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现代密码学课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：201411230课程中文名称：现代密码学课程英文名称：Modern Cryptography课程性质：专业选修课开课专业：数学与应用数学开课学期：6总学时：36 （其中理论36学时）总学分：1.5二、课程目标本课程主要特点是理论与实践相结合，既有严格的推理证明，又具有很强的实际应用背景。
通过本课程的学习，使学生掌握密码学的基本原理、密码技术及最新发展，包括密码学基本概念，加密、散列、数字签名等算法以及密码算法的设计与分析，使学生获得密码学方面的基本训练，激发学生对现代密码研究和应用的兴趣，为进一步从事信息安全方面的研究打下良好基础，同时培养学生掌握数学科学的思想方法及其解决实际应用问题的能力。
三、教学基本要求（含素质教育与创新能力培养的要求）（1）掌握古典密码体制、分组密码的基本原理及数据加密标准、公钥密码的基础理论及典型公钥密码体制（2）具有运用古典密码体制、分组密码体制、公钥密码体制对信息进行加密解密的能力。
（3）了解数字签名原理；hash函数；密码协议。
四、教学内容与学时分配1 绪论（2学时）1.1密码学的发展概况；密码学的基本概念。
2 古典密码（4学时）2.1古典密码中的基本加密运算。
2.2几种典型的古典密码体制。
2.3古典密码的统计分析。
3 Shannon理论（4学时）3.1密码体制的数学模型。
3.2熵及其性质。
3.3伪密钥和惟一解距离。
3.4密码体制的完善保密性。
3.5乘积密码体制。
4 分组密码（8学时）4.1分组密码的基本原理。
4.2数据加密标准DES，多重DES。
4.3分组密码的工作模式。
4.4高级加密标准AES。
5 公钥密码（8学时）5.1公钥密码的理论基础。
5.2RSA公钥密码。
5.3大素数的生成。
5.4EIGamal公钥密码。
5.5椭圆曲线上的Menezes-Vanstone公钥密码体制。
6 数字签名（4学时）6.1基于公钥密码的数字签名。
《现代密码学》实验教学大纲适用专业： 信息安全 课程性质： 必做课程编号： 0602003120 实验学时： 8课程总学时： 48 开课学期： 第5学期开课单位： 计算机工程教学实验中心一、实验目的与要求本课程实验教学的目的是使学生通过软件编程掌握（1）实现古典密码学中的多表代换加密（Vigenere加密）的密文进行破译的基本方法；（2）掌握DES加密算法、AES加密算法，能够在实际的应用系统或安全系统中实现；（3）掌握公钥密码体制模型、RSA算法、ECC算法、基于RSA和ECC的数字签名机制；能够在实际应用中利用公钥密码算法及签名机制实现加解密、数字签名、公钥基础设施平台的能力。
实验要求学生掌握Vigenere加密的密文采用重合指数法进行破解的方法；掌握DES、AES分组加密算法；掌握RSA算法加解密及其数字签名机制；椭圆曲线加解密算法及其数字签名机制的设计与实现。
掌握软件代码的调试方法，对程序运行的正确性进行反复测试，完成实验报告。
二、实验内容与学时分配序号实验项目实验内容学时实验类别开出要求1 多表代换Vigenere加解密算法及密钥破解算法的实现1.使用Vigenere加密算法在字符集{a...z}上的密钥、明文消息的编码、加密算法的编程实现，明文消息存储在文本文件plain.txt中；（2）利用密钥对密文进行解密算法的编程实现；（3）唯密文攻击：给出一段Vigenere加密后的密文cipher.txt,要求破解得到加密密钥key，利用key进行解密得到明文文件plain.txt，验证破解是否成功。
2 设计性必做2 AES加密、解密算法的实现（1）绘制AES-128算法流程图；（2）建立一个明文文本文件plain.txt, 从中读取16个字节（字符）作为AES加密的一个分组（block）；（3）设置的一个AES加密算法的KEY=128bits(16个字节或4个字)；（4）编程实现对一个分组16个字符的AES加密，得到密文；（5）对步骤（4）得到的密文，2 验证性必做编程利用密钥key进行解密，并验证AES加解密程序的正确性。
