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 從一個小故事講起 21.2.2 谷歌流感趨勢 21.2.3 華爾街利用微博數(shù)據(jù)預(yù)測股票 31.2.4 利用大數(shù)據(jù)預(yù)測美國大選 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)字社會與國家安全 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 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 語義安全的公鑰密碼方案 372.3.5 語義安全的對稱加密方案 402.3.6 案例分析：QQ瀏覽器 442.4 后量子密碼 442.4.1 后量子密碼簡介 442.4.2 常見的后量子密碼體制 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)實驗 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 533.2.5 安全信道的建立 573.2.6 TLS 1.3簡介 593.2.7 HSTS 613.3 DTLS 633.4 數(shù)字證書安全 633.4.1 數(shù)字證書的工作原理與分類 633.4.2 免費證書（LE證書） 663.4.3 自動化證書管理環(huán)境協(xié)議 663.4.4 LE證書的自動化配置工具 673.4.5 偽造證書攻擊 683.4.6 安全機(jī)制一：證書透明化 683.4.7 安全機(jī)制二：公鑰釘扎 693.4.8 實際網(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)計方法（Noise協(xié)議框架） 753.6 常用的信息傳輸安全協(xié)議簡介 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)訪問控制 844.1 引言 844.2 身份認(rèn)證的四個基本原語及其挑戰(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：口令的存儲管理問題 904.2.6 挑戰(zhàn)二：令牌安全問題 924.2.7 挑戰(zhàn)三：生物特征失竊與仿冒問題 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 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)證與動態(tài)訪問控制 1034.4 單點登錄與開放訪問控制 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 移動端單點登錄系統(tǒng)面臨的問題 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)處理與存儲及其安全隱私 1275.1 引言 1275.2 大數(shù)據(jù)的計算與存儲 1275.2.1 云計算的定義與特征 1275.2.2 云計算的三種主要服務(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)的安全問題 1345.2.5 谷歌的云計算技術(shù) 1415.2.6 NoSQL：CAP定理、BASE模型和Dynamo 1465.2.7 開源大數(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)存儲的安全隱私 1545.3.1 云存儲的應(yīng)用及其安全問題 1545.3.2 云存儲中的數(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 去中心化存儲的安全隱私問題 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)隱私的可信計算 1636.1 引言 1636.2 同態(tài)加密 1636.2.1 同態(tài)加密簡介 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 實用性解決方案：CryptDB 1706.3 安全多方計算 1726.3.1 什么是安全多方計算 1726.3.2 起源（百萬富翁問題） 1736.3.3 安全多方計算模型 1746.3.4 基礎(chǔ)安全多方計算協(xié)議：混淆電路 1756.3.5 基礎(chǔ)安全多方計算協(xié)議：不經(jīng)意傳輸協(xié)議 1776.3.6 基礎(chǔ)安全多方計算協(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)密計算） 1906.4.1 可信執(zhí)行環(huán)境簡介 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 零知識證明 2196.5.1 零知識證明簡介 2196.5.2 zk-SNARK 2206.5.3 Zcash：zk-SNARK的區(qū)塊鏈應(yīng)用 2216.5.4 zk-SNARK的實現(xiàn)：libsnark 2246.6 本章小結(jié) 2246.7 習(xí)題 2256.8 上機(jī)實驗 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 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：用戶隱私泄露事件 2297.3.1 美國在線數(shù)據(jù)發(fā)布 2297.3.2 “網(wǎng)飛獎”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)同過濾推薦算法 2628.2.4 大數(shù)據(jù)時代的新需求 2638.2.5 機(jī)器學(xué)習(xí)算法 2648.2.6 眾包 2678.3 對大數(shù)據(jù)算法的攻擊 2688.3.1 案例分析：通過偽造共同訪問對推薦系統(tǒng)進(jìn)行攻擊 2688.3.2 案例分析：搜索引擎優(yōu)化 2718.3.3 對抗樣本攻擊 2728.3.4 數(shù)據(jù)投毒攻擊 2748.3.5 后門攻擊 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 2898.4.4 聯(lián)邦學(xué)習(xí)的激勵機(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)中的安全與隱私問題 2938.5.2 機(jī)器學(xué)習(xí)中常見的隱私保護(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 3038.8.3 國產(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)分類分級 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