معرفی و دانلود کتاب مقدمه‌ای بر رمزنگاری

معرفی کتاب مقدمه‌ای بر رمزنگاری

رمزنگاری دانشی است برای روش‌های انتقال و ذخیره‌ی امنِ داده‌ها. کتاب مقدمه‌ای بر رمزنگاری نوشته‌ی محمد برکات، تیمو هانکه و کریستین ادر، تغییر دادن متن پیام را با استفاده از الگوریتم رمز و بر پایه‌ی اصول ریاضی و نظریه‌ی اعداد و آمار آموزش می‌دهد.

درباره‌ی کتاب مقدمه‌ای بر رمزنگاری

رمزشناسی از دو حوزه‌ی رمزگذاری و پنهان‌کاری تشکیل شده است. رمزگذاری شاخه‌ای از علوم کامپیوتر و ریاضی است که بر ارتباط امن بین دو طرف با وجود شخص ثالث یا دشمن تمرکز دارد و بر روش‌هایی مثل آشکارسازی، پنهان‌سازی، امضا و اعداد تصادفی مبتنی است. کتاب مقدمه‌ای بر رمزنگاری (An introduction to cryptography) مجموعه یادداشت‌های درسی محمد برکات (Mohamed Barakat)، تیمو هانکه (Timo Hanke) و کریستین ادر (Christian Eder) است که برای درس رمزنگاری در دانشگاه‌های آلمان ارائه شده‌ است. آن‌ها در این منبع علاوه‌بر شرح مفاهیم پایه، مفاهیمی مثل حالت‌های رمز، نظریه‌ی اطلاعات، توالی‌های شبه‌تصادفی، رمزهای متقارن بلوکی مدرن، سیستم‌های رمزنگاری کلید عمومی و امضاهای دیجیتال را مورد بررسی قرار می‌دهند.

چهار اصل اساسی رمزنگاری در این کتاب محرمانگی، یکپارچگی داده، تعیین اعتبار و عدم انکار عنوان شده‌اند. امروزه به‌طورکلی دو طرح متفاوت وجود دارد؛ از یک طرف، طرح‌های متقارن که در آن هر دو طرف برای رمزگذاری ارتباطات خود باید کلید یکسانی داشته باشند. به این منظور آن‌ها باید در ابتدا کلید را به‌طور ایمن مبادله کنند. از سوی دیگر، در سال 1976 مفهوم طرح‌های نامتقارن به وجود آمد که در آن طرفین ارتباط دارای یک کلید خصوصی و عمومی هستند. کلید عمومی را می‌توان با هر کسی به اشتراک گذاشت، بنابراین طرف اول ارتباط می‌تواند از آن برای رمزگذاری پیامی برای دیگری استفاده کند. اما فقط نفر دوم می‌تواند با کلید خصوصی مربوطه، پیام رمزگذاری شده‌ی طرف اول را رمزگشایی کند.

در کتاب مقدمه‌ای بر رمزنگاری چندین ساختار رمزنگاری معروف مانند سیستم رمزنگاری RSA، DES (استاندارد رمزنگاری داده‌ها)، AES (استاندارد رمزگذاری پیشرفته)، ECC (رمزنگاری منحنی بیضوی) و بسیاری ساختار دیگر را کشف خواهیم کرد. همچنین مروری بر رمزهای بلوکی، رمزهای جریان و رمزهای تاریخی خواهیم داشت. در فصل‌های آخرِ کتاب بیشتر درمورد تصادفی و شبه تصادفی بودن صحبت می‌شود. وجود نکته، تمرین و مثال در کتاب مقدمه‌ای بر رمزنگاری، به فهم مفاهیم پیچیده و تخصصی کمک می‌کند.

انتشارات فناوری نوین، کتاب مقدمه‌ای بر رمزنگاری را با ترجمه‌ی آنا جوادپور، جواد وحیدی و رحیم اصغری منتشر کرده است.

کتاب مقدمه‌ای بر رمزنگاری برای چه کسانی مناسب است؟

این کتاب حاوی مفاهیم تخصصیِ رمزنگاری برای مهندسین و متخصصینِ رشته‌های کامپیوتر و ریاضیات است.

