Теоретические основы криптографии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Саратовский государственный университет имени

Факультет компьютерных наук и информационных технологий

УТВЕРЖДАЮ

___________________________

"__" __________________20__ г.

Рабочая программа дисциплины

Теоретические основы криптографии

Направление подготовки

010500 Математическое обеспечение и администрирование информационных систем

Профиль подготовки

Параллельное программирование

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Форма обучения

очная

Саратов,

2011 год

1. Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины является знакомство с основными идеями и методами классической и современной криптографии, со средствами криптографической защиты информации, с основополагающими документами в области защиты информации.

2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Данная учебная дисциплина входит в раздел «Математический и естественнонаучный цикл. Дисциплины по выбору» ФГОС-3.

Для изучения дисциплины необходимы компетенции, сформированные у обучающихся в результате изучения курсов «Алгебра и теория чисел», «Дискретная математика».

3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины:

способность учиться (ОК 7);

способность понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе; соблюдение основных требований информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК 11);

владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, имеет навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК 12);

определение общих форм, закономерностей, инструментальных средств для данной дисциплины (ПК 1);

умение понять поставленную задачу (ПК 2);

умение формулировать результат (ПК 3);

умение грамотно пользоваться языком предметной области (ПК 7);

умение ориентироваться в постановках задач (ПК 8)

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

•Знать:

основные идеи и методы современной криптографии,

основные классы шифров,

основные средства криптографической защиты информации,

основополагающие отечественные стандарты по защите информации

•Уметь:

программировать простейшие криптографические алгоритмы,

применять на практике основные криптографические стандарты РФ

•Владеть:

основными приемами ручного щифрования,

приемами криптоанализа простейших шифров,

первичными навыками работы с доступными СКЗИ

4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)	Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Формы промежуточной аттестации (по семестрам)
1	Введение	8	1	Л: 4	П: 1	Л:	С:5
2	Искусство шифрования	8	2-4	Л:12	П: 3		С: 25	Контрольная работа №1
3	Современная компьютерная криптография	8	5-12	Л:32	П: 8		С: 15
4	Средства криптографической защиты информации	8	13-15	Л:12	П: 3		С: 6	Контрольная работа №2
	Промежуточная аттестация							Экзамен
		8	Итого:	Л: 60	П: 15		С: 51	54

Раздел «Введение». Общая схема линии связи. Помехоустойчивое кодирование. Физические методы защиты канала связи. Стеганография. Основные понятия криптографии. История криптологии. Правила криптологии.

Раздел «Искусство шифрования». Перестановочные шифры. Маршрутное шифрование. Шифрование с помощью решеток. Подстановочные шифры. Шифры простой замены и их криптоанализ. Исторические шифры. Модульная арифметика. Блочные шифры. Шифр Уитстона-Плейфера. Шифр Виженера. Шифр Хилла. Поточные шифры. Книжные шифры. Шифры с автоключами. Шифр Вернама.

На практических занятиях: Решение задач, связанных с программными реализациями шифров. Решение задач, связанных с восстановлением открытого текста по заданной криптограмме. Решение задач, предлагавшихся на олимпиадах по криптографии в университетах РФ и США.

Раздел «Современная компьютерная криптография». Стандарты шифрования DES, AES и ГОСТ . Функция Эйлера и ее свойства. Односторонние функции. Система шифрования RSA. Большие простые числа, проверка на простоту. Тест Миллера-Рабина. Алгоритм AKS. Временная сложность алгоритмов. Проблема NP=P. Криптографические протоколы. Распределение ключей. Функции хеширования и их применения. Стандарты хеш-функции SHA и ГОСТ Р 34.11-94. Код проверки подлинности сообщения (MAC). Аутентификация. Электронная цифровая подпись (ЭЦП). Протокол ЭЦП Эль-Гамаля. Стандарт ЭЦП ГОСТ Р 34.10-94. Основные понятия об эллиптических кривых. Стандарт ЭЦП Р 34.10-2001. Федеральный закон РФ об ЭЦП. Создание инфраструктуры ЭЦП. Доказательства с нулевым разглашением. Протокол Фиата-Шамира. Протоколы, связанные с графами.

Раздел «Средства криптографической защиты информации (СКЗИ)». Шифровальные машины SZ-52 и «Энигма». СКЗИ «Верба» и «КриптоПро». Пакет PGP. Виртуальная экскурсия в музей криптографии Агентства национальной безопасности США.

На практических занятиях: Практическое знакомство с СКЗИ «КриптоПро CSP».

5. Образовательные технологии

Рекомендуемые образовательные технологии: лекции, практические занятия, самостоятельная работа студентов.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

а) основная литература:

1. Салий методы и средства защиты информации. – 2010

http://course. *****/electroniccourse.

2. Введение в криптографию /Под ред. .- СПб.: Питер, 2001.

3. , Ридель в криптографию.- Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2000.

4. , , Черемушкин криптографии. – М.: Гелиос АРВ, 2001.

б) дополнительная литература:

1. Черчхаус и шифры, Юлий Цезарь, «Энигма» и Интернет.- М.: Весь мир, 2005.

2. , , Серов современной криптографии: Учебный курс. – М.: Горячая линия-Телеком, 2001.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы

Стандартное программное обеспечение компьютерного класса, доступ к сети Интернет.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины Мультимедийная лекционная аудитория, стандартно оборудованный компьютерный класс

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению «010500 Математическое обеспечение и администрирование информационных систем.» и профилю подготовки «Параллельное программирование».

Автор:

зав. кафедрой

теоретических основ компьютерной безопасности

и криптографии

профессор

Программа одобрена на заседании кафедры теоретических основ компьютерной безопасности и криптографии от 4 марта 2011года, протокол

Зав. кафедрой

теоретических основ

компьютерной безопасности

и криптографии

Декан факультета

компьютерных наук

и информационных технологий