前言第1章 大數(shù)據(jù)安全的概念 11.1 大數(shù)據(jù)的概念和內(nèi)涵 11.2 大數(shù)據(jù)應(yīng)用 21.2.1 從一個(gè)小故事講起 21.2.2 谷歌流感趨勢(shì) 21.2.3 華爾街利用微博數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)股票 31.2.4 利用大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)美國(guó)大選 41.3 理解大數(shù)據(jù)安全 51.4 大數(shù)據(jù)隱私與安全 61.4.1 隱私的定義 61.4.2 安全、隱私與技術(shù)進(jìn)步的關(guān)系 71.5 相關(guān)法律法規(guī) 81.5.1 隱私與法律 81.5.2 美國(guó)隱私權(quán)大事件 91.5.3 歐盟隱私權(quán)大事件 111.5.4 數(shù)字貿(mào)易協(xié)議 131.5.5 中國(guó)關(guān)于數(shù)據(jù)安全的法律法規(guī)建設(shè) 151.6 數(shù)字社會(huì)與國(guó)家安全 171.7 本章小結(jié) 181.8 習(xí)題 191.9 拓展閱讀 19第2章 密碼學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 202.1 引言 202.2 密碼算法 202.2.1 密碼學(xué)的歷史 202.2.2 基于密鑰的加密算法 202.2.3 香農(nóng)的密碼設(shè)計(jì)思想 212.2.4 流密碼 222.2.5 分組密碼算法 242.2.6 公鑰密碼體制 252.2.7 哈希函數(shù) 272.2.8 密碼算法的應(yīng)用 292.2.9 消息的完整性認(rèn)證加密 312.2.10 分組密碼的工作模式 312.2.11 密碼算法小結(jié) 34*2.3 攻擊模型與安全性分析 342.3.1 攻擊模型 342.3.2 安全目標(biāo) 362.3.3 安全概念 372.3.4 語(yǔ)義安全的公鑰密碼方案 372.3.5 語(yǔ)義安全的對(duì)稱(chēng)加密方案 402.3.6 案例分析：QQ瀏覽器 442.4 后量子密碼 442.4.1 后量子密碼簡(jiǎn)介 442.4.2 常見(jiàn)的后量子密碼體制 452.4.3 后量子密碼標(biāo)準(zhǔn)化 462.5 本章小結(jié) 472.6 習(xí)題 472.7 上機(jī)實(shí)驗(yàn) 472.8 拓展閱讀 47第3章 數(shù)據(jù)傳輸安全 483.1 引言 483.2 TLS協(xié)議 483.2.1 協(xié)議架構(gòu) 493.2.2 報(bào)文結(jié)構(gòu) 503.2.3 協(xié)議流程 503.2.4 握手協(xié)議的設(shè)計(jì) 533.2.5 安全信道的建立 573.2.6 TLS 1.3簡(jiǎn)介 593.2.7 HSTS 613.3 DTLS 633.4 數(shù)字證書(shū)安全 633.4.1 數(shù)字證書(shū)的工作原理與分類(lèi) 633.4.2 免費(fèi)證書(shū)（LE證書(shū)） 663.4.3 自動(dòng)化證書(shū)管理環(huán)境協(xié)議 663.4.4 LE證書(shū)的自動(dòng)化配置工具 673.4.5 偽造證書(shū)攻擊 683.4.6 安全機(jī)制一：證書(shū)透明化 683.4.7 安全機(jī)制二：公鑰釘扎 693.4.8 實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性：內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)與中間盒子 70*3.5 信息安全傳輸協(xié)議的設(shè)計(jì)方法（Noise協(xié)議框架） 753.6 常用的信息傳輸安全協(xié)議簡(jiǎn)介 763.6.1 SSH協(xié)議 773.6.2 IPsec協(xié)議 773.6.3 QUIC協(xié)議 783.7 