非完美隨機源密碼學領域的一個根本性的問題是:基于非完美隨機源的密碼體制是否仍然具有安全性?本書圍繞此問題進行闡述,涉及的密碼體制包括:哈希函數(shù)、消息認證碼、簽名方案、抽取器、加密方案、承諾、秘密分享、差分隱私、密鑰生成函數(shù)、偽隨機數(shù)生成器等。本書介紹了非完美隨機源密碼學的研究背景、意義及發(fā)展沿革,研究所需的基礎知識;重點介紹了基于非完美隨機源的密碼體制的安全性、基于偏差-控制受限源的差分隱私機制、基于弱密鑰的密碼體制的安全性、基于互信息的密碼體制的安全性、種子更短的非延展抽取器及其應用。
本書可作為網(wǎng)絡空間安全、計算機科學與技術、數(shù)學等專業(yè)本科生的科研課堂教材,密碼學、信息安全、應用數(shù)學等方向研究生的研討班教材,也可作為從事網(wǎng)絡空間安全、計算機安全或數(shù)學研究工作的科研人員及相關工程技術人員的參考書。
第1章 緒論
1.1 背景和意義
1.2 非完美隨機源密碼學的發(fā)展沿革
1.2.1 基于非完美隨機源的隨機數(shù)生成器
1.2.2 基于非完美隨機源的隱私的安全性研究
1.2.3 基于弱隨機密鑰的密碼學原語的安全性研究
1.2.4 基于弱隨機秘密的非延展抽取器
1.3 本書的組織結構
第2章 非完美隨機源密碼學的基礎知識
2.1 幾種距離
2.2 隨機變量的幾種熵
2.3 幾種非完美隨機源
2.4 常用的密碼體制簡介
2.5 信息論安全性和計算安全性
第3章 基于非完美隨機源的密碼體制的安全性
3.1 可表達性及其對密碼體制的影響
3.1.1 對傳統(tǒng)隱私的影響
3.1.2 對差分隱私的影響
3.2 可分離性及其影響
3.2.1 由可分離性推出可表達性
3.2.2 可分離性與弱位抽取
3.3 基于幾種典型的非完美隨機源的隱私體制的安全性
3.3.1 可分離性結果
3.3.2 對傳統(tǒng)隱私和差分隱私的影響
3.3.3 關于傳統(tǒng)隱私和差分隱私的不可能性結果比較
3.4 本章小結
第4章 基于偏差-控制受限源的差分隱私機制
4.1 差分隱私簡介
4.2 預備知識
4.3 緊致的BCL-一致采樣
4.4 基于BCL源的差分隱私機制
4.4.1 一些符號
4.4.2 差分隱私機制的明確的構造方法
4.5 關于明確構造的機制的具體結果及其分析
4.5.1 關于明確構造的機制的差分隱私結果及其分析
4.5.2 關于明確構造的機制的效用性結果及其分析
4.5.3 關于明確構造的機制的綜合結果及其分析
4.6 結果比較
4.7 本章小結
第5章 基于弱隨機密鑰的密碼體制的安全性
5.1 預備知識
5.2 基于Renyi熵的密碼體制的安全性
5.2.1 方法1
5.2.2 方法2
5.2.3 方法1和方法2的綜合
5.2.4 邊信道信息泄露時的基于Renyi熵的密碼體制的安全性分析
5.3 基于擴展的計算熵的密碼體制的安全性
5.4 基于Renyi熵的密鑰生成函數(shù)
5.5 具體應用
5.6 本章小結
第6章 基于互信息的傳統(tǒng)隱私和差分隱私機制的安全性
6.1 引言
6.2 預備知識
6.2.1 不同熵的對比
6.2.2 統(tǒng)計安全性
6.2.3 a-互信息安全
6.3 互信息安全與統(tǒng)計安全之間的本質聯(lián)系
6.3.1 從統(tǒng)計安全到互信息安全的推導
6.3.2 從互信息安全到統(tǒng)計安全的推導
6.4 a-互信息安全與統(tǒng)計安全之間的本質聯(lián)系
6.5 工作對比
6.6 本章小結
第7章 種子更短的非延展抽取器及其應用研究
7.1 預備知識
7.2 誤差估計及對Raz引入的抽取器的改進
7.3 具體的種子更短的非延展抽取器
7.3.1 特殊的構造方法及其分析
7.3.2 一般的構造方法及其分析
7.4 具體應用
7.4.1 非延展抽取器在非延展編碼中的應用
7.4.2 非延展抽取器在隱私放大協(xié)議中的應用
7.5 本章小結
參考文獻