Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Kryptografia Rok akademicki: 2032/2033 Kod: IIN s Punkty ECTS: 3 Wydział: Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji Kierunek: Informatyka Specjalność: - Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: - Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 7 Strona www: Osoba odpowiedzialna: Topa Paweł (topa@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: Topa Paweł (topa@agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 Zna i rozumie podstawowe pojęcia kryptografii i kryptoanalizy. IN1A_W10 M_W002 Zna historię kryptografii i jej rozwoju. IN1A_W04 M_W003 Dysponuje wiedzą na temat teoretycznych podstaw kryptografii: teorii informacji, teorii złożoności obliczeniowe i teorii liczba. IN1A_W01 M_W004 Zna i rozumie sposób działania najważniejszych algorytmów kryptografii symetrycznej i asymetrycznej. IN1A_W03 M_W005 Zna narzędzia i protokoły, wykorzystujące w sposób praktyczny algorytmy kryptograficzne. IN1A_W04 Umiejętności M_U001 Potrafi posługiwać się gotowymi narzędziami szyfrujący lub generującymi podpis elektroniczny np. PGP M_U002 Potrafi skonfigurować autoryzację dostępu do systemu zabezpieczoną narzędziami kryptograficznymi np. z wykorzystaniem protokołu Kerberos 1 / 5

2 M_U003 Potrafi zaimplementować program wykorzystujący gotowe biblioteki kryptograficzne np. OpenSSL M_U004 Potrafi skonfigurować dostęp do usług HTTPS z wykorzystanie Infrastruktury Klucza Publicznego. IN1A_U11 Kompetencje społeczne M_K001 Ma świadomość potrzeby zapewnienia bezpieczeństwa i poufności informacji. IN1A_K02 Aktywność na zajęciach M_K002 Orientuje się w charakterystykach istniejących narzędzi i algorytmów kryptograficznych i potrafi dobierać je w zależności od potrzeb i obszaru zastosowań. IN1A_K02 Aktywność na zajęciach Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć audytoryjne laboratoryjne projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne terenowe warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W001 M_W002 M_W003 M_W004 M_W005 Umiejętności M_U001 Zna i rozumie podstawowe pojęcia kryptografii i kryptoanalizy. Zna historię kryptografii i jej rozwoju. Dysponuje wiedzą na temat teoretycznych podstaw kryptografii: teorii informacji, teorii złożoności obliczeniowe i teorii liczba. Zna i rozumie sposób działania najważniejszych algorytmów kryptografii symetrycznej i asymetrycznej. Zna narzędzia i protokoły, wykorzystujące w sposób praktyczny algorytmy kryptograficzne. Potrafi posługiwać się gotowymi narzędziami szyfrujący lub generującymi podpis elektroniczny np. PGP 2 / 5

3 M_U002 M_U003 M_U004 Potrafi skonfigurować autoryzację dostępu do systemu zabezpieczoną narzędziami kryptograficznymi np. z wykorzystaniem protokołu Kerberos Potrafi zaimplementować program wykorzystujący gotowe biblioteki kryptograficzne np. OpenSSL Potrafi skonfigurować dostęp do usług HTTPS z wykorzystanie Infrastruktury Klucza Publicznego. Kompetencje społeczne M_K001 M_K002 Ma świadomość potrzeby zapewnienia bezpieczeństwa i poufności informacji. Orientuje się w charakterystykach istniejących narzędzi i algorytmów kryptograficznych i potrafi dobierać je w zależności od potrzeb i obszaru zastosowań. Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) 1. Wprowadzenie do kryptografii. Podstawowe pojęcia (2 godz.) Podstawowe pojęcia kryptografii i kryptoanalizy. Różnica między kodowaniem i szyfrowaniem. Formalna definicja systemu kryptograficznego. Klasyfikacja i omówienie ataków na systemy kryptograficzne. Praktyczne bezpieczeństwo systemów kryptograficznych. 2. Historia i rozwój kryptografii i kryptoanalizy (2 godz.) Historyczne systemy kryptograficzne. Sposoby utajniania informacji w przeszłości. Matematyzacja i algorytmizacja kryptografii. Współczesny stan metod kryptograficznych. 3. Podstawy teoretyczne kryptografii, teoria informacji, teoria złożoności obliczeniowej, teoria liczb (4 godz.) Teoria informacji Shannona: ilość informacji, entropia wiadomości, nadmiarowość języka. Teoretyczne bezpieczeństwo systemu kryptograficznego. Złożoność obliczeniowa algorytmu. Teza Cooka-Karpa. Bezpieczeństwo systemu kryptograficznego z punktu widzenia teorii złożoności obliczeniowe. Teoria liczb. Liczby pierwsze. Arytmetyka modulo. 4. Algorytmy kryptografii symetrycznej (6 godz.) Kryptografia z kluczem tajnym. Algorytmy strumieniowe i blokowe. Budowa szyfrów strumieniowych. Liniowe rejestry przesuwające. Algorytm RC4. Algorytmy blokowe. Tryby pracy algorytmów blokowych. Przekształcenie Feistela. Algorytm DES i jego rozszerzenia. Algorytm Blowfish. Algorytm AES. 5. Algorytmy kryptografii asymetrycznej (6 godz.) 3 / 5