《现代密码学》教学大纲课程编号：CE6209课程名称：现代密码学英文名称：Modern Cryptography学分/学时：2/32 课程性质：学院选修适用专业：网络工程（含卓越班）建议开设学期：5先修课程：离散数学、信息安全数学基础、概率论、C语言等开课单位：网络与信息安全学院一、课程的教学目标与任务本课程是网络与信息安全学院网络工程专业的学院选修课。
本课程的目标是全面介绍现代密码学的基本概念、基础理论和基本核心部件；研究和分析密码算法和安全协议的设计原理和思想；了解现代密码学的理论分析方法及技术。
通过本课程的学习使学生系统地掌握密码学的基本概念和原理，掌握密码技术应用的基本要求，了解现代密码学的发展方向和新兴密码技术；具备进行密码学理论研究的基础知识；具备在信息安全中分析和应用密码技术的能力。
本课程以理论教学为主，并在各个环节注意加强学生实践能力的培养。
注重密码学部件的正确应用，实践环节将针对各种不安全的密码协议进行分析，理论和实践攻击。
通过本课程的学习，学生将全面了解密码技术的正确应用，并在使用中规避不安全的密码协议设计，分析和评估不同场景下密码部件应用的安全性，跟踪前沿的密码技术、标准，能充分运用并掌握先进的密码设计原理、分析方法、应用场景，为学生从事网络安全相关工作打下坚实的基础。
二、课程具体内容及基本要求（一）密码学基础（4学时）主要包括密码学基本概念，用途和发展历史，介绍古典密码学的一些简单实际应用和初等密码分析技术，从信息论角度分析密码安全。
1. 基本要求（1）保密学的基本概念；（2）密码体制分类；（3）古典密码：掌握凯撒密码，维吉尼亚密码等古典密码的原理、实现、应用和攻击；（4）初等密码分析：掌握密码分析的初等方法；2. 重点、难点重点：古典密码的应用和安全性分析，离散概率的各种定义和分析方法。
难点：古典密码的安全性分析。
3. 作业及课外学习要求：（1）掌握单钥体制与双钥体制的区别以及双钥体制产生的原因；（2）掌握古典密码中代换密码的工作原理；（3）分析维吉尼亚密码，掌握初等密码分析方法的分类以及分析方法具体细节。
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。
课程名称：现代密码学课程编码：学分：2适用学科：理工科硕士研究生现代密码学Modern Cryptography教学大纲一、课程性质《现代密码学》是应用数学硕士研究生的一门专业方向选修课程。
随着计算机和通信网络的应用，信息的安全性受到人们的普遍重视，现代的信息安全除了涉及国家安全外，也涉及个人权益、企业生存和金融防范等。
密码学是信息安全的重要领域，它的理论和技术随着计算机技术的发展也得到了迅速发展和广泛应用。
本课程主要就是学习密码学的基本内容。
二、课程教学目的通过学习密码学理论，信息与计算科学和应用数学专业的学生应能正确理解其基本概念和理论，掌握常用的密码算法。
本课程将培养学生基础理论与应用结合的能力，并为后续课程的学习和本课程的进一步运用打下良好的基础。
三、教学基本内容与要求第一章引言1、了解密码学的发展概况2、熟练掌握密码学的基本概念第二章古典密码1、熟练掌握古典密码中的基本加密运算2、理解几种典型的古典密码体制3、了解古典密码的统计分析第三章香农理论1、熟练掌握密码体制的数学模型2、掌握熵及其性质3、了解伪密钥和唯一解距离4、了解密码体制的完善保密性5、理解乘积密码体制第四章分组密码1、熟练掌握分组密码的基本原理2、理解数据加密标准DES3、了解多重DES及DES的工作模式4、理解高级加密标准AES第五章公钥密码1、熟练掌握公钥密码的理论基础2、掌握RSA公钥密码3、掌握大素数的生成方法4、了解椭圆曲线上的Menezes- Vanstone公钥密码第六章序列密码与移位寄存器1、熟练掌握序列密码的基本原理2、理解移位寄存器与移位寄存器序列3、掌握移位寄存器的表示方法4、了解线性移位寄存器序列的周期性、序列空间和极小多项式5、知道m-序列的伪随机性几点说明本课程教学时数为48学时，根据不同章节难易程度安排上机练习。
