Υπολογιστική Κρυπτογραφία
Section outline
-
Χειμερινό Εξάμηνο 2019-2020
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:
- Παναγιώτης Γροντάς, Υ.Δ. (pgrontas@gmail.com)
- Γιάννης Παπαϊωάννου, Υ.Δ. (ipap@corelab.ntua.gr)
- Θωμάς Σουλιώτης, Υ.Δ.
Διαλέξεις:
- Τρίτη 12:15-15:00 (αίθουσα 3, Νέα Κτίρια Ηλεκτρολόγων) [Προσοχή: η ώρα και η αίθουσα τροποποιήθηκαν πρόσφατα!]
- Παρασκευή 16:15-17:00 (αίθουσα 1.1.29, Παλαιό Κτίριο Ηλεκτρολόγων)
Έναρξη: Τρίτη, 1 Οκτωβρίου 2019
-
ΤΡΙΤΗ 1/10
- Εισαγωγή, διαδικαστικά, επισκόπηση περιοχών σύγχρονης κρυπτογραφίας. Διαφάνειες.
- Κλασικά κρυπτοσυστήματα, Καίσαρα, Vigenere. Κρυπτανάλυση Vigenere με Kasiski test και δείκτη σύμπτωσης. Διαφάνειες (1-19).
-
ΤΡΙΤΗ 8/10
- Επανάληψη σε κλασικά κρυπτοσυστήματα. Κρυπτανάλυση Vigenere με Kasiski test και δείκτη σύμπτωσης.
- Τέλεια μυστικότητα κατά Shannon. One-time pad.
- Ορισμοί ασφάλειας, υπολογιστική ασφάλεια.
- Εισαγωγή στη Θεωρία Αριθμών. Διαιρετότητα, ιδιότητες ΜΚΔ.
- Ευκλείδειος αλγόριθμος, υπολογισμός αντιστρόφου modulo n.
Διαφάνειες (1-11).
-
ΤΡΙΤΗ 15/10
Αριθμητική υπολοίπων. Θεώρημα Fermat. Κινέζικο Θεώρημα Υπολοίπων (CRT). Θεωρία ομάδων. Θεώρημα Lagrange. Τετραγωνικά υπόλοιπα και τετραγωνικές ρίζες modulo n. Σύμβολα Legendre και Jacobi.
Διαφάνειες (12-44)
ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 18/10
Συζήτηση για τις ασκήσεις της 1ης και 2ης σειράς.
-
ΤΡΙΤΗ 22/10
Ψευδοτυχαιότητα. Γεννήτριες ψευδοτυχαίων αριθμών και ψευδοτυχαίες συναρτήσεις.
Διαφάνειες (1-20)
ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 25/10
Συζήτηση και επίλυση ορισμένων ασκήσεων της 1ης σειράς. Επίλυση γραμμικής ισοτιμίας.
-
ΤΡΙΤΗ 29/10
Ψευδοτυχαίες μεταθέσεις. Οι γεννήτριες BBS και RC4. Κρυπτοσυστήματα ροής. Καταχωρητές γραμμικής ανάδρασης (LFSR). Γραμμική πολυπλοκότητα.
Διαφάνειες (21-38)
Εισαγωγή στα κρυπτοσυστήματα τμήματος. Δίκτυα Feistel. Κρυπτοσύστημα DES, S-boxes, MITM attack. Βελτιώσεις: 3-DES, DES-X.
Διαφάνειες (1-14)
-
ΤΡΙΤΗ 5/11
- Τρόποι λειτουργίας block ciphers: ECB, CBC, CFB, OFB, CTR. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.
Διαφάνειες (15-26) - Το κρυπτοσύστημα AES.
Διαφάνειες (Raj Jain, Washington University in Saint Louis) - Συναρτήσεις σύνοψης (hash functions). Εισαγωγή, μονόδρομες συναρτήσεις, συναρτήσεις ελεύθερες συγκρούσεων. Παραδείγματα.
Διαφάνειες (1-13)
ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 1/11
- Επίλυση ορισμένων ασκήσεων 2ης σειράς.
- Τρόποι λειτουργίας block ciphers: ECB, CBC, CFB, OFB, CTR. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.
-
ΤΡΙΤΗ 12/11
Hash functions: επιθέσεις γενεθλίων, μέθοδος επέκτασης Merkle-Damgard, δένδρα Merkle.
Διαφάνειες (14-33)
-
ΤΡΙΤΗ 19/11
Εφαρμογές συναρτήσεων σύνοψης: δέσμευση, απόκρυψη, ρίψη νομίσματος, χρονοσήμανση, αποθήκευση password, αλάτι, Proof-of-Work, δέντρα Merkle
Κρυπτοσύστημα RSA: ορισμός, επιλογή παραμέτρων.
Διαφάνειες (1-15)
ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 22/11
- Συζήτηση ασκήσεων 3ης σειράς.
-
ΤΡΙΤΗ 26/11
Κρυπτοσύστημα RSA: επιθέσεις. Έλλειψη ασφάλειας IND-CPA, IND-CCA στο κλασικό RSA. Padded RSA, OAEP.
Διαφάνειες (16-51)
Διακριτός Λογάριθμος: Προβλήματα και Αναγωγές. Το κρυπτοσύστημα ElGamal (ορισμός, ασφάλεια, παραλλαγές).
Διαφάνειες (1-38) -
ΤΡΙΤΗ 3/12
Σχήμα δέσμευσης με βάση DLP: Pedersen.
Διαφάνειες (39-44)
Ψηφιακές Υπογραφές: απαιτήσεις ασφάλειας, σχήματα RSA και ElGamal
Διαφάνειες (1-13)
-
ΤΡΙΤΗ 10/12
Σχήμα υπογραφής DSS. Υπογραφές μιας χρήσης. Τυφλές υπογραφές. Αδιαμφισβήτητες υπογραφές, υπογραφές Fail-Stop
Διαφάνειες (14-37)
ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 13/12
Ομιλία Δ. Ζήνδρου (Proof-of-Burn)
Παρουσίαση θεμάτων για εργασία
-
-
ΤΡΙΤΗ 7/1
-