crypto:斯坦福密码学 I 课程的编程问题 coursera.org

加密技术是信息安全领域中的核心部分，它涉及到保护数据的机密性、完整性和验证信息的来源。斯坦福大学的“密码学 I”课程是全球知名的在线教育平台Coursera上的一门经典课程，旨在教授学生密码学的基础知识和实践技能。在本课程中，学员会接触到一系列编程问题，以加深对加密原理的理解并应用Java编程语言来解决实际问题。 我们来看看密码学的基本概念。密码学是一门科学，主要研究如何保护通信免受未经授权的访问或篡改。这包括加密（将明文转化为密文）和解密（将密文还原为明文）的过程。常见的加密方法有对称加密和非对称加密。对称加密如DES、AES，使用相同的密钥进行加密和解密；而非对称加密如RSA，使用一对公钥和私钥，公钥用于加密，私钥用于解密，安全性更高但计算复杂度更大。 Java作为一门广泛使用的编程语言，其丰富的库和API使得开发加密应用程序变得简单。在Java中，我们可以使用`javax.crypto`包来实现加密和解密操作。例如，AES加密可以通过`Cipher`类和`SecretKeySpec`类来实现。我们需要创建一个`SecretKeySpec`对象，用以存储我们的密钥，然后创建一个`Cipher`对象，并用`init()`方法初始化它，最后调用`doFinal()`方法完成加密或解密过程。 在斯坦福的密码学I课程中，编程问题可能涵盖以下主题： 1. **基础加密算法实现**：学生可能会被要求实现对称加密算法如DES或AES，或者非对称加密算法如RSA。 2. **哈希函数与消息认证码（MAC）**：哈希函数如MD5和SHA系列用于计算数据的数字指纹，MAC如HMAC结合了哈希函数和密钥，确保数据的完整性。编程问题可能涉及编写这些函数的Java实现。 3. **数字签名与证书**：数字签名提供了一种验证消息来源和未被篡改的方法，而证书用于绑定公钥和实体的身份。学生可能需要编写代码来生成和验证数字签名，以及处理X.509证书。 4. **随机数生成**：在加密中，高质量的随机数至关重要。学生可能需要实现一个随机数生成器，满足密码学的安全要求。 5. **PKCS7/PKCS8格式**：这些是公钥和私钥的编码标准，学生可能需要了解如何在Java中读取和写入这些格式的密钥。 6. **安全协议实现**：如SSL/TLS，它们用于保障网络通信的安全。编程问题可能涉及模拟这些协议的部分功能。 解决这些问题需要深入理解密码学理论，同时具备扎实的Java编程基础。通过这些实践，学生不仅能学习到密码学的基本原理，还能提高解决实际安全问题的能力。 在提供的“crypto-master”文件夹中，可能包含了课程的作业、示例代码和解决方案，这些都是学习者探索上述概念的宝贵资源。通过实际操作，你可以加深对密码学的理解，为今后的网络安全工作打下坚实基础。