软件的奥秘 加密 密码 压缩 搜索是如何工作的

目　　录



第1章 加密 1

1.1 加密目标 2

1.2 换位法：相同的数据，不同的

顺序 2

1.2.1 密钥 4

1.2.2 对加密的攻击 5

1.3 替换法：替换数据 6

1.3.1 变化替换模式 6

1.3.2 密钥扩展 9

1.4 高级加密标准 9

1.4.1 二进制基础 10

1.4.2 AES加密：概述 12

1.4.3 AES中的密钥扩展 13

1.4.4 AES加密处理流程 14

1.4.5 数据块链接 15

1.4.6 AES为什么是安全的 16

1.4.7 AES可能遭受的攻击 17

1.5 私钥加密的限制 18

第2章 密码 19

2.1 将密码转成数字 19

2.2 MD5散列函数 21

2.2.1 密码编码 21

2.2.2 按位运算 22

2.2.3 MD5散列流程 23

2.2.4 达到好的散列函数的

标准 24

2.3 数字签名 25

2.3.1 身份问题 25

2.3.2 碰撞攻击 25

2.4 身份认证系统中的密码 26

2.4.1 危险的密码表 26

2.4.2 对密码进行散列 27

2.4.3 字典式攻击 27

2.4.4 散列表 28

2.4.5 散列链 29

2.4.6 迭代式散列 32

2.4.7 为密码“加盐” 33

2.4.8 密码表安全吗 34

2.5 密码存储服务 34

2.6 小结 35

第3章 网络安全 37

3.1 公钥加密是如何解决密钥共享

问题的 37

3.2 公钥加密所需的数学运算 38

3.2.1 可逆函数（Invertible

Functions） 38

3.2.2 单向函数（One-Way

Functions） 39

3.2.3 暗门函数（Trapdoor

Functions） 40

3.3 RSA加密法 42

3.3.1 创建密钥 42

3.3.2 使用RSA加密数据 44

3.3.3 RSA的效率 45

3.3.4 在真实世界中使用RSA 46

3.3.5 身份认证中的RSA 49

3.4 网络安全：HTTPS 51

3.4.1 握手 51

3.4.2 在HTTPS下传输数据 53

3.5 共享密钥的问题解决了吗 54

第4章 电影CGI 57

4.1 传统动画软件 59

4.1.1 数字图像是如何工作的 59

4.1.2 颜色是如何定义的 61

4.1.3 软件是如何制作cel

动画的 61

4.1.4 从cel动画软件到

渲染式的2D图形 69

4.2 3D CGI软件 69

4.2.1 如何描述3D场景 70

4.2.2 虚拟摄像机 71

4.2.3 直接光照 72

4.2.4 全局光照 76

4.2.5 如何进行光线追踪 76

4.2.6 全屏抗锯齿 80

4.3 真实与模拟相结合 81

4.4 理想化的电影级品质渲染 82

第5章 游戏图形 83

5.1 实时图形的硬件 84

5.2 为什么游戏不使用射线追踪 85

5.3 只有直线，没有曲线 85

5.4 不使用射线追踪来进行投影 86

5.5 渲染三角形 87

5.5.1 画家算法 88

5.5.2 深度缓冲 89

5.6 实时光照 90

5.7 阴影 92

5.8 环境光照和环境遮挡 94

5.9 纹理映射 95

5.9.1 *邻近采样 97

5.9.2 双线性过滤 99

5.9.3 Mipmaps 100

5.9.4 三线性过滤 101

5.10 反射 102

5.11 伪造曲线 104

5.11.1 远距顶替物 104

5.11.2 凹凸映射 104

5.11.3 曲面细分 105

5.12 实时抗锯齿 107

5.12.1 超级采样 107

5.12.2 多重采样 109

5.12.3 后期处理抗锯齿 109

5.13 渲染预算 111

5.14 游戏图形展望 112

第6章 数据压缩 113

6.1 游程编码 114

6.2 字典压缩 116

6.2.1 基本方式 116

6.2.2 哈夫曼编码 118

6.3 重组数据以获得更好的压缩 119

6.3.1 预测编码 119

6.3.2 量化 120

6.4 JPEG图像 120

6.4.1 颜色的另一种存储方式 121

6.4.2 离散余弦变换 122

6.4.3 二维DCT 125

6.4.4 对DCT处理结果进行

压缩 128

6.4.5 JPEG图像质量 131

6.5 压缩高清视频 134

6.5.1 时间压缩 134

6.5.2 MPEG-2视频压缩 135

6.5.3 视频质量与时间压缩 138

6.6 视频压缩的现在和未来 139

第7章 搜索 141

7.1 定义搜索问题 141

7.2 将数据按序存放 142

7.2.1 选择排序 142

7.2.2 快速排序 143

7.3 二分搜索 146

7.4 索引 148

7.5 散列 150

7.6 网络搜索 153

7.6.1 为抓取到的网页结果进行

排名 153

7.6.2 高效地使用索引 155

7.7 网络搜索的前景 156

第8章 并发 157

8.1 为何需要并发 157

8.1.1 性能 158

8.1.2 多用户环境 158

8.1.3 多任务处理 158

8.2 并发是如何出错的 159

8.3 使并发安全 162

8.3.1 只读数据 162

8.3.2 基于事务的处理过程 162

8.3.3 信号量 163

8.4 无限等待的问题 165

8.4.1 有序队列 166

8.4.2 循环等待造成的饥饿 166

8.5 信号量的性能问题 168

8.6 并发的未来 169

第9章 地图路径 171

9.1 软件中对地图的定义 171

9.1.1 *优先搜索 174

9.1.2 重用之前的搜索结果 177

9.2 一次找出所有*路径 179

9.2.1 弗洛伊德算法 179

9.2.2 存储路径方向 182

9.3 路径查找的未来 185