新場(chǎng)景與新技術(shù)：端到端加密與群組加密 793.8 本章小結(jié) 813.9 習(xí)題 813.10 拓展閱讀 82第4章 身份管理與數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制 844.1 引言 844.2 身份認(rèn)證的四個(gè)基本原語(yǔ)及其挑戰(zhàn) 844.2.1 基于口令的身份認(rèn)證 854.2.2 基于令牌的身份認(rèn)證 874.2.3 基于生物特征的身份認(rèn)證 894.2.4 基于公鑰密碼學(xué)的身份認(rèn)證 894.2.5 挑戰(zhàn)一：口令的存儲(chǔ)管理問(wèn)題 904.2.6 挑戰(zhàn)二：令牌安全問(wèn)題 924.2.7 挑戰(zhàn)三：生物特征失竊與仿冒問(wèn)題 924.2.8 挑戰(zhàn)四：私鑰安全管理與使用方便之間的矛盾 934.3 身份認(rèn)證的典型技術(shù)方案 944.3.1 基于硬件安全的數(shù)字證書(shū) 944.3.2 多因子認(rèn)證 954.3.3 FIDO協(xié)議 964.3.4 新思想：持續(xù)認(rèn)證與動(dòng)態(tài)訪問(wèn)控制 1034.4 單點(diǎn)登錄與開(kāi)放訪問(wèn)控制 1054.4.1 Needham-Schroeder協(xié)議 1054.4.2 Kerberos協(xié)議 1074.4.3 OAuth協(xié)議 1084.4.4 OpenID Connect協(xié)議 1134.4.5 移動(dòng)端單點(diǎn)登錄系統(tǒng)面臨的問(wèn)題 1154.5 Cookie 1154.5.1 Cookie的工作原理和安全屬性 1164.5.2 Cookie與身份認(rèn)證 1174.5.3 Cookie劫持攻擊 117*4.6 aPAKE協(xié)議 1194.6.1 SRP協(xié)議 1194.6.2 OPAQUE協(xié)議 1214.7 本章小結(jié) 1234.8 習(xí)題 1244.9 拓展閱讀 125第5章 大數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)及其安全隱私 1275.1 引言 1275.2 大數(shù)據(jù)的計(jì)算與存儲(chǔ) 1275.2.1 云計(jì)算的定義與特征 1275.2.2 云計(jì)算的三種主要服務(wù)模式 1275.2.3 虛擬化技術(shù)：虛擬機(jī)與容器 1285.2.4 虛擬化技術(shù)的安全問(wèn)題 1345.2.5 谷歌的云計(jì)算技術(shù) 1415.2.6 NoSQL：CAP定理、BASE模型和Dynamo 1465.2.7 開(kāi)源大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及其安全隱私機(jī)制 1515.2.8 私有信息檢索 1535.3 大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全隱私 1545.3.1 云存儲(chǔ)的應(yīng)用及其安全問(wèn)題 1545.3.2 云存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)完整性機(jī)制：POR技術(shù)原理 1565.3.3 隱私保護(hù)機(jī)制：加密數(shù)據(jù)去重技術(shù) 1575.3.4 擁有權(quán)證明 158*5.4 去中心化存儲(chǔ)的安全隱私問(wèn)題 1595.4.1 IPFS 1595.4.2 區(qū)塊鏈 1605.5 本章小結(jié) 1605.6 習(xí)題 1615.7 拓展閱讀 162第6章 保護(hù)隱私的可信計(jì)算 1636.1 引言 1636.2 同態(tài)加密 1636.2.1 同態(tài)加密簡(jiǎn)介 1636.2.2 Paillier加法同態(tài)加密算法 164*6.2.3 全同態(tài)加密 1676.2.4 實(shí)用性解決方案：CryptDB 1706.3 安全多方計(jì)算 1726.3.1 什么是安全多方計(jì)算 1726.3.2 起源（百萬(wàn)富翁問(wèn)題） 