4 Kryptografia z kluczem publicznym. Klucz publiczny i klucz prywatny. Podpis elektroniczny. Protokół wymiany kluczy Diffiego-Hellmana-Merkla. System kryptograficzny RSA. System kryptograficzny ElGamal. System kryptograficzny DSA. 6. Funkcje skrótu i kody uwierzytelnienia wiadomości (4 godz.) Integralność i niezaprzeczalność wiadomości. Funkcje skrótu. Bezkonfliktowość funkcji skrótu. Algorytm MD5 i SHA-1. Kody uwierzytelniania wiadomości MAC. 7. Infrastruktura klucza publicznego PKI (4 godz.) Infrastruktura klucza publicznego PKI. Certyfikat klucza publicznego. Centra Certyfikacji. Standard X.509. Hierarchia certyfikatów. Unieważnianie certyfikatów. Protokół SSL/TLS. Biblioteka OpenSSL. 8. Wybrane zastosowania kryptografii: protokół Kerberos, PGP. (2 godz.)autoryzacja w systemie rozproszonum z wykorzystaniem protokołu Kerberos. Szyfrowanie poczty elektronicznej z użyciem oprogramowania PGP. laboratoryjne laboratoryjne 1. Implementacja programu szyfrującego z wykorzystaniem biblioteki OpenSSL (3 godz.) 2. Implementacja programu generującego podpis elektroniczny z wykorzystaniem biblioteki OpenSSL (3 godz.) 3. Konfiguracja serwera HTTPS i dostępu z wykorzystaniem certyfikatów klucza publicznego (3 godz.) 4. Szyfrowanie i podpisywanie wiadomości z wykorzystaniem oprogramowania PGP (3 godz.) 5. Konfiguracja bezpiecznej autoryzacji z wykorzystaniem protokołu Kerberos (3 godz.) Sposób obliczania oceny końcowej 1. Aby uzyskać pozytywną ocenę końcową niezbędne jest uzyskanie pozytywnych ocen z wykonania wszystkich laboratoriów oraz z egzaminu z wykładu. 2. Obliczamy średnią ważoną z każdej oceny z laboratorium (wagi ) oraz z oceny z egzaminu (waga 0.25) uzyskanych we wszystkich terminach. 3. Wyznaczmy ocenę końcową na podstawie zależności: if sr>4.75 then OK:=5.0 else if sr>4.25 then OK:=4.5 else if sr>3.75 then OK:=4.0 else if sr>3.25 then OK:=3.5 else OK:=3 Wymagania wstępne i dodatkowe Znajomość matematyki (teoria liczb), znajomość poleceń i administracji systemem UNIX. Zalecana literatura i pomoce naukowe 1. Łamacze kodów. Historia kryptologii, David Kahn, WNT Kryptografia. W teorii i praktyce, Douglas R. Stinson, WNT Kryptografia dla praktyków, Bruce Schneier, WNT Kryptografia stosowana, Alfred J. Menezes, Paul C. van Oorschot, Scott A. Vanstone, WNT Krzywe eliptyczne w kryptografii, Ian Blake, Gadiel Seroussi, Nigel Smart, WNT Teoria liczb w praktyce, Song Y. Yan, PWN, Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji 4 / 5

5 Informacje dodatkowe Brak Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Przygotowanie do zajęć Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 2 godz 28 godz 14 godz 25 godz 15 godz 84 godz 3 ECTS 5 / 5