密码学实验

课程编码：1802030839X1P5001H 英文名称：Experimental Cryptography 课时：60 学分：2.00 课程属性：实验课 主讲教师：吴保峰等

本课程是为网络空间安全学科研究生开设的实践课。本课程的主要内容为密码学领域的实践技术，包括基本密码组件的生成与测试技术、密码算法的高效实现技术、密码算法的自动化分析技术，以及一些基础困难问题的求解技术等。通过本课程的学习，使学生熟悉密码算法设计与分析中的基本技术，掌握一些密码算法的实现和分析方法，熟练使用各种密码学研究与应用中的工具和软件。通过学生动手实践，为今后从事密码学理论与应用研究打好基础。

应用密码学、密码分析学

第一章 密码实验预备工作 6学时 吴保峰
第1节 密码实验环境的搭建
第2节 密码学中常用编码格式
第3节 常用密码实验工具与软件
第二章 基本密码运算的实现方法 4学时 吴保峰
第1节 整数算术运算及常用算法实现
第2节 有限域及其表示
第3节 有限域上的快速算术
第4节 椭圆曲线有理点的运算
第三章 密码组件的性质检测技术实验 9学时 吴保峰
第1节 布尔函数及其密码学指标的计算
第2节 SageMath BooleanFunction 模块的使用
第3节 对称密码线性扩散层的搜索
第4节 随机数生成与检测
第四章 对称密码算法的实现技术实验 5学时 吴保峰
第1节 SPN 结构的直接实现与查表实现
第2节 比特切片实现技术
第3节 AES 算法实现详解与加解密测试
第4节 国密 ZUC、SM3、SM4 算法实现简介
第五章 对称密码的统计分析技术实验 4学时 吴保峰
第1节 差分密码分析的基本方法
第2节 线性密码分析的基本方法
第3节 缩减轮 DES 算法的差分和线性分析实验
第六章 对称密码的自动化分析技术实验 14学时 李婷
第1节 对称密码的自动化分析模型
第2节 MILP 模型优化技术
第3节 MILP 技术在差分攻击中的应用
第4节 MILP 技术在 Cube 攻击中的应用
第七章 对称密码的代数分析技术实验 10学时 吴保峰
第1节 代数系统求解技术
第2节 代数系统求解算法介绍
第3节 基于线性化方法的非线性代数系统求解技术及应用
第八章 公钥密码与数字签名算法的实现技术实验 5学时 吴保峰
第1节 RSA、RSA-OAEP 的实现与加解密测试
第2节 RSA-PSS、ElGamal 签名算法实现与签名/验签测试
第3节 椭圆曲线的快速算术技术
第4节 ECC 加解密及签名算法实现及测试
第九章 公钥密码中数学难题的求解技术实验 3学时 吴保峰
第1节 Miller-Rabin 素性检测算法实现与测试
第2节 大整数分解算法简介
第3节 离散对数求解算法简介
第4节 基于 CADO-NFS 库的大整数分解和离散对数求解实验

吴保峰，中国科学院信息工程研究所副研究员，硕士生导师。主要研究方向为密码数学理论、密码算法设计与分析；
李婷，中国科学院信息工程研究所副研究员，研究方向为密码分析、代数方程组求解算法。