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1、现代密码学1教学大纲一、课程基本信息课程名称现代密码学Modern Cryptography课程编码SCC262121020开课院部理学院课程团队现代密码学学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时0适用专业计算机科学与技术授课语言中文先修课程高等数学(2-1).离散数学(2-1).离散数学(2-2).高等数学(2-2).线性代数课程简介 (限选)现代密码理论是现代信息安全技术的理论基础和核心。它包含两个密切相关的方面，其一是密码编码学，研究如何设计好的密码方案 和密码协议；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。本课程的主要目的是让学生学习和了解
2、密 码学的一些基本概念。具体来讲，通过本课程的学习，使学生理解古典密码体制、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，了解密码产品的基本工作原理，从而培养学生 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。Modern cryptography is the theoretical foundation and core of modern information security technology. It conta
3、ins two closely related aspects. One is the coding theory which focuses on designing good cryptographic schemes and cryptographic protocols. The other is cryptanalysis which focuses on breaking a cryptographic system and restore the true information. The main goal of this course is to make students
4、learn the basic concepts of cryptography. Specifically, by learning this course, students will understand basic concepts, theories and operations of the classical cryptography, block cipher and public key cryptography, stream cipher, digital signature, and cryptograph-ic protocols, comprehend the ba
5、sic idea and method of design and analysis of cryptographic system, understand the basic principle of cryptographic products and cultivate the students， ability to solve problems in practice. Modern cryptography is a professional course for the specialties of information and computing science, and i
6、t is an important application of mathematics in information security. Additionally, it is also a course with strong theory and application.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1： 了解现代密码学的基础理论。是3. 2, 5.33.2, 5.32M2目标2 ：初步掌握信息安全领域常用密码算法设计与密码分析技是3.2, 5.33.2, 5.33M3目标3：提高学生对学科和专业的认知能力，了解学科发展前沿，培养
7、学生自我更新知识的能力。是3. 2, 5. 33. 2, 5. 3三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节11. 11.1信息安全的模 型加密模型，认证模型，秘钥管理模型。Ml1讲授1自学21.21.2密码学基本概 念密码编码学，密码分析学，明文空间、密文空间、密码方案和 密钥空间。Ml1讲授1自学31. 31.3古典密码体制代换密码、置换密码、古典密码的破译。31讲授1作业，自 学42. 12. 1用-序列m-序列的定义31讲授1作业，自 学52.22. 2 ZUC算法ZUC算法标准32讲授2作业，自 学63. 13. 1分组密码的一 般模型
8、分组密码概述、Feistel结构、分组密码工作模式及攻击方式Ml, M2, M31讲授1作业，自 学73.23. 2 DESDES算法描述、DES安全性、三重DESM31讲授1作业，自 学83.33. 3 AES 算法一Ri jndaelRijndael算法数学基础、设计原理、Rijndael算法描述、Ri jndael安全性及效率32讲授2作业，自 学93.43. 4分组密码运算 模式ECE、 CBC、 CFB、 0FBMl, M2, M31讲授1作业，自 学104. 14.1公钥密码系统公钥、私钥、陷门、认证、密钥分发；公钥密码系统Ml, M2, M2讲授2作业，自基本概念3学114.24
9、.2 RSA公钥密码 系统RSA算法描述；对RSA的攻击；RSA系统的参数选取Ml, M2, M 32讲授2作业，自 学124.34.3其它公钥密码 系统ElGamal密码系统，ElGamal密码系统的安全性；椭圆曲线密码 系统32讲授2作业，自 学134.44.4可证明安全公 钥密码系统可证明安全性；公钥密码系统的安全性31讲授2作业，自 学145. 15. 1 Hash函数概 述Hash函数定义、Hash函数的安全性、Hash函数的迭代构造法31讲授1作业，自 学155.25.2 Hash 函数 MD5MD5算法描述、MD5的安全性31讲授1作业，自 学165.35.3安全Hash算 法