با نویسندگان کتاب بیشتر آشنا شویم

محمد برکات استاد ریاضیات دانشگاه زیگن آلمان (University of Siegen) است. تحقیقات او به نوشتن مقاله‌های «فیلتراسیون طیفی ازطریق چندشکلی‌های تعمیم‌یافته (Spectral filtrations via generalized morphisms)»، «محاسبه‌ی ماتریس‌های اتصال در میپل (conley: Computing connection matrices in Maple)»، «یک بسته‌ی متا برای جبر همسانی (homalg–a meta-package for homological algebra)» و بسیاری مقاله‌ی دیگر منجر شده‌اند.

کریستین ادر مدرس جبر رایانه‌ای، داور چندین مجله و برگزارکننده‌ی کارگاه‌ها و کنفرانس‌های بین‌المللی است. او دکترای خود را از دانشگاه هندسه و جبر کامپیوتری (TU Kaiserslautern) در آلمان دریافت کرد و به‌عنوان فوق دکترای کارگروه جبر و معاون پژوهشی در این دانشگاه فعالیت دارد. علاقه‌ی تحقیقاتی او در زمینه‌های محاسبات نمادین، جبر رایانه‌ای و حل سیستم چندجمله‌ای، او را به نوشتن مقالاتی چون «ابزارهای نمادین در ریاضیات و کاربرد آن‌ها (Symbolic Tools in Mathematics and their Application)» و «محاسبات دقیق/تأیید شده با سیستم‌های جبری (Exact/Certified Computation with Algebraic Systems)» ترغیب کرده است.

تیمو هانکه رئیس بخش مهندسی در بنیاد DFINITY است و به‌عنوان رمزنگار ارشد CoinTerra Inc فعالیت می‌کند. او استاد ریاضیات و رمزنگاری در دانشگاه آخن آلمان و از علاقه‌مندان اولیه‌ی بیت‌کوین بود. تیمو هانکه در سال 2013 تکنولوژی AsicBoost را درجهت افزایش بیست تا سی درصدی استخراج بیت‌کوین ایجاد کرد. این تکنولوژی ماینینگ، از آن زمان به یک استاندارد در عملیات استخراج در مقیاس بزرگ تبدیل شده است. او نویسنده‌ی مقاله‌های «اجماع کامپیوتر اینترنتی (Internet computer consensus)»، «روش ها و دستگاه‌های استخراج بلوک (Block mining methods and apparatus)»، «Asicboost - افزایش سرعت برای استخراج بیت‌کوین (Asicboost - A speedup for bitcoin mining)» و «پیچیدگی عناصر در حلقه‌ها (Complexity of Elements in Rings)» است.

در بخشی از کتاب مقدمه‌ای بر رمزنگاری می‌خوانیم

امروزه به‌طورکلی دو طرح متفاوت وجود دارد: ازیک‌طرف، طرح‌های متقارن وجود دارد، که در آن هر دو، آلیس و باب، برای رمزگذاری ارتباطات خود باید کلید یکسانی داشته باشند. برای این، آن‌ها باید در ابتدا کلید را به‌طور ایمن مبادله کنند. از سوی دیگر، از زمان ایده‌ی مبادله‌ی کلید دیفی و هلمن در سال 1976مفهوم طرح‌های نامتقارن به وجود آمد که در آن آلیس و باب هر دو دارای یک کلید خصوصی و عمومی هستند. کلید عمومی را می‌توان با هر کسی به اشتراک گذاشت، بنابراین باب می‌تواند از آن برای رمزگذاری پیامی برای آلیس استفاده کند. اما فقط آلیس با کلید خصوصی مربوطه می‌تواند پیام رمزگذاری شده‌ی باب را رمزگشایی کند. در این کلاس‌ها چندین ساختار رمزنگاری معروف مانند سیستم رمزنگاری (DES ،RSA استاندارد رمزنگاری داده‌ها)، (AES استاندارد رمزگذاری پیشرفته)، (ECC رمزنگاری منحنی بیضوی) و بسیاری دیگر را کشف خواهیم کرد. همه‌ی این ساختارها دو جنبه‌ی اصلی دارند:

1. امنیت خود ساختار بر اساس ریاضیات وجود دارد. یک فرآیند استانداردسازی برای سیستم‌های رمزنگاری مبتنی بر تحقیقات نظری در ریاضیات و نظریه‌ی پیچیدگی وجود دارد. در این کتاب تمرکز بر این درس خواهد بود.