1736.3.3 安全多方計(jì)算模型 1746.3.4 基礎(chǔ)安全多方計(jì)算協(xié)議：混淆電路 1756.3.5 基礎(chǔ)安全多方計(jì)算協(xié)議：不經(jīng)意傳輸協(xié)議 1776.3.6 基礎(chǔ)安全多方計(jì)算協(xié)議：秘密共享 179*6.3.7 典型通用協(xié)議：BMR協(xié)議 181*6.3.8 典型通用協(xié)議：GMW協(xié)議 183*6.3.9 典型通用協(xié)議：BGW協(xié)議 184*6.3.10 專(zhuān)用協(xié)議：隱私保護(hù)集合求交 1866.3.11 應(yīng)用與挑戰(zhàn) 188*6.4 可信執(zhí)行環(huán)境（機(jī)密計(jì)算） 1906.4.1 可信執(zhí)行環(huán)境簡(jiǎn)介 1906.4.2 華為鯤鵬CPU和TEE技術(shù) 1976.4.3 SGX 2106.4.4 可信執(zhí)行環(huán)境小結(jié) 217*6.5 零知識(shí)證明 2196.5.1 零知識(shí)證明簡(jiǎn)介 2196.5.2 zk-SNARK 2206.5.3 Zcash：zk-SNARK的區(qū)塊鏈應(yīng)用 2216.5.4 zk-SNARK的實(shí)現(xiàn)：libsnark 2246.6 本章小結(jié) 2246.7 習(xí)題 2256.8 上機(jī)實(shí)驗(yàn) 2256.9 拓展閱讀 226第7章 大數(shù)據(jù)共享及其安全隱私 2277.1 引言 2277.2 隱私 2277.2.1 隱私的定義 2277.2.2 隱私的分類(lèi) 2287.2.3 隱私的度量與量化表示 2287.2.4 完美隱私 2287.2.5 威脅分析 2287.3 案例分析：用戶(hù)隱私泄露事件 2297.3.1 美國(guó)在線數(shù)據(jù)發(fā)布 2297.3.2 “網(wǎng)飛獎(jiǎng)”數(shù)據(jù)研究 2307.3.3 社交網(wǎng)絡(luò)上隱私泄露事件 2317.4 數(shù)據(jù)匿名化技術(shù) 2317.4.1 無(wú)處不在的匿名化 2317.4.2 匿名技術(shù)：發(fā)布-遺忘模型 2327.5 匿名化技術(shù)與反匿名化技術(shù)的博弈 2357.5.1 k重匿名隱私保護(hù)模型 2357.5.2 l-多樣性隱私保護(hù)模型 2387.5.3 t-相近性隱私保護(hù)模型 2397.6 差分隱私技術(shù) 2397.6.1 差分隱私模型簡(jiǎn)介 2397.6.2 工作原理 2407.6.3 拉普拉斯機(jī)制 2417.6.4 高斯機(jī)制 2437.6.5 指數(shù)機(jī)制 2457.6.6 應(yīng)用與挑戰(zhàn) 246*7.7 本地化差分隱私 2477.7.1 中心化差分隱私與本地化差分隱私 2477.7.2 隨機(jī)響應(yīng)機(jī)制 2487.7.3 一元編碼機(jī)制 2517.7.4 本地化差分隱私小結(jié) 253*7.8 差分隱私應(yīng)用 2537.8.1 差分隱私數(shù)據(jù)采集 2547.8.2 差分隱私機(jī)器學(xué)習(xí) 2557.9 本章小結(jié) 2577.10 習(xí)題 2577.11 拓展閱讀 258第8章 大數(shù)據(jù)算法及其安全 2598.1 引言 2598.2 大數(shù)據(jù)算法基礎(chǔ) 2598.2.1 數(shù)學(xué)模型 2598.2.2 搜索引擎算法的基本原理 2608.2.3 電子商務(wù)中協(xié)同過(guò)濾推薦算法 2628.2.4 大數(shù)據(jù)時(shí)代的新需求 2638.2.5 機(jī)器學(xué)習(xí)算法 2648.2.6 眾包 2678.3 對(duì)大數(shù)據(jù)算法的攻擊 2688.3.1 案例分析：通過(guò)偽造共同訪問(wèn)對(duì)推薦系統(tǒng)進(jìn)行攻擊 2688.3.2 案例分析：搜索引擎優(yōu)化 2718.3.3 對(duì)抗樣本攻擊 2728.3.4 數(shù)據(jù)投毒攻擊 2748.3.5 后門(mén)攻擊 