课程内容要求的高低用不同词汇加以区分：对于概念、理论，从高到低以“理解”、“了解”、“知道”三级区分；对于运算、方法，以“熟练掌握”、“掌握”、“会”或“能”三级区分。
现代密码学课程设计一、课程概述现代密码学是一门关于信息安全的学科，主要研究保护信息在通信及存储中的安全性。
本课程设计旨在让学生从理论和实践两方面了解现代密码学的基础知识、常用算法以及应用实例，通过实现密码加解密算法、数字签名算法等，加深对现代密码学的理解，提高学生信息安全意识和实际编程能力。
二、教学目标•了解现代密码学的基本概念和密码学的发展历程；•掌握对称密钥算法和非对称密钥算法的基本原理；•掌握常用的密码学算法和协议，如AES、RSA、MD5、SHA等；•掌握常见的密码攻击方法的手段和防范措施；•能够结合实例了解密码学在信息安全领域的应用。
三、教学内容3.1 现代密码学基础•密码学的定义和发展历程•密码学的基本概念、分类和研究对象•密码学中的术语和符号3.2 对称加密算法•对称加密算法的基本原理•常用的对称加密算法：DES、3DES、AES等•实现对称加密算法的案例3.3 非对称加密算法•非对称加密算法的基本原理•常用的非对称加密算法：RSA、ECC等•实现非对称加密算法的案例3.4 哈希算法•哈希算法的基本原理•常用的哈希算法：MD5、SHA等•实现哈希算法的案例3.5 数字签名算法•数字签名算法的原理和应用•常用的数字签名算法：RSA、DSA等•实现数字签名算法的案例3.6 密码攻击与防范•常见的密码攻击方式：暴力破解、字典攻击、重放攻击等•密码攻击技术的分类和流程•密码攻击防范和对策3.7 现代密码学应用实例•SSL/TLS协议的原理和实现•HTTPS协议的原理和实现•VPN的实现和应用四、教学方法本课程设计采用授课、讲解、案例演示、群体讨论等多种教学方法相结合，以提高学生的学习兴趣和参与度。
同时，鼓励学生在本课程设计的实践环节中，利用程序实现加解密算法、数字签名等，同时进行实际的密码攻击和防范。
五、考核方式•课程论文：涵盖对现代密码学的基本概念及其在信息安全领域中的应用、常用算法的原理和具体实现以及密码攻击和防范等方面。
《现代密码学基础》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程教学目标《现代密码学》是网络工程专业网络安全的基础课程。
通过本课程的学习，使得学生对密码学领域的基本概念、基本理论和基本应用有全面的理解，作为进一步学习网络安全专业知识的基础、作为网络安全理论研究和相关应用开发的准备知识。
理解密码体制概念和密码学发展沿革；理解公钥密码体制的设计思想；掌握常用的密码体制的设计机制，包括DES；掌握对称密码体制的设计和分析特点；掌握非对称密码体制的设计和分析特点；掌握认证体系相关知识，包括数字签名、身份认证和消息认证等；了解密码技术应用技术，包括数字现金等。
增强学生的信息安全、网络安全意识，增强防范的能力，为以后学习和掌握网络工程网络安全方向课打下坚实的基础。
三、教学学时分配《现代密码学基础》课程理论教学学时分配表《现代密码学基础》课程实验内容设置与教学要求一览表四、教学内容和教学要求第一章密码学概述及古典密码学（2学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解信息安全面临的威胁,了解信息安全的模型,了解密码学基本概念,掌握几种古典密码，其中包括单表代换密码和多表代换密码。
（二）教学重点与难点1．教学重点：密码学基本概念、单表代换密码和多表代换密码。
2. 教学难点：单表代换密码和多表代换密码算法。
（三）教学内容第一节信息安全的威胁与模型1. 信息安全面临的威胁；2．信息安全的模型。
第二节古典密码算法1．密码学基本概念；2. 单表代换密码和多表代换密码。
本章习题要点：练习单表代换密码和多表代换密码。
第二章流密码（2学时）（一）教学要求1.了解流密码的基本概念；2.掌握序列的伪随机性；3.掌握序列密码的破译。
（二）教学重点与难点1．教学重点：序列的伪随机性、序列密码的破译。
2. 教学难点：序列的伪随机性。
（三）教学内容第一节流密码1.流密码的基本概念；2.序列的伪随机性。
