前言

随着网络技术的飞速发展，互联网已深刻改变了人们的生活和工作方式。近年来，人们在享受网络带来的福利时，网络带来的安全问题也悄然而至。2018年4月，习近平主席在全国网络安全和信息化工作会议上指出“没有网络安全就没有国家安全”。网络安全是保障国家安全的关键，而密码技术则是保障网络信息安全的核心技术。

密码技术有着悠久的历史，经常在战争中用于传递秘密消息。从古罗马时期使用的凯撒密码，到第一次世界大战、第二次世界大战时期发展起来的现代密码，密码在军事应用中扮演着重要的角色。随着科技的发展，密码技术也得到了快速发展，应用领域不断扩展。密码技术不再只局限于为军事相关的应用服务，也广泛应用在社会和经济活动中。密码是一门综合、交叉学科，包括计算机、数学、通信等内容。简单来讲，密码技术主要分为加密技术和签名技术，分别用于保障数据的机密性和完整性。根据密码功能的不同，密码技术可分为不同的类别，本书主要介绍功能型加密技术。

加密是密码学的一个重要研究点，包括对称加密体制（单钥加密体制）和公钥加密体制（双钥加密体制）。相对于公钥加密体制，对称加密体制效率更高，但需解决密钥分配问题，因为加密数据使用的密钥和解密时使用的密钥相同。公钥加密体制为对称加密体制中的密钥分配提供了一种有效的解决方法。因此，本书基于公钥加密体制展开描述。

本书根据加密功能对加密技术进行分类，将其分为8个大类，每个大类独立形成一章。每章描述了对应功能型密码的工作原理及若干个经典且具有代表性的方案，并给出算法的设计和安全性分析。第1章介绍了传统公钥加密。第2章介绍了一种特殊的公钥加密，即标识加密，也称基于身份的加密，该密码体制能有效消除传统公钥加密体制中对证书的要求。第3章介绍了属性基加密，属性基加密属于标识加密的拓展，能提供更加灵活的细粒度数据访问控制。第4章介绍了需多方合作才能完成解密的门限加密。第5章介绍了广播加密，提供了一种确定性多用户安全数据共享方法。第6章介绍了代理重加密——其解密权限在一定的条件下可转移给另一个用户，进一步拓宽了功能型加密技术的应用。第7章介绍了可搜索加密，提供了一种在海量密态云数据中精准找到满足某些性质的数据的方法。第8章介绍了同态加密，为设计更高级的密码协议奠定了基础。

本书适合学过现代密码学课程并具备一定的群、环、域基础的高年级学生使用。初学者可先跳过算法的安全性分析，侧重于算法的设计技巧。部分算法的安全性分析比较复杂，难以理解，这些内容适合有一定安全性归约基础的研究生阅读。

本书的特点如下：一是内容合理、全面，内容的编排由简单到复杂，涵盖了现代密码学领域各种主流的功能型加密体制的经典成果；二是章节的安排根据不同功能的加密体制分类，读者可根据需要快速锁定对应的章节，且不会缺失内容的完整性和引导性；三是内容的安排以教学为出发点，充分考虑了实用性。

在本书的编写过程中，参考了国内外的有关著作和文献，特别是Fuchun Guo、Willy Susilo、Yi Mu、杨波等人的著作。

由于作者水平有限，书中不足在所难免，恳请读者批评指正。

作者

2022年10月