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大学信息差
信息安全数学基础
第15次开课
开课时间: 2025年09月15日 ~ 2025年12月07日
学时安排: 4-6
距离开课还有 28 天 已有 182 人参加
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课程评价(127)
spContent=信息安全是一门新兴的交叉学科,其核心技术是密码技术。信息安全数学基础是专业基础课程。本课程结合信息安全和密码学的理论和工程实践,用严格的数学语言对信息安全和密码学所涉及的数学理论给出了详细的推理和说明,包括一些具体的例子,为学生及从业人员打下坚实的理论基础。
信息安全是一门新兴的交叉学科,其核心技术是密码技术。信息安全数学基础是专业基础课程。本课程结合信息安全和密码学的理论和工程实践,用严格的数学语言对信息安全和密码学所涉及的数学理论给出了详细的推理和说明,包括一些具体的例子,为学生及从业人员打下坚实的理论基础。
—— 课程团队
课程概述

网络空间安全是一级学科。信息安全是一门新兴的交叉学科,涉及通信学科、计算机学科、数学、物理、生物、法律和管理学科等多个学科,其核心技术是密码技术。而密码技术的基础是数学,主要是数论, 代数和椭圆曲线论等数学理论。本课程结合信息安全和密码学的理论和工程实践,用严格的数学语言对信息安全和密码学所涉及的数学理论给出了详细的推理和说明,包括一些具体的例子,为学生以及从事信息安全工作的人打下坚实的理论基础,有助于跟上信息安全和密码学的最新进展,并提高创新能力和做出创新工作。

授课目标

使学生掌握网络和信息安全所涉及的数学理论和方法,学会用严格的数学语言对信息安全和密码学所涉及的一些具体的数学理论给出了详细的推理和说明,同时可编程实现重要的算法(如大素数生成、求模逆、模重复平方法、欧拉定理、二次剩余的判断和计算、原根构造、循环群、置换、多项式环、 不可约多项式、有限域、椭圆曲线等),从而跟上信息安全和密码学的最新进展,并可能作些创新工作。

课程大纲

第一章 整数的可除性

1.0 教学理念

1.1 整除因数

1.2 素数与厄拉脱塞师筛法

1.3 欧几里得除法与素数的平凡判别

1.4 最大公因数与广义欧几里得除法

1.5 贝祖(Bezout)等式

1.6 最大公因数进一步的性质

1.7 整数的进一步性质及最小公倍数

1.8 算术基本定理与素数定理

作业 1.1 20250217

作业1.3 20250217

作业 1.4 20250217

作业 1.5 20250217

作业 1.6 20250217

作业 1.7 20250217

作业 1.8 20250217

第二章 同余

2.1 同余的基本概念和性质

2.2 剩余类与完全剩余系

2.3 简化剩余系与欧拉函数

2.4 欧拉定理 费马小定理 Wilson 定理

2.5 模重复平方法

作业 2.1 20250218

作业 2.2 20250218

作业 2.3 20250218

作业 2.4 20250218

作业 2.5 20250218

第三章 同余式

3.1 同余式的基本概念与一次同余式

3.2 中国剩余定理之物不知数与韩信点兵

3.3 2个方程的中国剩余定理

3.4 中国剩余定理及其证明

3.5 中国剩余定理之算法优化

3.6 高次同余式的解数及解法

3.7 素数模的同余式

3.1 作业 20250219

3.2 作业 20250219

3.3 作业 20250219

3.4 作业 20250219

3.5 作业 20250219

3.6 作业 20250219

3.7 作业 20250219

第四章 二次同余式与平方剩余

4.1 二次同余式与二次剩余

4.2 模为奇素数的平方剩余与平方非剩余

4.3 勒让得符号

4.4 高斯引理

4.5 二次互反律

4.6 雅可比符号

4.7 模 p=4k+3 的平方根

4.8 模 p 平方根

4.9 x^2+y^2 = p

4.1 作业 20250220

4.2 作业 20250220

4.3 作业 20250220

4.4 作业 20250220

4.5 作业 20250220

4.6 作业 20250220

4.7 作业 20250220

4.9 作业 20250220

第五章 原根与指标

5.1 指数

5.2 大指数的构造

5.3 模 p 原根

5.4 模 p^a 原根

5.5 模 2^a 指数

5.6 模 m 原根

5.1 作业 20250221

5.2 作业 20250221

5.3 作业 20250221

5.4 作业 20250221

5.5 作业 20250221

5.6 作业 20250221

第六章 素性检验

6.1 伪素数

6.2 Carmicheal 数

6.3 Euler 伪素数

6.4 强伪素数

6.1 作业 20250222

6.2 作业 20250222

6.3 作业 20250222

6.4 作业 20250222

第七章 连分数

7.1 简单连分数

7.2 连分数

7.3 简单连分数的进一步性质

7.4 最佳逼近

7.5 n 之平方根与因数分解

7.1 作业 20250223

7.2 作业 20250223

7.3 作业 20250223

7.4 作业 20250223

7.5 作业 20250223

展开全部
预备知识

线性代数。

参考资料
  • 《信息安全数学基础(第2版)》,陈恭亮,清华大学出版社,2014年10月第2版,2021年8月第12次印刷,总印数52,500册。被评为2016年国家级网络安全优秀教材奖(网信办。2021年首批上海高等教育精品教材。
  • 《简明信息安全数学基础》,陈恭亮,高等教育出版社,2011年1月1日。
常见问题

什么是密码技术?

什么是公钥密码技术?

什么是三大难解数学问题?

如何构建RSA密码系统?

如何实现数字签名?

如何构建密钥协商?

如何产生大素数?

如何计算贝祖等式?

如何运用同余理论进行RSA 加密及解密运算?

为什么说 RSA 密码系统的核心是欧拉定理?且RSA 安全性基于大整数分解难题?

设 p 为素数,如何构建有限域 F_p?  且如何求模 p 原根 g,使得 F_p^* = < g > ?

上海交通大学
4 位授课老师
陈恭亮

陈恭亮

教授

邱卫东

邱卫东

教授

范磊

范磊

副教授

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