第二节序列密码1.序列密码的破译。
本章习题要点：练习序列的伪随机性。
中国海洋大学现代密码学理论与实践课程大纲（理论课程）Modern Cryptography: Theory and Practice【开课单位】计算机科学与技术系【课程模块】学科基础【课程编号】080502201201 【课程类别】选修【学时数】64 （理论48 实践16 ）【学分数】 3.5一、课程描述本课程大纲根据2011年本科人才培养方案进行修订或制定。
教学对象本课程面向计算机科学与技术专业本科二年级学生（二）教学目标及修读要求1、教学目标（课程结束后学生在知识、技能和态度三个层面达到的目标）本课程的学习目的在于让学生学习和了解密码学的一些基本概念，理解和掌握一些常用密码算法的加密和解密原理，认证理论的概念以及几种常见数字签名算法和安全性分析。
本课程涉及分组密码、流密码、公钥密码、数字签名、Hash函数、密钥建立与管理、认证理论与技术、PKI技术等内容。
要求学生掌握密码学的基本概念、基本原理和基本方法。
在牢固掌握密码学基本理论的基础上，初步具备使用C或C++语言运用基本密码算法的能力，要求学生通过学习该课程初步掌握密码学的理论和实现技术，使当代大学生适应社会信息化的要求，能利用密码技术服务于社会。
2、修读要求（简要说明课程的性质，与其他专业课程群的关系，学生应具备的基本专业素质和技能等）本课程是计算机科学与技术专业的学科基础教育层面专业选修课，要求以《集合论与代数结构》为先修课程，同时也是《网络与信息安全》的先修课程。
在学习本课程之前，学生应具有基本的计算机编程能力，熟悉C语言编程，并对代数结构有一定的知识。
（三）先修课程（参照2011版人才培养方案中的课程名称，课程名称要准确）《集合论与代数结构》二、教学内容（一）第一章密码学概述1、主要内容：讲述与信息安全有关的概念和术语，密码学的研究内容、主要功能和攻击形式的含义，柯克霍夫斯原则的内容和意义，以及置换、代换的内容和区别，和密码分析的四种方法。
教学大纲教案英文名称：Modern Cryptography课程编号：XA240240课程类别：专业必修课适用专业：信息安全总学时：64学时其中：理论讲授学时：48学时实验实践学时：16学时学分：4学分课程简介：本课程是信息安全专业必修课程。
本课程内容包括：古典密码体制及其破译、分组密码、公钥密码体制、序列密码与移位寄存器、杂凑函数、密钥管理，以及我国商用系列密码算法。
通过本课程的学习，让学生了解密码学基本概念，熟悉密码学的基本概念，掌握常用密码学加密解密技术，了解密码学发展方向。
This course is a compulsory course for information security major. This course includes: classical cryptosystem and its deciphering, block cipher, public key cryptosystem, sequence cipher and shift register, hash function, key management, and commercial serial cipher algorithm in China. Through the study of this course, students can understand the basic concepts of cryptography, be familiar with the basic concepts of cryptography, master the common cryptography encryption and decryption technology, and understand the development direction of cryptography.一、课程的性质、目的和任务本课程是信息安全专业核心课程，也是专业基础必修课程。
现代密码学教学大纲现代密码学是网络空间安全的核心基础。
