Дополнительные главы криптографии (стр. 2 )

Модуль 1. Блочные преобразования.

Принципы создания блочных шифров и хэш-функций. Рассеивание и перемешивание. Подстановки и перестановки. Сети Файстеля. Архитектура «квадрат». Алгебраическое шифрование. Группы кос Артина. Метод Аштель-Аштеля-Гольдфельда. Алгоритмы разворачивания ключа. Протокол Ко-Ли, протокол Ванга-Као, протокол Шпильрайна-Ушакова. Конечные автоматы на полурешетках. Генерализации схем хэш-функций. Схема Меркла-Дамгарда, «губка». Криптоанализ блочных шифров и хэш-функций. Дифференциальный криптоанализ. Линейный криптоанализ. Сильные и слабые S-блоки. Методы анализа S-блоков. Бент-функции. Базис Грёбнера. Интегральный криптоанализ. Атака «встреча посередине».

Модуль 2. Генераторы псевдослучайных последовательностей.

Принципы создания поточных шифров. Псевдослучайные последовательности. Теорема Яо. Линейные и нелинейные регистры. Стохастические генераторы. Рекуррентные функции. Треугольные функции. Комбинирующие генераторы. Корреляционно-иммунные функции. Криптоанализ поточных шифров. Криптографические свойства псевдослучайных последовательностей. Автокорреляция. Линейные и нелинейные аппроксимации. Использование бент-функций для криптоанализа поточных шифров. «Разделяй и властвуй».

Модуль 3. Экспериментальные подходы.

Нестандартные подходы к созданию шифров. Оптические шифры. Автоматные шифры. Генетические алгоритмы. Шифры на основе клеточных автоматов. Квантовая криптография. Понятие о квантовых вычислениях. Представление о сложности квантовых алгоритмов. Перспективы развития квантовых вычислений. Квантовые протоколы передачи информации, привязки к биту, разделения секрета.

6. Планы семинарских занятий.

Не предусмотрены.

7. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).

Модуль 1. Блочные преобразования.

Принципы создания блочных шифров и хэш-функций.

Конструкция и определение свойств блочного шифра. Реализация на ЭВМ.

Криптоанализ блочных шифров.

Анализ одного из существующих блочных шифров. Исследование свойств S-блоков при помощи бент-функций. Использование базиса Грёбнера.

Модуль 2. Генераторы псевдослучайных последовательностей.

Принципы создания поточных шифров.

Конструкция и исследование свойств поточного шифра.

Криптоанализ поточных функций.

Анализ одного из существующих поточных шифров. Автокорреляция. Построение линейных и нелинейных аппроксимаций с использованием бент-функций. Использование метода «разделяй и властвуй».

Модуль 3. Экспериментальные подходы.

Нестандартные подходы к созданию шифров.

Обсуждение научных статей по теме. Защита докладов.

Квантовая криптография.

Обсуждение научных статей по теме. Защита докладов.

8. Примерная тематика курсовых работ.

Не предусмотрены.

9. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной работы студентов.

Таблица5.

№	Модули и темы	Виды СРС	Неделя семестра	Объем часов	Кол-во баллов
обязательные	дополни-тельные
Модуль 1
1.	Принципы создания блочных шифров и хэш-функций	Конспектирование материала на лекционных занятиях. Выполнение лабораторной работы, подготовка к ответу на се-минаре и к собеседованию.	Работа с учебной литературой	1-2	4	0-13
2.	Криптоанализ блочных шифров и хэш-функций	Конспектирование материала на лекционных занятиях. Выполнение доклада, подготовка к ответу на семинаре и к собеседованию.	Подготовка обзора литера-туры по задан-ной теме с ис-пользованием источников на иностранных языках	3-6	8	0-20
	Всего по модулю 1*:		12	0-33
Модуль 2
3.	Принципы создания поточных шифров	Конспектирование материала на лекционных занятиях. Выполнение расчетной работы, подготовка к ответу на се-минаре и к собеседованию.	Работа с учебной литературой	7-8	4	0-13
4.	Криптоанализ поточных шифров	Конспектирование материала на лекционных занятиях. Выполнение доклада, подготовка к ответу на семинаре и к собеседованию.	Подготовка обзора литера-туры по задан-ной теме с ис-пользованием источников на иностранных языках	9-12	8	0-20
	Всего по модулю 2*:		12	0-33
Модуль 3
5.	Нестандартные подходы к созданию шифров	Конспектирование материала на лекционных занятиях. Выполнение расчетной работы, подготовка к ответу на се-минаре и к собеседованию.	Подготовка обзора литера-туры по задан-ной теме с ис-пользованием источников на иностранных языках	13	16	0-13
6.	Квантовая криптография	Конспектирование материала на лекционных занятиях. Выполнение доклада, подготовка к ответу на семинаре и к собеседованию.	Работа с учебной литературой.	14-15	8	0-21
	Всего по модулю 3*:	24	0-34
	ИТОГО*:	48	0-100

*- с учетом иных видов работы

Проверка качества подготовки в течение семестра предполагает следующие виды промежуточного контроля:

А) выполнение лабораторных работ;

Б) выполнение студентом обзоров литературы по заданной теме;

В) подготовка студентом доклада.

Текущий и промежуточный контроль освоения и усвоения материала дисциплины осуществляется в рамках рейтинговой (100-бальной) системы оценок.

Примерные темы докладов:

1) Концепция «квадрат» в шифре AES.

2) Дифференциальный криптоанализ в работах Ади Шамира.

3) Линейный криптоанализ в работах Мицуру Мацуи.

4) Максимально нелинейные логические функции и бент-функции.

5) К-бент функции.

6) Построение линейных и нелинейных аппроксимаций для S-блоков DES.

7) Базис Грёбнера.

8) Криптоанализ шифра ГОСТ 28147-89 при помощи базиса Грёбнера.

9) Криптоанализ шифра А5.

10) Криптоанализ поточного шифра Sosemanuk.

12) Современная стеганография – математические методы.

13) Электронные водяные знаки.

14) Конечные автоматы на полурешетках и их применение в криптоанализе.

10.Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

10.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения образовательной программы (выдержка из матрицы компетенций):

	Семестр	Дисциплина	ОК-5	ОК-10	ОК-11	ПК-1	ПК-2	ПК-28
С.1-С.3. Дисциплины.	1	История создания технологий хранения, передачи и защиты информации*	+
Информатика*	+
Физическая культура*			+
Иностранный язык*	+
Геометрия*				+	+
Математический анализ*		+		+	+
Физика*			+
2	Иностранный язык*	+
Математический анализ*		+		+	+
Физика*			+
Физическая культура*			+
Алгебра*				+	+
Математическая логика и теория алгоритмов*				+	+
Языки программирования*				+
3	Иностранный язык*	+
Алгебра*				+	+
Математический анализ*		+		+	+
Языки программирования*				+
Физическая культура*			+
Экономика*	+
Иностранный язык в профессиональной сфере		+
Дискретная математика*				+	+
4	Языки программирования*				+
Физическая культура*			+
Дискретная математика*				+	+
Дифференциальные уравнения*				+	+
Системы управления базами данных*					+
Иностранный язык в профессиональной сфере		+
5	Системы управления базами данных*					+
Физическая культура*			+
Компьютерные сети*						+
6	Философия*			+
Физическая культура*			+
Теория вероятностей и математическая статистика*				+
7	Основы предпринимательской деятельности*			+
Теория вероятностей и математическая статистика*				+
Теоретико-числовые методы в криптографии*					+
8	Методы анализа рисков*				+	+
Имитационное моделирование	+
Планирование вычислительных экспериментов	+
Основы информационной безопасности	+	+	+
9	Основы экологии		+
Дополнительные разделы теории чисел					+
Исследование операций					+
Организационное и правовое обеспечение информационной безопасности*	+	+
10	Дополнительные разделы теории алгоритмов				+	+
Теория игр				+	+
Дополнительные главы криптографии	+	+	+	+	+	+
Построение информационных приложений на базе промышленных СУБД	+				+
С.5. практи-ки	Учебная практика	+	+	+			+
Производственная практика				+		+
Преддипломная практика	+	+	+			+
С.6. ИГА	Выпускная квалификационная работа	+	+		+	+	+

*отмечены дисциплины базового цикла.