编者按:习近平总书记高度重视教材建设,指出要用心打造培根铸魂、启智增慧的精品教材。教材是教育教学的关键要素、立德树人的基本载体,教材建设是事关未来的战略工程、基础工程,是为党育人、为国育才的重要依托。近期,首届国家优秀教材奖评选结果公布,山东大学共有9项高等教育类教材入选,同时有关单位、个人获得全国教材建设先进集体、先进个人称号。为充分发挥优秀典型的引领示范作用,本科生院、研究生院、宣传部融媒体中心联合推出系列报道“国家优秀教材奖背后的故事”,对部分获奖案例进行展示,希望全校教育工作者以获奖者为榜样,坚持正确政治方向,继承优良传统,推进改革创新,增强教材育人功能,为培养担当民族复兴大任的时代新人作出新的更大贡献。
王小云 王明强:筑牢网络安全密码 厚植教材育人底色
近来,网络空间安全学院(研究院)王小云院士、数学学院王明强教授与山东财经大学孟宪萌教授共同编著的教材《公钥密码学的数学基础》(科学出版社)荣获全国优秀教材(高等教育类)二等奖。

十年磨一剑,夯实网安基础教学
2002年,山东大学信息安全专业设立之初,本书第一作者王小云为加强该专业学生的密码数学基础,在本科三年级开设了专业必修课《数论与代数结构》,并亲自撰写课程讲义。之后,该讲义一直在山东大学信息安全专业教学中使用,根据师生反馈意见,由王小云院士、王明强教授与孟宪萌教授多次修订,于2013年更名为《公钥密码学的数学基础》正式出版。
在本书的写作过程中,初等数论部分重点参考了潘承洞、潘承彪两位教授出版的《初等数论》;抽象代数部分参考了吴品三、张禾瑞以及刘绍学三位教授分别出版的《近世代数》;密码应用部分则充分参考了现代密码学中具有代表性的一些前沿论文。本书的完成得到了潘承彪教授以及展涛教授的殷切指导与大力支持。
《公钥密码学的数学基础》获得社会高度认可,是国内众多高校的权威教材与参考书,不仅是山东大学网络空间安全学院核心基础课程教材,而且被清华大学、华东师范大学、杭州师范大学等多所大学选用,受到彭实戈院士、沈昌祥院士、管晓宏院士的高度评价。本书是科学出版社唯一一本被国际出版社CRC Press选中出版配套英文版的教材,其英文版《Mathematical Foundations of Public Key Cryptography》获得“经典中国国际出版工程”资助,由科学出版社和CRC Press联合出版发行。
坚实数学基础,关注实践应用
《公钥密码学的数学基础》不仅可以作为信息安全专业、网络空间安全专业及密码科学与技术专业等相关专业的本科教材,也是密码科技工作者必备的专业参考书。网络空间安全专业大类是一门交叉学科,要求学生具备坚实的知识体系,包括数学、密码学、网络与系统安全等专业知识,同时要求学生具备应用数学、密码学、网络与系统安全基本原理对复杂问题进行识别、分析、解决,以及开展网络空间安全领域相关研究的能力。本书结合网络空间安全专业大类的培养目标,所涉及的理论知识都是现代密码学特别是公钥密码学关键数学基础知识。密码技术是网络空间安全的核心支撑,而数学是密码技术的基石。学习密码数学基础对于网络空间安全相关专业学生掌握密码技术、从事网络安全领域的研究与工作至关重要。
传统密码学书籍通常采用一章内容或以附录的形式罗列密码学相关数学基础所涉及的公式与结论,但对公式背后蕴含的复杂性及推理分析并未深入讨论,这不利于学生深入理解掌握密码算法的安全性,甚至导致密码技术的错误使用。本书编写以培养学生的密码数学分析能力为核心,坚实数学基础,面向科技前沿,关注实践应用。本书在知识体系上不是初等数论和抽象代数的简单组合,而是体现数学理论与密码应用的有机结合,同时反映网络空间安全学科交叉特点以及现代密码学的最新研究成果。
注重学科交叉。内容上覆盖数学、网络空间安全、计算机等学科知识,在讲述数论与代数基本理论的基础上,介绍相关经典密码算法,将算法复杂性理论贯穿全书,让学生理解数论与代数理论在密码算法应用中的量化复杂性。
注重研究型思维培养。将公钥密码算法及其复杂性理论穿插于数论、代数内容之中,一方面调动学生学习数学的兴趣,启发学生思考使用数学知识分析实际安全问题的能力,另一方面有助于学生在密码设计与分析方面思维方式的形成,为后续专业课程的学习和能力提升打下基础。本书及时更新数学基础理论在密码分析与设计应用中的新进展,部分内容上的高阶性、挑战性吸引了同学们对相关科研方向产生了浓厚兴趣。
注重理论和密码分析与设计实践紧密结合。对于一些重要的算法,本书特别配备一定数量的实践题目,使学生真正体会理论在实践中的应用。
注重编写内容的广度和深度。综合考虑网络空间安全专业及相关专业不同的学生背景及普适性,将数学理论在密码学中的应用体现在各个章节,起到润物细无声的效果,既适合工科计算机类专业背景学生,也适合理科数学类专业背景学生,可以根据学生专业灵活选择教学内容。