通过本门课程的学习，能够了解现代密码学基本理论，掌握现代密码学基本技术，理解各类密码算法的应用场景和相关的安全需求，培养信息安全意识，掌握安全需求分析的方法，并了解现代密码学的未来发展方向。
课程概述本课程共分为9章，第1章概述，介绍密码学的基本概念、密码学的发展简史和古典密码算法。
第2章到第6章是按照密码算法的设计思路和功能不同来划分，分别是流密码、分组密码、公钥密码、杂凑函数、数字签名，第7章密码协议主要介绍Diffie-Hellman密钥交换和Shamir秘密分享方案，更复杂的一些密码协议可在后续“网络安全协议”课程中学习。
第8章将介绍可证明安全理论的初步知识。
第9章将介绍一些密码学研究的前沿方向，比如属性基加密、全同态加密、后量子密码学等。
授课目标1、掌握分析保密通信系统中安全需求分析的方法。
2、理解密码学的基本概念、基本原理和一些典型的密码算法的原理。
3、理解各类密码算法的应用场景和相关的安全需求。
课程大纲第一章概述1.1 密码学的基本概念1.2 中国古代密码艺术1.3 外国古代密码艺术1.4 密码学发展简史1.5 密码分析学1.6 古典密码算法第一章单元测试第一章单元作业第二章流密码2.1 流密码的基本概念2.2 有限状态自动机2.3 二元序列的伪随机性2.4 线性反馈移位寄存器2.5 m-序列2.6 m-序列的伪随机性2.7 m-序列的安全性2.8 非线性序列12.9 非线性序列22.10 A5流密码算法第二章单元测验第二章单元作业第三章分组密码3.1 分组密码的基本概念3.2 SP网络3.3 Feiste密码l结构3.4 DES算法简介3.5 DES轮函数及密钥编排3.6 DES的安全性3.7 3DES3.8 分组密码的工作模式（上）3.9 分组密码的工作模式（下）3.10 有限域基础3.11 AES算法简介3.12 AES的轮函数3.13 AES的密钥编码及伪代码3.14 SM4算法第三章单元测验第三章单元作业第四章公钥密码4.1 公钥密码的基本概念4.2 完全剩余系4.3 简化剩余系4.4 欧拉定理4.5 RSA加密算法4.6 群的概念4.7 循环群4.8 ElGamal加密4.9 实数域上的椭圆曲线4.10 有限域上的椭圆曲线4.11 椭圆曲线密码学第四章单元测验第四章单元作业第五章Hash函数5.1 Hash概念和基本要求5.2 生日攻击5.3 SHA-1算法第五章单元测验第六章数字签名6.1 数字签名的基本概念6.2 RSA签名算法6.3 ElGamal签名算法6.4 DSS签名算法6.5 ElGamal类签名算法6.6 特殊性质的签名算法第六章单元测验第七章密码协议7.1 Diffie-Hellman 密钥交换7.2 Shamir 秘密分享第七章单元测验第八章可证明安全8.1 Boneh-Franklin身份基加密算法第九章密码学的新方向9.1 属性基加密9.2 全同态加密9.3 后量子密码学预备知识信息安全数学基础、线性代数、信息安全导论参考资料1．现代密码学（第四版），杨波，清华大学出版社，2017。
现代密码学教案教案标题：现代密码学教案教案目标：1. 了解现代密码学的基本概念和原理。
2. 掌握常见的现代密码学算法及其应用。
3. 培养学生的密码学思维和分析问题的能力。
4. 培养学生的团队合作和沟通能力。
教学时长：5个课时教学内容：第一课时：密码学基础概念1. 密码学的定义和作用2. 对称加密和非对称加密的区别3. 密码学的应用领域第二课时：对称加密算法1. 凯撒密码的原理和应用2. DES算法的原理和应用3. AES算法的原理和应用第三课时：非对称加密算法1. RSA算法的原理和应用2. 椭圆曲线密码算法的原理和应用第四课时：哈希函数和数字签名1. 哈希函数的定义和特性2. 常见的哈希函数算法3. 数字签名的原理和应用第五课时：密码学的安全性和应用案例1. 密码学安全性的评估标准2. 密码学在网络安全中的应用案例3. 密码学的未来发展趋势教学方法：1. 教师讲授：通过PPT、讲解等方式向学生介绍密码学的基本概念和原理。
2. 小组讨论：将学生分成小组，让他们针对某个密码学算法进行深入讨论和研究，然后向全班汇报。
3. 实践操作：引导学生使用密码学算法进行加密和解密的实践操作，加深对密码学算法的理解和掌握。
