深入浅出CryptoPP密码学库

第1章 绪论 1 1.1 CryptoPP库简介 1 1.2 CryptoPP库作者简介 1 1.2.1 Wei Dai简介 1 1.2.2 Jeffrey Walton简介 2 1.3 CryptoPP库内容简介 3 1.4 CryptoPP库的历史版本 5 1.5 其他的密码程序库 6 1.6 小结 6 第2章 安装和配置CryptoPP库 7 2.1 下载CryptoPP库 7 2.2 在Windows系统下安装CryptoPP库 7 2.3 在Linux系统下安装CryptoPP库 14 2.4 小结 15 第3章 程序设计基础 16 3.1 C/C++ 基础知识 16 3.1.1 面向对象程序设计的常用概念 17 3.1.2 类(Class)和对象(Object) 18 3.1.3 类的数据成员(Data Member)和 成员函数(Member Function) 18 3.1.4 继承(Inheritance) 20 3.1.5 类成员的访问属性(Access Property) 21 3.1.6 重载(Overloading) 22 3.1.7 构造函数(Constructor)和 析构函数(Destructor) 24 3.1.8 类型转换(Type Cast) 25 3.1.9 多态性(Polymorphism)和 虚函数(Virtual Function) 27 3.1.10 纯虚函数(Pure Virtual Function)和 抽象类(Abstract Class) 32 3.1.11 传引用(By Reference)、传值 (By Value)和传指针(By Pointer) 35 3.1.12 友元函数(Friend Function)和 友元类(Friend Class) 36 3.1.13 内存分配(Allocate)和释放(Free) 37 3.1.14 模板(Template) 38 3.1.15 异常处理(Exception Handling) 40 3.1.16 命名空间(Namespace) 43 3.2 数据结构和算法 44 3.3 面向对象的程序设计原则和设计模式 51 3.3.1 创建型模式(Creational Pattern) 52 3.3.2 结构型模式(Structural Pattern) 53 3.3.3 行为型模式(Behavioral Pattern) 54 3.3.4 其他模式(Other Pattern) 55 3.4 小结 56 第4章 初识CryptoPP库 57 4.1 使用帮助文档 57 4.2 CryptoPP库的源代码文件 59 4.3 数据编码 67 4.3.1 整数的b进制表示 67 4.3.2 Base系列编码 68 4.3.3 ASN.1编码标准 73 4.3.4 编码与加密的区别 77 4.4 Pipeling范式数据处理技术 77 4.4.1 Pipeling范式数据处理技术的 概念 77 4.4.2 Pipeling范式数据处理技术的 原理 79 4.4.3 使用Pipeling范式数据处理技术 83 4.4.4 以自动方式使用Pipeling范式 技术 85 4.4.5 以手动方式使用Pipeling范式 技术 89 4.4.6 以半手动或半自动方式使用 Pipeling范式技术 92 4.4.7 一个特殊的BufferedTransformation 类——ByteQueue 95 4.4.8 单链型与多分支型Pipeling范式 数据链 97 4.5 计时器工具 100 4.6 秘密分割门限工具 102 4.7 Socket网络工具 107 4.8 压缩工具 112 4.9 小结 114 第5章 随机数发生器 115 5.1 基础知识 115 5.2 CryptoPP库中的随机数发生器算法 116 5.3 使用CryptoPP库中的随机数发生器 算法 119 5.3.1 示例一：使用LC_RNG算法 123 5.3.2 示例二：使用AutoSeededX917RNG 算法 124 5.3.3 示例三：以Pipeling范式技术方式 使用AutoSeededX917RNG算法 127 5.4 小结 130 第6章 Hash函数 131 6.1 基础知识 131 6.2 CryptoPP库中的Hash函数算法 132 6.3 使用CryptoPP库中的Hash函数 算法 134 6.3.1 示例一：计算字符串的Hash值 139 6.3.2 示例二：计算文件的Hash值 141 6.3.3 示例三：以Pipeling范式技术方式 使用Hash函数 143 6.4 小结 145 第7章 流密码 146 7.1 基础知识 146 7.2 CryptoPP库中的流密码算法 147 7.3 使用CryptoPP库中的流密码算法 150 7.3.1 示例一：使用XSalsa20算法 加、解密字符串 153 7.3.2 示例二：使用ChaCha20算法 加、解密文件 155 7.3.3 示例三：以Pipeling范式技术方式 