密码学是网络空间安全的基础，在现实中亦具有广泛应用，《应用密码学》课程面向在网络空间安全领域具有一定基础的硕士研究生，主要讲授密码基础理论、密码算法与协议、密码应用，内容涵盖：密码学的数学基础、古典密码、分组密码、序列密码、密码杂凑函数、公钥密码、密码分析、密码协议、新型密码方案、公钥基础设施，以及密码学在云计算、区块链等领域中的应用和安全问题，通过密码分析与攻击的教学与实验加深学生对密码学理论的理解，通过密码应用课程项目加强学生的密码学应用实践能力。
课程编号：017812250
授课教师： 关志 guan@pku.edu.cn
上课时间： 2022年秋季，周五上午 8:30~11:30
上课地点：大兴校区 3201教室
考察，总成绩中平时作业占50%，大作业项目占50%
课程根据应用密码学领域中的重要研究方向及近年研究热点，结合课程授课内容，给出若干参考调研内容选题，学生亦可参考这些题目自行选题，最后就选题形成一篇技术研究报告，内容可以反映改选题的总体技术现状和改领域近3年的最新技术进展，要求报告格式参考《密码学报》等科技文献写作模版，写作规范，篇幅不少于8页。
大作业评分参考标准：
- 选题：包括是否和本课程内容契合，是否能够反映该技术领域的重要技术方向及发展热点。
- 内容：包括是否对该技术领域进行全面的调研，是否对该领域进行整理和分析，是否能够归纳出领域的技术挑战和发展趋势。
- 写作规范性：包括逻辑结构是否清晰合理，是否按科技文献的写作方式表述严谨准确，是否严格遵守科技文献的格式规范性要求。
- 工作量：包括报告篇幅、文字量和引用文献是否充分合理。
密码编码学与网络安全：原理与实践（第六版） Cryptography and Network Security: Principles and Practice,Sixth Edition
- 作者：William Stallings 著，唐明、李莉、杜瑞颖 译
- 出版社：电子工业出版社
- ISBN: 978-7-12-124667-8
- Jeffery Hoffstein, Jill Pipher, Joseph Silverman. An Introduction to Mathematical Cryptography.
- Nigel Smart. Cryptography Made Simple.
古典密码及密码学的发展；现代密码学的基本概念、分类、应用及相关法律法规。
密码杂凑函数定义、安全性、典型构造和应用。
课后作业：
- 密码杂凑函数应用实验
- 密码杂凑函数碰撞实验
介绍一次一密、序列密码的概念、典型构造和安全性。
分组密码的概念、典型构造和工作模式。
- 分组密码算法的实现
- 分组密码加密模式的安全实验
以简化的分组密码为例，介绍密码分析的概念，进行线性分析和差分分析实践。
消息认证码(MAC)算法、认证加密(AEAD)模式。
抽象代数、椭圆曲线算术、数学困难问题和密钥交换协议。
课后作业：
- 椭圆曲线算术的推导
- 基于Sage的算法实现
基于离散对数问题的公钥加密方案和数字签名方案。
离散对数问题及求解算法；RSA算法、整数分解问题及求解算法。
课后作业：
- 离散对数求解算法调研
数字证书、公钥基础设施和身份密码。
典型互联网安全协议；SSL/TLS协议的原理和实验。
课后作业：
- 密码协议的分析调研
身份密码、同态加密、函数加密、安全多方计算。
秘密共享、隐私协议、零知识证明。
课后作业：
- 密码应用设计
比特币、区块链的原理和其中的密码应用。
密码硬件、密码硬件安全、密码设备编程。