相应的实验设备，如计算机、网络设备等，为学生提供实践机会。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等，以全面客观地评价学生的学习成果。

第一章信息安全整体架构本章摘要1.1信息安全之定义1.2密码系统简介1.3使用者识别与讯息鉴别1.4通讯安全协议1.5小结本章前言在20-21世纪之交，由于电子、信息、电信等基础科学的突飞猛进，不仅造就新兴产业如半导体、3C产业等，亦协助了传统产业的改头换面。

这种以信息技术为中心的技术革命，对人类的经济、社会与文化均产生革命性的影响。

伴随着网际网络的蓬勃发展，建构网络安全环境亦成为不可轻忽的问题。

本章内容涵盖信息安全之定义、密码系统简介、使用者识别与讯息鉴别、通讯安全协议，与网络系统运作与安全机制等。

信息安全定义方面，将透过狭义与广义之信息安全来作区分，并介绍系统安全之威胁，包括系统的软件、硬件与资料的威胁，可藉由信息系统控管机制来避免系统遭受攻击。

密码系统简介方面，包括加解密系统与数字签章系统之说明与其特性之介绍。

使用者识别与讯息鉴别方面，介绍使用者识别与通行码之使用原则，及验证程序，并说明通行码确认的未来发展趋势。

通讯安全协议方面，针对通讯安全协议运作模式作一简介，包括中介协议(arbitrated protocol)、仲裁协议(adjudicated protocol)，与自我施行协议(self-enforcing protocol)。

本章最后将针对网络系统运作与所需安全机制作一概略性之介绍。

学习路径v 信息安全整体架构包括密码系统、通讯安全协议、系统安全控管，与安全机制等，此架构在企业对信息安全需求的达成扮演相当重要的角色，而其中安全机制更是最重要的一环，本章将为读者做一整体概念的介绍。

v 本章首先说明信息安全之定义，并透过一连串之系统安全之威胁、密码系统简介、使用者识别与讯息鉴别、通讯安全协议、系统安全控管，与网络系统运作与安全机制等介绍，以期读者对信息安全整体架构有初步的认识与了解。

BA BCA BC 本章内容1.1 信息安全之定义信息系统安全三大目标为机密性(confidentiality)、真确性/完整性(integrity)，与可取用性(availability)。

密码学专业主干课程一、主干课程该专业的专业主干课程，以西安电子科技大学为例，主要课程有计算机导论与程序设计、密码工程与应用导论、数据结构与算法分析、数字电路与逻辑设计、密码学数学基础、信号与系统、计算机网络、现代密码学、对称密码理论、公钥密码理论、信息论基础、密码协议、密码分析、密码测评与管理、密码研究（应用）新进展等。

实验课程有密码学与数学基础综合实验、密码工程与应用专业综合实验、密码测评与管理综合实验、密码学专业综合实验等。

二、专业介绍密码学是研究编制密码和破译密码的技术科学。

研究密码变化的客观规律，应用于编制密码以保守通信秘密的，称为编码学；应用于破译密码以获取通信情报的，称为破译学，总称密码学。

密码学是信息安全的关键技术。

确保信息安全的技术措施包括信息系统的硬件结构安全、操作系统安全、数据库安全、网络安全、密码技术、病毒防治技术、信息隐藏技术、数字权益保护技术等。

在这些众多的技术措施中，信息系统的硬件结构安全和操作系统安全是确保信息安全的基础，其他都是关键技术。

密码科学与技术专业属于工学门类、计算机类学科下的一个专业，修业年限为4年，毕业后可获得工学学士学位。

密码学是一门交叉性学科，与数学、物理学、系统科学、电子科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程、计算机科学与技术、网络空间安全、软件工程、军队指挥学管理科学等一级学科均有交叉。

致力于密码算法设计、密码算法分析、密码工程、密码应用、密码管理与安全防护等。

培养具有密码研究能力、开发能力、应用能力、管理能力等人才。

不同的高校，可能根据自身的实际情况，会侧重于密码科学、密码工程、密码应用或密码管理等专业方向。

该专业主要是培养能够解决密码设计、分析、工程实现、应用管理过程等方面的人才。

三、密码学的发展历程密码学的发展大致可以分为三个阶段：古典密码学——现代密码学——公钥密码学。

1.古典密码学：这阶段的核心密码学思想主要为代替和置换。

代替就是将明文每个字符替换成另外一种字符产生密文，接收者根据对应的字符替换密文就得到明文了。

《密码学》课程大纲执笔张焕国1、课程代码：2、课程名称：《密码学》英文名称：Cryptology3、授课对象：信息安全专业本科学生4、学分：35、课程类型：必修课程6、课程负责人：张焕国，杜瑞颖，唐明，王张宜，王后珍6、先修课程：《信息安全导论》，《信息安全数学基础》，《程序设计》7、实践课程：《密码学课程设计》8、考试方式：平时考查与期末考试相结合9、授课时数：54学时10、学习目的：密码学由密码编制学和密码分析学组成。

密码编制学研究编制高质量密码的理论与技术，密码分析学研究分析和破译密码的理论和技术。

这两者相辅相成，共同组成密码学。

密码学是信息安全学科的重要组成部分，密码技术是信息安全领域的关键技术。

密码学的知识和实践能力是《信息安全专业指导性专业规范》中规定的必修内容。

因此，《密码学》在信息安全专业中是必修课程。

通过《密码学课程》的教学，使学生掌握密码学的基本知识、基本理论和基本技术。

通过配套的实验课程《密码学课程设计》的教学，使学生掌握密码学的基本实践能力。

这样，通过《密码学课程》和《密码学课程设计》的教学，为学生今后的工作和进一步学习，奠定密码学的理论和实践基础。

11、课程内容：1. 密码学的概念⏹密码学的概念⏹密码体制⏹古典密码⏹密码安全性2. 分组密码⏹分组密码的概念⏹DES⏹AES⏹中国商用密码SMS4⏹分组密码工作模式3. 流密码⏹流密码的概念⏹线性移位寄存器序列⏹非线性序列⏹伪随机序列评价⏹典型流密码，如祖冲之密码或RC4密码4. Hash 函数⏹Hash 函数的概念⏹SHA 系列Hash 函数⏹中国商用密码Hash 函数SM3⏹HMAC5. 公钥密码⏹公钥密码的概念⏹RSA 密码⏹ElGamal 密码⏹椭圆曲线密码（包括中国商用密码SM2）6. 数字签名⏹数字签名的概念⏹RSA 密码数字签名⏹ElGamal 密码数字签名⏹椭圆曲线密码数字签名（包括中国商用密码SM2的数字签名）⏹盲签名7. 认证⏹认证的概念⏹身份认证⏹站点认证⏹报文认证⏹密码协议的概念⏹密码学协议的安全性8. 密钥管理⏹密钥管理的概念⏹对称密码的密钥管理⏹公钥密码的密钥管理⏹公钥基础设施PKI9. 密码应用（至少讲授其中一个应用）⏹计算机文件加密⏹通信加密⏹可信计算中的密码应用⏹电子商务应用12、教材：张焕国，王张宜，《密码学引论》第二版，武汉大学出版社，2009。