460-2065/01 – Základy kryptografie (ZKB)
| Garantující katedra | Katedra informatiky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | RNDr. Eliška Ochodková, Ph.D. | Garant verze předmětu | RNDr. Eliška Ochodková, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | | |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Po absolvování předmětu student bude umět:
1. klasifikovat jednotlivé typy útoků proti bezpečnosti IT,
2. klasifikovat jednotlivé bezpečnostní cíle a mechanismy vedoucí k jejich splnění,
3. kategorizovat jednotlivé kryptografické mechanismy,
4. formulovat matematickou podstatu kryptografických algoritmů,
5. navrhnout bezpečnostní mechanismy,
6. ukázat použití kryptografických mechanismů v praxi (protokoly, ...) a praktikovat je,
7. pracovat na projektu v týmu.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Anotace
Primárním cílem předmětu je seznámit posluchače se základními principy kryptografických algoritmů. Představeny budou základní definice a konstrukce různých kryptografických primitiv, jako jsou například šifrovací schémata, schémata digitálního podpisu nebo např. generátory pseudonáhodných hodnot a jejich aplikace v bezpečnosti IT. K tomuto budou využity zejména jednoduché algoritmy, k jejichž pochopení posluchačům postačí elementární kapitoly z teorie čísel nebo teorie algebraických struktur.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Schneier B.: Applied cryptography, John Wiley & Sons, New York, 1995 (2nd edition)
Pfleeger Ch.P.: Security in Computing, Prentice Hall, 1997 a pozdější
Gollmann D.: Computer Security , Wiley 2000
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
- Řešení úloh zadávaných průběžně na cvičeních.
- Závěrečný písemný test.
E-learning
Další požadavky na studenta
Další požadavky na studenta nejsou.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Osnova přednášek:
1. Kryptografie a její role v bezpečnosti IT. Základní pojmy: bezpečnostní služby, mechanismy, hrozby, útoky, rizika, zranitelná místa a jejich příklady.
2. Klasická (historická) kryptografie I. Příklady šifer a jejich principy.
3. Klasická (historická) kryptografie II. Příklady šifer a jejich principy v kontextu současnosti.
4. Kryptoanalýza - metody a typy útoků klasickým šifrám. Útok ze známého šifrového textu.
5. Matematické základy kryptografických algoritmů I (kongruence, modulární aritmetika, prvočísla).
6. Matematické základy kryptografických algoritmů II (algebraické struktury (grupy, tělesa)).
7. Moderní kryptografické algoritmy - symetrická kryptografie. Základní principy, příklady algoritmů (DES, AES) a způsoby jejich použití (režimy činnosti). Aplikace v protokolech.
8. Moderní kryptografické algoritmy - asymetrická kryptografie. Základní principy, příklady algoritmů (RSA, Diffie- Hellman). Aplikace v protokolech
9. Moderní kryptografické algoritmy - hašovací funkce. Principy a algoritmy. Aplikace v protokolech.
10. Moderní kryptografické algoritmy - digitální podpis. Principy a algoritmy. Aplikace v protokolech.
11. Pseudonáhodné generátory (PRNG). Principy a jejich aplikace pro kryptografické účely.
12. Autentizační protokoly a kryptografické algoritmy.
13. Související legislativa, normy a standardy.
Osnova cvičení:
Cvičení budou probíhat na počítačové učebně. Jejich součástí bude jak praktická implementace jednoduchých kryptografických algoritmů, tak jejich demonstrace v existujících demonstračních aplikacích. Obsahem cvičení bude také procvičení matematických principů kryptografie.
1. Základní kryptografické pojmy a principy – procvičení, příklady
2. Klasická kryptografie I.
3. Klasická kryptografie II.
4. Simulace jednoduchých kryptoanalytických útoků.
5. Procvičování matematických principů probíraných algoritmů - modulární aritmetika.
6. Algebraické struktury.
7. Teorie čísel.
8. Symetrická kryptografie.
9. Asymetrická kryptografie.
10. Hašovací funkce.
11. OpenSSL, PGP.
12. PRNG.
13. Praktické ukázky bezpečnostních aplikací a protokolů.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky