Υπολογιστική Κρυπτογραφία
Section outline
- 
                    
Χειμερινό Εξάμηνο 2017-2018
Διδάσκοντες:
- Στάθης Ζάχος, Καθηγητής (zachos@cs.ntua.gr)
 - Άρης Παγουρτζής, Αν. Καθηγητής (pagour@cs.ntua.gr)
 - Πέτρος Ποτίκας, Ε.Δι.Π. (ppotik@cs.ntua.gr)
 
Βοηθοί Διδασκαλίας:
- Δημήτρης Σακαβάλας, postdoc (sakaval@corelab.ntua.gr)
 - Παναγιώτης Γροντάς, Υ.Δ. (pgrontas@gmail.com)
 - Γιάννης Παπαϊωάννου, Υ.Δ. (ipapaioannou@corelab.ntua.gr)
 - Αλέξανδρος Ζαχαράκης, Υ.Δ. (azacharakis@yandex.com)
 
Διαλέξεις:
- Τρίτη 17:45-19:30 (αίθουσα 1.1.29, Παλαιό Κτίριο Ηλεκτρολόγων)
 - Παρασκευή 15:15-17:00 (αίθουσα 1.1.29, Παλαιό Κτίριο Ηλεκτρολόγων)
 
Έναρξη: Τρίτη, 3 Οκτωβρίου 2017
 - 
                    
ΤΡΙΤΗ
- Διαδικαστικά.
 - Εισαγωγή.
 - Στόχοι της Κρυπτογραφίας.
 - Επισκόπηση βασικών λειτουργιών και πρωτοκόλλων.
 
ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ
- Κλασικά συστήματα (αντικατάστασης, Καίσαρα, Vigenere cipher) και κρυπτανάλυσή τους.
 - Δείκτης σύμπτωσης (Coincidence Index).
 - Τέλεια μυστικότητα (perfect secrecy). Ισοδύναμες συνθήκες. Μήκος κλειδιού. One-time pad. Random Shift cipher.
 - Unicity distance, κρυπτοσυστήματα γινομένου, υπολογιστική ασφάλεια.
 
 - 
                    ΤΡΙΤΗ
- Κρυπτοσυστήματα τμήματος. 
 - Δίκτυα Feistel. 
 - Κρυπτοσύστημα DES, S-boxes, MITM attack. 
 - Βελτιώσεις: 3-DES, DES-X. 
 - Τρόποι λειτουργίας block ciphers: ECB, CBC, CFB, OFB, CTR. 
 - Κρυπτοσύστημα AES.
 
ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ
Δεν πραγματοποιήθηκαν μαθήματα μετά από απόφαση της ΓΣ των φοιτητών. - Κρυπτοσυστήματα τμήματος. 
 - 
                    ΤΡΙΤΗ
- Κρυπτοσυστήματα ροής
 - Ψευδοτυχαιότητα
 - Blum-Blum-Shub
 - RC4
 - LFSR
 
ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ- Εισαγωγή στη Θεωρία Αριθμών
 - Διαιρετότητα και πρώτοι αριθμοί
 - Αριθμητική υπολοίπων
 - Ομάδες, δακτύλιοι, σώματα
 - Μικρό Θεώρημα Fermat
 
 - Κρυπτοσυστήματα ροής
 - 
                    
ΤΡΙΤΗ
- Σύμπλοκα, ομάδα πηλίκο
 - Θεώρημα Lagrange
 - Έλεγχος πρώτων με θεώρημα του Fermat
 - Κινέζικο θεώρημα υπολοίπων
 
ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ
- Συζήτηση λύσεων της 1ης σειράς ασκήσεων
 - Επίλυση άσκησης θεωρίας αριθμών
 
 - 
                    
ΤΡΙΤΗ
- Η δομή της ομάδας Z*_p
 - Η δομή της ομάδας U(Zpq)
 - Τετραγωνικά Υπόλοιπα, τετραγωνικές ισοτιμίες, κριτήριο Euler
 - Σύμβολα Legendre και Jacobi
 - Ευεπίλυτα και δυσεπίλυτα αριθμοθεωρητικά προβλήματα
 
ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ
- Έλεγχος πρώτων
 - Παραγοντοποίηση
 
 - 
                    
ΤΡΙΤΗ
- Ορισμός κρυπτοσυστήματος
 - Δυνατότητες αντιπάλου - Επιθέσεις
 - Εμπειρική ασφάλεια (Kerckhoffs) - Σημασιολογική ασφάλεια - Μη διακρισιμότητα
 - Γενική μορφή κρυπτογραφικών αναγωγών
 - Ανταλλαγή κλειδιού Diffie - Hellman
 
ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ
- Μονόδρομες συναρτήσεις
 - Συναρτήσεις σύνοψης
 - Δέντρα Merkle
 
 - 
                    
ΤΡΙΤΗ
- Κρυπτογραφία Δημοσίου Κλειδιού
 - Ορισμός RSA
 - Αριθμοθεωρητικές επιθέσεις
 - Μοντελοποίηση - Ιδιότητες Ασφάλειας
 - Παραλλαγές
 
 - Κρυπτογραφία Δημοσίου Κλειδιού
 - 
                    
ΤΡΙΤΗ
- Διακριτός Λογάριθμος: Προβλήματα και Αλγόριθμοι
 - Το κρυπτοσύστημα ElGamal
 - Το κρυπτοσύστημα Cramer Shoup
 - Σχήματα Δέσμευσης με βάση το DLP
 - Ελλειπτικές Καμπύλες
 
ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ
Ακεραιότητα και αυθεντικοποίηση μηνύματος (MAC)
- Message Authentication Code (MAC)
 - Ψευδοτυχαίες συναρτήσεις ως κώδικες γνησιότητας
 - CBC-MAC
 - HMAC
 - Ιδιωτικότητα και γνησιότητα (Authenticated Encryption)
 
 - Διακριτός Λογάριθμος: Προβλήματα και Αλγόριθμοι
 - 
                    ΤΡΙΤΗ
Ψηφιακές υπογραφές- Ορισμός - Μοντελοποίηση Ασφάλειας
 - Ψηφιακές Υπογραφές RSA
 - Επιθέσεις - Παραλλαγές
 - Το μοντέλο του τυχαίου μαντείου
 - Ψηφιακές Υπογραφές ElGamal-DSA-ECDSA
 - Υποδομή Δημοσίου Κλειδιού
 
Slides: Lec12
ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ
Εφαρμογές hash functions
- Δέσμευση, απόκρυψη
 - Ρίψη νομίσματος
 - Χρονοσήμανση
 - Αποθήκευση password, αλάτι
 - Proof-of-Work
 - Δέντρα Merkle
 
 - 
                    
 - 
                    
ΤΡΙΤΗ
Αποδείξεις Μηδενικής Γνώσης
- Ορισμός - Σχέση με Θ. Πολυπλοκότητας
 - Σ-πρωτόκολλα (Schnorr - Chaum Pedersen)
 - Μη αλληλεπιδραστικές αποδείξεις (Fiat Shamir heuristic)
 - Εφαρμογές
 
Slides: Lec16
ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ
Τυφλές Υπογραφές
 - 
                    
 - 
                    
Διακοπές Χριστουγέννων
 - 
                    
Διακοπές Χριστουγέννων
 - 
                    
 - 
                    
ΤΡΙΤΗ
Παρουσίαση Εργασιών (Project)
ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ
Παρουσίαση Εργασιών (Project)