使用ChaCha12算法 157 7.4 小结 159 第8章 分组密码 160 8.1 基础知识 160 8.2 CryptoPP库中的分组密码算法和 操作模式 162 8.3 使用CryptoPP库中的分组密码算法 167 8.3.1 示例一：以CBC模式运行分组 密码Camellia 170 8.3.2 示例二：以EAX模式运行分组 密码Camellia 175 8.4 小结 178 第9章 消息认证码 179 9.1 基础知识 179 9.2 CryptoPP库中的消息认证码算法 182 9.3 使用CryptoPP库中的消息认证码算法 183 9.3.1 示例一：使用HMAC算法 183 9.3.2 示例二：利用Hash函数自定义 消息认证码算法 186 9.4 小结 188 第10章 密钥派生和基于口令的密码 190 10.1 基础知识 190 10.1.1 密钥派生函数的其他参数 191 10.1.2 使用派生函数实现数据保护的 模型 192 10.2 CryptoPP库中的密钥派生和基于 口令的密码算法 193 10.3 使用CryptoPP库中的密钥派生和 基于口令的密码算法 194 10.3.1 示例一：使用密钥派生函数 HKDF 196 10.3.2 示例二：利用基于口令的 密钥派生函数实现数据保护 198 10.4 小结 204 第11章 公钥密码数学基础 205 11.1 C/C++系统预定义的整数范围 205 11.2 CryptoPP库中大整数的构造 206 11.3 使用CryptoPP库的大整数 209 11.4 CryptoPP库中的数论算法 213 11.4.1 素性检测 213 11.4.2 数论常用算法 215 11.4.3 其他算法 217 11.4.4 产生素数有关的类 217 11.4.5 算法综合使用示例及习题 219 11.5 CryptoPP库中的代数结构 222 11.5.1 群、环、域的定义 222 11.5.2 CryptoPP库中的代数结构 223 11.5.3 使用CryptoPP库中的代数结构 224 11.6 密码学中的困难问题 229 11.7 小结 230 第12章 公钥加密 231 12.1 基础知识 231 12.2 CryptoPP库中的公钥加密算法 232 12.3 使用CryptoPP库中的公钥加密算法 234 12.3.1 示例一：使用非集成公钥加密 算法RSAES 235 12.3.2 示例二：使用集成公钥加密 算法ECIES 243 12.4 小结 249 第13章 数字签名 250 13.1 基础知识 250 13.2 CryptoPP库中的数字签名算法 251 13.3 使用CryptoPP库中的数字签名算法 253 13.3.1 示例一：使用RWSS数字 签名算法 253 13.3.2 示例二：使用ECNR数字 签名算法 260 13.4 小结 261 第14章 密钥协商 262 14.1 基础知识 262 14.2 CryptoPP库中的密钥协商算法 264 14.3 使用CryptoPP库中的密钥协商算法 265 14.3.1 示例一：使用经典的DH密钥 协商算法 265 14.3.2 示例二：使用具有认证功能的 ECMQV密钥协商算法 270 14.4 小结 275 第15章 建立安全信道 276 15.1 基础知识 276 15.2 产生共享信息 277 15.2.1 方案分析 277 15.2.2 算法和参数的选取 278 15.2.3 方案执行流程图 280 15.3 完成文件的加密和认证 281 15.3.1 方案分析 281 15.3.2 算法和参数的选取 281 15.3.3 方案执行流程图 282 15.4 示例代码 282 15.4.1 服务端示例代码 283 15.4.2 客户端示例代码 289 15.4.3 程序运行结果说明 295 15.5 方案总结 297 15.6 小结 299 附录 300 附录A 示例程序的GUI版 300 A.1“文件分割”程序 300 A.2 “文件守卫”程序使用说明 302 附录B 基于CryptoPP(Crypto++)库的 软件产品 305 B.1 Sampson Multimedia Crypto++ SDK 305 B.2 USBCrypt 306 B.3 其他软件产品 306 附录C CryptoPP库算法索引 307 C.1 随机数发生器算法 307 C.2 Hash函数算法 308 C.3 流密码算法 310 C.4 分组密码算法 310 C.5 消息认证码算法 313 C.6 密钥派生和基于口令的密码算法 314 C.7 公钥加密算法 314 C.8 数字签名算法 315 C.9 密钥协商算法 316 附录D PKCS标准 316 附录E 网络资源及书籍推荐 317 E.1 Crypto++(CryptoPP)库相关的网址 317 E.2 及时关注Crypto++ 库的相关消息 317 E.3 获取本书资源 318 E.4 推荐书籍 318 参考文献 320