2. درنتیجه اجرای ساختارها را در دستگاه‌ها داریم، به‌عنوان‌مثال TLS ،SSL در مرورگر وب یا GPG برای ایمیل‌های امضاشده در تناظر ایمیل‌های رمزگذاری‌شده‌ی این پیاده‌سازی‌ها نباید از استانداردهای نظری فاصله داشته باشند، اما همچنان باید برای کاربر بسیار سریع و راحت باشند.

فهرست مطالب کتاب

پیشگفتار
فصل اول: مقدمه
فصل دوم: مفاهیم مقدماتی
1-2. مقدمه سریع و کثیف بر نظریه‌ی پیچیدگی
2-2. ساختارهای اساسی
3-2. بررسی مدل‌های امنیتی
فصل سوم: حالت‌های رمز
1-3. رمزهای بلوکی
2-3. حالت‌های رمزهای بلوکی
3-3. رمزهای جریانی
4-3. مروری کوتاه بر رمزهای تاریخی
فصل چهارم: نظریه‌ی اطلاعات
1-4. مقدمه‌ای کوتاه بر نظریه‌ی احتمال
2-4. کاملاً محرمانه
3-4. آنتروپی
فصل پنجم: توالی‌های شبه تصادفی
1-5. مقدمه
2-5. معادلات بازگشتی خطی و مولدهای بیت شبه تصادفی
3-5. منبع ذخیره‌ی داده‌ی تصادفی‌ متناهی
4-5. آزمون‌های آماری
5-5. امنیت رمزنگاری مولدهای شبه تصادفی بیت
فصل ششم: رمزهای متقارن بلوکی مدرن
1-6. شبکه فایستل
2-6. استاندارد رمزنگاری داده‌ها (DES)
3-6. استاندارد رمزگذاری پیشرفته (AES)
فصل هفتم: کاندیدهای توابع یک طرفه
1-7. کلاس‌های پیچیدگی
2-7. به توان دو رساندن مدول n
3-7. باقی‌مانده‌های درجه دوم
4-7. ریشه‌ی دوم
5-7. توابع یک طرفه
6-7. درب تله‌ای
7-7. ساختار بلام-گلدواسر
فصل هشتم: سیستم‌های رمزنگاری کلید عمومی
1-8. RSA
2-8. رمزنگاری الجمال
3-8. سیستم رمزنگاری رابین
4-8. مدل‌های امنیتی
فصل نهم: آزمون‌های مقدماتی
1-9. آزمون‌های مقدماتی احتمالی
2-9.آزمون‌های ابتدایی قطعی
فصل دهم: فاکتورسازی اعداد صحیح
1-10. روش پولارد p-1
2-10. روش ρ پولارد
3-10. روش فرما
4-10. روش دیکسون
5-10. غربال درجه دوم
فصل یازدهم: منحنی‌های بیضوی
1-11. فضای تصویری
2-11. ساختار گروه (+ ,E)
3-11. اعمال جبری منحنی‌های بیضوی بر روی میدان‌های متناهی
4-11. روش فاکتورسازی لنسترا
5-11. رمزنگاری منحنی‌های بیضوی
فصل دوازدهم: حمله به مسئله‌ی لگاریتم گسسته
1-12. حملات خاص
2-12. حملات عمومی
فصل سیزدهم: امضاهای دیجیتال
1-13. تعاریف و نمادهای اساسی
2-13. امضا با استفاده از تابع یک طرفه با درب‌های تله‌ای
3-13. توابع هش
4-13. امضا با استفاده از تابع یک طرفه بدون درب تله‌ای
پیوست: مقداری تحلیل
منابع: فهرست کتب مرتبط