10、SHA-1SHA-1算法描述、SHA-1和MD5的比较、SHA-1的修订版M1,M2,M32讲授2作业，自 学175.45. 4基于分组密码 与离散对数的 Hash函数利用分组密码构造Hash函数、基于离散对数问题构造Hash函 数31讲授2作业，自 学185.55. 5消息认证消息认证码、HMAC算法31讲授1作业，自 学196. 16.1数字签名概述数字签名体制Ml, M2, M31讲授1作业，自 学206.26. 2 RSA数字签名 体制RSA算法描述，RSA数字签名的安全性Ml, M2, M31讲授1作业，自 学216.36. 3 El Gamal 数字 签名体制ElGamal算法描述
11、、ElGamal数字签名的安全性、ElGamal签名 体制的变形Ml, M2, M32讲授2作业，自 学226.46. 4其他数字签名 体制Schnorr数字签名、Fiat-Shamir数字签名、一次性数字签名、 不可否认数字签名、盲签名.Ml, M2, M 31讲授1作业，自 学236.56. 5数字签名标准美国数字签名标准、俄罗斯数字签名标准Ml, M2, M1讲授1作业，自3学246. 6习题课习题讲解Ml, M2, M32讲授2自学四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1考勤与课 堂表现1 .通过刷卡点名、随机点名等方式进行考勤；2 .通过随机检查学生上课的精神状态及回答问题的积极性
12、和准确性等考察课堂表现；3 .采用等级制，分为A,B,C, D四个等级。10%2平时作业1 .每周布置3-4道题目，平均每次课1道题以上。2 .成绩采用等级制，分为A,B,C, D四个等级，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3 .考核学生对现代密码学的基本知识的掌握程度，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，作业题型主要有 分析和计算题。20%3大作业1 .本课程要求学生以课程学习总结的方式，对现代密码学课程总体理解进行学习心得体会总结，进行一定的应用拓展思 考，并给出利用基本的密码理论解决实际问题的具体案例。2 .成绩采用等级制，分为A,B,C,D四个等级，根据学生
13、对课程的学习态度，总体理解深度，对知识的具体应用环境的理 解深度给出评分标准。3 .考核学生对现代密码学这门课程的整体理解程度，学生对密码学具体应用的理解和实践能力。25%4期末考试1 .闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2 .主要考查学生对近世代数基本知识的掌握程度，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有选择 题、填空题、计算题、应用题，分析题等。45%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml考勤与课70%A-无迟到早退现象，上课精神饱满，回答问题积极。堂表现B-偶有迟到早退现象，上课精神状态尚可。C-经常迟到或早退，上课不积极。D-经常迟到或早
14、退，上课不积极，并旷课次数超过4次。2Ml平时作业10%A-作业完成准确，按时上交，独立完成B-作业基本正确，按时上交，独立完成C-作业完成错误，不按时上交，或者看抄袭现象D-作业完成错误，不按时上交或有抄袭现象，并不交作业次数超过3次。3Ml大作业20%A-无拷贝现象，对课程总体能形成自己的在逻辑上的理解，且理解有一定见解和深度，并对课程的应用背 景有一定了解和认识。B-无拷贝现象，对课程总体能形成自己的在逻辑上的理解，但理解不深，对课程的应用背景有一定了解。 c-有少量拷贝现象，对课程总体不能形成自己的在逻辑上的理解。D-大量拷贝，对课程几乎一无所知。4M2平时作业30%A-作业完成准确，
15、按时上交，独立完成B-作业基本正确，按时上交，独立完成C-作业完成错误，不按时上交，或者有抄袭现象D-作业完成错误，不按时上交或有抄袭现象，并不交作业次数超过3次。5M2大作业30%A-无拷贝现象，对课程总体能形成自己的在逻辑上的理解，且理解有一定见解和深度，并对课程的应用背 景有一定了解和认识。B-无拷贝现象，对课程总体能形成自己的在逻辑上的理解，但理解不深，对课程的应用背景有一定了解。 c-有少量拷贝现象，对课程总体不能形成自己的在逻辑上的理解。D大量拷贝，对课程几乎一无所知。6M2期末考试40%见试卷评分标准7M3平时作业30%A-作业完成准确，按时上交，独立完成B-作业基本正确，按时上
16、交，独立完成c-作业完成错误，不按时上交，或者有抄袭现象D-作业完成错误，不按时上交或有抄袭现象，并不交作业次数超过3次。8M3大作业30%A-无拷贝现象，对课程总体能形成自己的在逻辑上的理解，且理解有一定见解和深度，并对课程的应用背 景有一定了解和认识。B-无拷贝现象，对课程总体能形成自己的在逻辑上的理解，但理解不深，对课程的应用背景有一定了解。C-有少量拷贝现象，对课程总体不能形成自己的在逻辑上的理解。D-大量拷贝，对课程几乎一无所知9M3期末考试40%见试卷评分标准评分等级说明：A, B, C, D, E = 90-100, 80-89, 70-79, 60-69, 0-59; A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B, C=90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B二80700, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书II现代密码学,何大可,彭代渊,唐小虎，何明星，人民邮电出版社,2009, ISBW978-7-115-21157-6. （*主教材）2图书1密码学引论,张焕国，唐明，武汉大学出版社,2015, ISBN:9787307167360.