评估方式：1. 课堂参与：学生在小组讨论和实践操作中的积极程度和贡献度。
2. 平时作业：布置相关的作业，如编写简单的加密程序或分析密码学算法的安全性。
3. 期末考试：考察学生对密码学基本概念、常见算法和应用案例的理解和运用能力。
教学资源：1. PPT课件：包含密码学基础概念、算法原理和应用案例的PPT课件。
2. 实践材料：提供加密和解密的实践操作材料，如编程环境、示例代码等。
3. 参考书籍：推荐一些与现代密码学相关的经典教材和参考书籍，供学生深入学习和研究。
教学建议：1. 引导学生主动思考和探索，培养他们的密码学思维和解决问题的能力。
2. 鼓励学生进行团队合作和互动交流，提高他们的沟通和表达能力。
现代密码学教程第三版
现代密码学教程（第三版）主要涵盖了现代密码学的基本概念、原理和应用。
以下是其主要内容：
1. 密码学概述：介绍密码学的发展历程、基本概念和原理，以及在现代信息技术中的作用和重要性。
2. 加密算法：详细介绍各种现代加密算法，如对称加密算法（如AES）、非对称加密算法（如RSA），以及混合加密算法等。
3. 数字签名与身份认证：介绍数字签名的原理、算法和应用，以及身份认证的常用技术，如基于密码的身份认证、基于生物特征的身份认证等。
4. 密码协议：介绍各种密码协议，如密钥协商协议、身份认证协议、安全协议等。
5. 密码分析：介绍密码攻击的类型和防御措施，如侧信道攻击、代数攻击等，以及密码分析的常用方法和技术。
6. 网络安全：介绍网络安全的基本概念、原理和技术，如防火墙、入侵检测系统、虚拟专用网等。
7. 实践与应用：通过实际案例和实践项目，让读者更好地理解和应用现代密码学的原理和技术。
第三版相对于前两版，在内容上更加深入、全面，同时也增加了一些新的技术和应用，以适应现代信息技术的发展和变化。
对于对密码学感兴趣的学生和专业人士来说，是一本非常值得阅读的教材。
《现代密码学》课程教学大纲课程编号：1330080课程名称：现代密码学英文译名：Modern Cryptography总学分：3总学时：48学时（含8学时实验课，2学时课程设计讨论课）●课程教学目的本课程的主要目的是让学生学习和了解密码学的发展历程；理解和掌握古典密码体制、分组加密体制、流密码体制、消息认证码、公钥加密体制、数字签名体制和密码协议的基本概念、代表算法的运算；领会密码体制设计与分析的基本思想与方法。
了解密码学各分支的研究内容及密码学的新发展，方向以及培养学生在实践中解决问题的能力。
●教学任务让学生掌握现代密码学的设计技术和分析技术的基础知识，培养其应用密码学原理，准确分析现实当中安全风险，并设计有效防御方案的能力。
●教学内容的结构单元教学目标及任务一、绪论(2学时)主要内容：密码学与信息安全的关系密码学的历史和分类本门课程的组织与安排教学任务：明确密码学的重要用途，培养学生学习密码学的兴趣。
教学目标：能够叙述密码体制和安全属性的关系。
重点：密码学研究的基本问题和密码学的分类。
二、古典密码学（2学时）主要内容：古典密码体制古典密码体制分析教学任务：让学生掌握密码算法设计及分析的基本思想。
教学目标：可以说出密码算法设计的基本方法，攻击典型的古典密码体制，并说明攻击成功原因。
重点：古典密码体制的设计思路及对这些体制的一些破译方法。
难点：方法的理解和应用。
三、信息论基础（1学时）主要内容：Shannon信息保密系统熵和无条件保密分组密码的设计思想教学任务：让学生从信息论的角度，掌握保密的涵义。
教学目标：能够完整刻画shannon通信保密系统，并可以计算加密系统是否无条件保密。
重点：香农保密系统的模型、完善保密性的概念。
难点：概念和观点的理解，熵的计算。
四、计算复杂性理论基础（1学时）主要内容：问题的定义算法的复杂性定义及分类P问题及NP问题密码算法的计算安全性与实际安全性教学任务：让学生掌握计算安全的思想。
《现代密码学》课程教学大纲
一课程说明
1.课程基本情况
课程名称：计算机基础
英文名称：Modern Cryptography
课程编号：2412216
开课专业：信息与计算科学
开课学期：第6学期
学分/周学时： 3 /3
课程类型：专业任选课