2778.3.6 機(jī)器學(xué)習(xí)隱私攻擊 283*8.4 聯(lián)邦學(xué)習(xí) 2878.4.1 聯(lián)邦學(xué)習(xí)概述 2878.4.2 聯(lián)邦學(xué)習(xí)的定義 2878.4.3 聯(lián)邦學(xué)習(xí)的分類(lèi) 2898.4.4 聯(lián)邦學(xué)習(xí)的激勵(lì)機(jī)制 2908.4.5 聯(lián)邦學(xué)習(xí)的應(yīng)用前景 291*8.5 保護(hù)隱私的機(jī)器學(xué)習(xí) 2928.5.1 機(jī)器學(xué)習(xí)中的安全與隱私問(wèn)題 2938.5.2 機(jī)器學(xué)習(xí)中常見(jiàn)的隱私保護(hù)方法 2948.5.3 保護(hù)隱私的機(jī)器學(xué)習(xí)小結(jié) 3008.6 本章小結(jié) 3008.7 習(xí)題 3018.8 閱讀材料 3028.8.1 ARMv8架構(gòu)的體系結(jié)構(gòu) 3028.8.2 ARMv8架構(gòu)的優(yōu)勢(shì) 3038.8.3 國(guó)產(chǎn)華為昇騰人工智能處理器的介紹 3048.9 拓展閱讀 305第9章 大數(shù)據(jù)采集及其安全隱私 3069.1 引言 3069.2 大數(shù)據(jù)采集與管理 3069.2.1 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集技術(shù) 3079.2.2 大數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)采集帶來(lái)新的挑戰(zhàn) 3079.2.3 大數(shù)據(jù)采集技術(shù) 3089.2.4 數(shù)據(jù)采集平臺(tái)軟件 3089.2.5 數(shù)據(jù)的非法采集現(xiàn)象 3089.3 匿名通信 3109.3.1 基本概念 3109.3.2 匿名通信的基本框架 3109.3.3 技術(shù)方案 3119.4 瀏覽器的DNT標(biāo)準(zhǔn) 3129.4.1 DNT的歷史 3129.4.2 DNT的困境 3139.4.3 技術(shù)方案 314*9.5 在線追蹤技術(shù) 3149.5.1 在線廣告生態(tài)系統(tǒng) 3149.5.2 基于HTTP Cookie的在線追蹤技術(shù) 3169.5.3 Cookie 同步 3189.5.4 Evercookie 3209.5.5 瀏覽器指紋 3219.5.6 跨設(shè)備跟蹤 3229.6 反跟蹤技術(shù) 3239.7 本章小結(jié) 3259.8 習(xí)題 3269.9 拓展閱讀 326第10章 企業(yè)數(shù)據(jù)安全 32710.1 引言 32710.2 數(shù)據(jù)分類(lèi)分級(jí) 32710.2.1 定義 32710.2.2 意義 32910.2.3 方法 330*10.3 數(shù)據(jù)防泄露 33210.3.1 定義 33210.3.2 為什么需要數(shù)據(jù)防泄露 33210.3.3 檢測(cè)技術(shù) 33210.3.4 控制與加密技術(shù) 33410.3.5 三種主流形態(tài) 33610.4 本章小結(jié) 33710.5 習(xí)題 337第11章 數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)安全 33811.1 引言 33811.2 數(shù)字水印技術(shù) 33811.2.1 概述 33811.2.2 技術(shù)原理 34011.2.3 應(yīng)用 34011.2.4 攻擊手段 34111.3 區(qū)塊鏈存證技術(shù) 34111.3.1 概述 34111.3.2 技術(shù)原理 34211.3.3 應(yīng)用 342*11.4 數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制（屬性基加密） 34311.4.1 概述 34311.4.2 技術(shù)原理 34311.4.3 應(yīng)用 34311.5 本章小結(jié) 344參考文獻(xiàn) 345