Detail předmětu
Základy kryptografie
FEKT-BPC-ZKRAk. rok: 2020/2021
Základní terminologie v kryptologii, rozdělení oblastí kryptologie, algebraické struktury používané v kryptografii. Generování, testování a využití prvočísel. Aritmetika používaných grup, bilineární párování. Základy teorie složitosti, třídy složitosti. Výpočetně složité problémy využívané v kryptografii – diskrétní logaritmus, EC diskrétní logaritmus, RSA problém. Přehled základních algoritmů využívaných v kryptografii. Symetrické a asymetrické kryptosystémy (PRESENT, AES, RSA, ECDH, SHA2, 3) a jejich využití v praxi. Koncept prokazatelné bezpečnosti – důkazy, formální modely, zero-knowledge, Sigma-protokoly, kryptografické závazky.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Student v předmětu získá teoretické základy z oblasti kryptografie a počítačové bezpečnosti. Na základě těchto znalostí bude schopen kvalifikovaně analyzovat a navrhovat bezpečnostní řešení pro informační a komunikační systémy (ICT). Student bude schopen vysvětlit principy používaných algebraických struktur, základních kryptografických primitiv (hashe, generátory náhodných čísel, protokolů prokazatelné bezpečnosti), základních algoritmů a popsat fungování symetrických a asymetrických kryptosystémů. Student bude teoreticky připraven na navazující kurzy z oblastí datového přenosu a zabezpečení ICT systémů.
Prerekvizity
Předmět je navržen jako úvod do problematiky kryptografie, nevyžaduje tedy jiné prerekvizity, než znalosti získané během středoškolského studia, především středoškolské matematiky a obecné základy používání počítačových systémů.
Doporučená nebo povinná literatura
SINGH, Simon. Kniha kódů a šifer: tajná komunikace od starého Egypta po kvantovou kryptografii. Praha: Dokořán, 2003, 382 s. ISBN 80-865-6918-7.
LEVICKÝ, Dušan. Kryptografia v informačnej bezpečnosti. Košice: Elfa, 2005, 266 s. ISBN 80-808-6022-X.
OCHODKOVÁ, Eliška. Matematické základy kryptografických algoritmů [online]. [cit. 2013-06-11]. Dostupné z: http://mi21.vsb.cz/sites/mi21.vsb.cz/files/unit/mat_zaklady_kryptografickych_algoritmu.pdf
MENEZES, Alfred J. Handbook of applied cryptography. Vyd. 1. Boca Raton: CRC Press, 1997, 780 s. ISBN 08-493-8523-7. Online http://cacr.uwaterloo.ca/hac/.
STALLINGS, William. Cryptography and network security: principles and practice. Seventh edition. xix, 731 pages. ISBN 01-333-5469-5.
GARRETT, Paul. Making, breaking codes: an introduction to cryptology. Vyd. 1. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2001, xix, 523 s. ISBN 01-303-0369-0.
BURDA, K. Úvod do kryptografie. Úvod do kryptografie. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2015. ISBN: 978-80-7204-925- 7.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Metody vyučování zahrnují přednášky a cvičení. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává během semestru 10 cvičení.
Způsob a kritéria hodnocení
Maximum 15 bodů je uděleno za test z teoretických znalostí ve cvičeních. Za správné výsledky a vypracování všech úloh je uděleno dalších 15 bodů. Minimální rozsah vypracování jednotlivých laboratorních úloh stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. Závěrečná písemná zkouška je hodnocena maximem 70 bodů.
Jazyk výuky
čeština
Osnovy výuky
1. Úvod do kryptografie, historie
2. Úvod do teorie čísel
3. Prvočísla a jejich využití v kryptografii
4. Základy struktur používaných v kryptografii
5. Základy struktur používaných v kryptografii II
6. Modulární aritmetika
7. Výpočetní problémy, jejich klasifikace a využití
8. Algoritmy pro kryptografii I
9. Algoritmy pro kryptografii II
10. Šifrování v praxi
11. Autentizace a digitální podpis v praxi
12. Prokazatelná bezpečnost I
13. Prokazatelná bezpečnost II
Cíl
Cílem předmětu je seznámit studenty se základy kryptografie a poskytnout jim informace nezbytné pro pokročilejší kurzy zabývající se informační a komunikační bezpečností. Během kurzu se studenti seznámí s teoretickými základy (především algebraickými strukturami a jejich vlastnostmi), nejčastějšími algoritmy a koncepty používanými v moderní kryptografii.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BPC-AUD bakalářský
specializace AUDB-ZVUK , libovolný ročník, zimní semestr, 6 kreditů, volitelný
specializace AUDB-TECH , libovolný ročník, zimní semestr, 6 kreditů, volitelný - Program BPC-AMT bakalářský, libovolný ročník, zimní semestr, 6 kreditů, volitelný
- Program BPC-MET bakalářský, libovolný ročník, zimní semestr, 6 kreditů, volitelný
- Program BPC-SEE bakalářský, libovolný ročník, zimní semestr, 6 kreditů, volitelný
- Program BPC-IBE bakalářský, 1. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný
- Program BPC-EKT bakalářský, 3. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinně volitelný
- Program BPC-TLI bakalářský, 3. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný