Κρυπτογραφία και Εφαρμογές

    Μάθημα Επιλογής, Εαρινό  Εξάμηνο, 6 μονάδες ECTS

    Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγήτης Ιωάννης Μαρίας

    URL: https://eclass.aueb.gr/courses/INF407/

    Περιεχόμενο

    Βασικές αρχές, μαθηματικές έννοιες και ορισμοί της Κρυπρογραφίας και των Κρυπτοσυστημάτων. Μαθηματικό υπόβαθρο (Θεωρία Αριθμών, Θεωρία Ομάδων, Πεδία Galois, Αριθμητική Υπολοίπων, ). Κλασσικά κρυπτογραφικά συστήματα (Shift, Affine, Enigma, Vigenère Ciphers), μεταθέσεις, αντικαταστάσεις. Ασφάλεια κρυπτογραφικών μεθόδων, κρυπτανάλυση, επιθέσεις και κριτήρια Shannon. Συμμετρική κρυπτογράφηση τμημάτων (μέθοδοι λειτουργίας, DES/3DES, AES-Rijndael) και ρεύματος. κρυπτογράφηση δημοσίου κλειδιού (RSA, ElGamal, Elliptic Curve). Ασφαλείς μηχανισμοί σύνοψης (SH2/SHA3) και εφαρμογές τους. Ψηφιακές υπογραφές (Digital Signature Algorithm, Βlind digital signatures). Μέθοδοι και κρυπτογραφικά πρωτόκολλα secret sharing, commitment, zero knowledge proofs, οblivious transfer, multiparty computation, private-information-retrieval. Κβαντική κρυπτογραφία. Κρυπτογραφία και εφαρμογές σε PKIs/CAs, SSL/TLS, δίκτυα ToR διαδικτυακά παίγνια, αλυσίδες καταχωρήσεων (block chains) και κρυπτονομίσματα.

    Προαπαιτούμενα

    Οι φοιτητές θα πρέπει να έχουν βασικές γνώσεις γραμμικής άλγεβρας και θεωρία πιθανοτήτων.

    Επιδιωκόμενα Μαθησιακά Αποτελέσματα

    Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα είναι σε θέση:

    • να κατανοήσουν τα πλεονεκτήματα  και τις αδυναμίες των κρυπτογραφικών μεθόδων
    • να αξιολογούν και αντιστοιχίσουν τις ανάγκες ασφάλειας σε μηχανισμούς κρυπτογραφίας
    • να διαθέτουν το υπόβαθρο ώστε να αξιολογούν και να οδηγούν τις εξελίξεις σε σύγχρονα θέματα κρυπτογραφίας και εφαρμογών
    • να επιλέγουν και να υλοποιούν του κατάλληλους μηχανισμούς στο πεδίο του λογισμικού και των δικτύων υπολογιστών

    Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

    • Douglas R. Stinson, Maura Paterson, “Cryptography: Theory and Practice, Fourth Edition”, CRC Press, 4th Edition, ISBN9781138197015
    • Alfred J. Menezes, Paul C. van Oorschot and Scott A. Vanstone, “Handbook of Applied Cryptography”, CRC Press, ISBN0849385237
    • William Stallings, “Cryptography and Network Security Principles and Practices”, 7th Ed, Prentice Hall
    • N. Ferguson and B. Schneier, “Practical Cryptography”, John Wiley & Sons, 1st edition

    Διδακτικές και Μαθησιακές Μέθοδοι

    Μια διάλεξη τριών ωρών εβδομαδιαίως, ασκήσεις μελέτης και προγραμματισμού στο σπίτι (ορισμένες προς παράδοση).

    Μέθοδοι Αξιολόγησης και Βαθμολόγησης

    Ο τελικός βαθμός είναι ο μέσος όρος του βαθμού της τελικής γραπτής εξέτασης (50%) και του βαθμού των παραδοτέων ασκήσεων μελέτης και προγραμματισμού (βάρος 50%), υπό την προϋπόθεση ότι ο βαθμός της τελικής γραπτής εξέτασης είναι τουλάχιστον 5/10. Διαφορετικά, ο τελικός βαθμός ισούται με τον βαθμό της τελικής γραπτής εξέτασης.