460-2065/01 – Základy kryptografie (ZKB)

Garantující katedraKatedra informatikyKredity4
Garant předmětuRNDr. Eliška Ochodková, Ph.D.Garant verze předmětuRNDr. Eliška Ochodková, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný typu A
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
OH140 RNDr. Eliška Ochodková, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Klasifikovaný zápočet 2+2
kombinovaná Klasifikovaný zápočet 10+8

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:

Ochodková E., Matematické základy kryptografických algoritmů, 2011, http://mi21.vsb.cz/modul/matematicke-zaklady-kryptografickych-algoritmu Simon Singh, Kniha kódů a šifer: Tajná komunikace od starého Egypta po kvantovou kryptografii, 2009, ISBN:978-80-7363-268-7 Abraham Sinkov : Elementary Cryptanalysis: A Mathematical Approach, 1198 (a pozdější), ISBN-10: 0883856220 Stallings, W.: Cryptography and Network Security, Prentice Hall, 2005 (a pozdější), Print ISBN-10: 0-13-187316-4 Alfred J. Menezes, Paul C. van Oorschot and Scott A. Vanstone: Handbook of Applied Cryptography, CRC Press, ISBN:0-8493-8523-7, October 1996, 816 pages, http://www.cacr.math.uwaterloo.ca/hac

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

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Klasifikovaný zápočet Klasifikovaný zápočet 100  51 3
Rozsah povinné účasti: Účast na cvičeních je povinná a je kontrolována. S rozsahem povinné účastí seznámí studenty garant předmětu na začátku semestru.

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Splnění všech povinných úkolů v individuálně dohodnutých termínech. Rozsah účasti na cvičeních si student na začátku semestru dohodne s garantem předmětu.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2024/2025 (B0714A060010) Telekomunikační technika KB P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2024/2025 (B0714A060023) Komunikační a informační technologie P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2024/2025 (B0714A060010) Telekomunikační technika KB K čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2023/2024 (B0714A060010) Telekomunikační technika KB K čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2023/2024 (B0714A060010) Telekomunikační technika KB P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2022/2023 (B0714A060010) Telekomunikační technika KB P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2022/2023 (B0714A060010) Telekomunikační technika KB K čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2021/2022 (B0714A060010) Telekomunikační technika KB P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2021/2022 (B0714A060010) Telekomunikační technika KB K čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2020/2021 (B0714A060010) Telekomunikační technika KB P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2020/2021 (B0714A060010) Telekomunikační technika KB K čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2019/2020 (B0714A060010) Telekomunikační technika KB P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2019/2020 (B0714A060010) Telekomunikační technika KB K čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky



2022/2023 letní
2020/2021 letní