2.课程性质（本课程在该专业的地位作用）
本课程的主要目的是让学生学习和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、公钥密码体制、流密码、数字签名和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。
本课程属于信息与计算科学专业的专业课程，是数学在信息安全中的一个重要应用，是一门理论性和应用性很强的课程。
3．本课程的教学目的和任务
（1）学生学习本课程之前，应具备《概率论》、《近世代数》和《计算机网络》等基础知识。
在理解、掌握、了解三个能力层次上，对学生学习和掌握本课程知识有如下要求：
①理解：能识记密码学基础理论中的基本概念、原理和方法的涵义，并能表述和判断其是与非。
②掌握：在理解的基础上，能较全面的掌握应用密码学的基本概念、基本原理、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。
③了解：在掌握的基础上，能运用应用密码学的基本概念、基本原理、协议
和技术，阐释一般安全网络环境中密码产品如何利用密码学理论工作的原理，分析密码技术的实现过程和方法，并能应用有关原理和技术设计出一些简单的密码方案。
（2）课程教学重点与难点：
①教学重点：密码学的基本架构、基本概念、基本原理、基本密码协议和基本技术，以及密码学中一些典型的方案，能表达基本内容和基本道理。
②教学难点：数学基础知识及其在密码学基本原理、基本密码协议和基本技术中的应用。
（3）课程教学方法与手段：
本课程采用讲授与学生自行练习相结合方式，其手段有：
①利用网络资源、多媒体等教学手段为教学服务，结合相关知识进行讲解
②详细讲解相关内容，引导学生对此进行深入的思考与分析，勇于单独发表自己的见解；
③课前安排学生查找相关资料，课后布置书面作业，理论与实践相结合，让学生体会并领略密码技术，对密码学有更深刻的认识。
③引导学生进行创新思维，力求提出新见解
（4）课程考核方法与要求
本课程考核以笔试为主。
主要考核学生对基础理论，基本概念的掌握程度，以及学生实际应用能力。
平时作业成绩占10%，期中考试成绩占20%，期末考试成绩占70%。
4．本课程与其他课程的关系
学生学习本课程之前，应具备《概率论》、《近世代数》和《计算机网络》等基础知识。
5．教学时数及课时分配
【1】现代密码算法工程路而红、董秀则、李雪梅、张磊等著清华大学出版社2012年6月
【2】《现代密码学（第2版）》杨波著清华大学出版社2007年4月
【3】《密码学原理与实践》Douglas R.Stinson著电子工业出版社2003年2月
【4】《密码学与计算机网络安全》卿斯汉著清华大学出版社2001年7月【5】《现代密码学》陈鲁生沈世镒科学出版社2002
【6】《密码学教程》张福泰李继国武汉大学出版社2006
三教学方法和教学手段说明
以讲授为主的教学模式，适当地加入了一些讨论式教学方法。
四成绩考核办法
本课程以教务处相关文件规定进行考核。
五教学内容
第一部分密码学概论（共4学时）
主要内容
1.1密码学的基本概念
1.2 密码学的发展概况
1.3古典密码
基本要求
1、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。
2、对密码学发展的历史及其应用前景有一定的了解。
3、理解掌握几种古典密码的概念、加解密算法及其破译方法。
4、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。
教学要点
对密码体制的结构、安全性和攻击类型进行详细的讲解，重点搞清楚几种古典密码的基本加密算法及破译。
第二部分现代分组密码（共4学时）主要内容
2.2代换置换网络
2.3分组密码原理与设计准则
2.4数据加密标准DES
2.6高级加密标准AES
2.7分组密码的操作模式
2.8差分分析与线性分析
基本要求
1.掌握分组密码的基本原理
2.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。
3.掌握分组密码的4种基本工作方式。
4.了解差分分析法和线性分析法。
教学要点
分组密码的基本原理、数据加密标准——DES和AES
第三部分流密码（共4学时）
主要内容
3.1 流密码的原理
3.2 有限状态自动机
3.3 线性反馈移位寄存器
基本要求
1.理解流密码的原理
2.了解有限状态自动机
3.熟练掌握线性反馈移位寄存器
教学要点
线性反馈移位寄存器原理及其在流密码的设计中的运用；流密码的设计原理和方法
第四部分公钥密码（共6学时）
主要内容
4.1 公钥密码体制简介
4.2 公钥密码的数学基础知识
4.3 RSA公钥密码体制
4.4 EIGamal公钥密码体制
4.5 Diffie-Hellman密钥协商方案
基本要求
1.掌握公钥密码的数学基础知识
2. 熟练掌握RSA公钥密码体制EIGamal公钥密码体制，理解其安全性和和易遭受的攻击方法
3. 掌握Diffie-Hellman密钥协商方案
教学要点
这一章是本教材的难点之一，包括基本数学知识的介绍及其在公钥密码体制中的应用。
介绍公钥密码体制的理论基础及其实现方法，以及两种经典的公钥密
码体制－RSA和EIGamal。
第五部分 Hash函数（共6学时）
主要内容
5.1 Hash函数简介
5.2 Hash函数的安全性
5.5 hash函数的攻击方法
5.6 hash函数的用途
基本要求
理解Hash函数的概念、性质及应用
教学要点
Hash函数的概念、性质及应用
第六部分数字签名与身份识别（共12学时）主要内容
6.1 数字签名体制
6.2 RSA数字签名方案
6.3 EIGamal签名方案
6.4 Schnorr数字签名方案
6.5 数字签名标准DSS
6.6 椭圆曲线数字签名方案及其他特殊数字签名介绍
6.7 身份识别的概念
6.8 弱身份识别
6.9 强身份识别
6.10 身份识别协议
6.11身份识别协议的安全
基本要求
1. 理解数字签名体制的概念
2.掌握RSA、ElGamal数字签名方案和数字签名标准DSS，对其安全性有
所了解
3.了解其他特殊数字签名方案及其应用
4.理解身份识别的概念
5.理解强、弱身份识别的分类及流程
6.掌握几个典型的身份识别协议
7.了解身份识别的安全性
教学要点
数字签名的概念、数字签名标准、数字签名的实现方案及其应用；并分别介绍强、弱身份识别的流程和几个身份识别协议的相关知识。
第七部分认证理论与技术（共6学时）主要内容
7.1 认证模型
7.2 认证中常见的攻击和对策
7.3 认证协议
7.4 Kerberos系统
7.5 X.509认证服务
基本要求
1.掌握认证模型
2.掌握一些典型的认证协议
3.理解Kerberos系统和X.509认证服务
教学要点
认证模型的相关知识，一些典型的认证协议，了解Kerberos系统以及X.509认证服务
第八部分密钥管理（共4学时）
主要内容
8.2 密钥分配模式
8.3 密钥传送
8.4 密钥协商
8.5 秘密共享
8.6 会议密钥广播与分发
8.7 密钥托管
基本要求
1. 对密钥的产生、存储、装入、分配、保护、丢失、销毁等内容有一定的理解。
2. 理解密钥分配、密钥传送、密钥协商、秘密共享、会议密钥广播与分发、密钥托管等概念及实现方法。
教学要点
介绍密钥分配、密钥传送、密钥协商、秘密共享、会议密钥广播与分发、密钥托管等相关知识及其基本原理和实现方法
第九部分 PKI技术（共4学时）
主要内容
9.1PKI的组成
9.2 PKI的功能和要求
9.3 PKI相关协议
9.4 PKI产品
基本要求
1.理解PKI的组成、功能和要求
2.了解PKI相关协议和一些有代表性的产品
教学要点
简要介绍PKI的相关知识
第十部分密码学新进展（共4学时）主要内容
10.1 量子密码学
10.2 环签名指定验证者签名
10.3 基于身份的公钥体制与无证书公钥体制
10.4 DNA密码简介
基本要求
1.理解量子密码学、新签名方案和信道公钥体制
2.对密码学的新进展有一定的掌握，试图能够提出自己的看法
教学要点
介绍密码学的一些新的进展情况，引导学生进行创新思维
五、教学方法建议
利用网络资源、多媒体等教学手段为教学服务，理论与实践相结合，让学生体会并领略密码技术。
