Course detail
Foundations of Cryptography
FEKT-BPC-ZKRAcad. year: 2022/2023
Basic terminology in cryptology, cryptology categorization, algebraic structures used in cryptography. Generation, testing and use of prime numbers. Group arithmetics. Complexity theory fundamentals. Computationally hard problems used in cryptography – discrete logarithm, RSA problem, EC discrete logarithm. The overview of basic algorithms used in cryptography. Symmetric and asymmetric cryptosystems (DES, AES, RSA, DH, ECDH, SHA2, 3) and their practical use. Provable security concept – proofs, formal models, zero-knowledge, Sigma-protocols.
Language of instruction
Number of ECTS credits
Mode of study
Guarantor
Department
Learning outcomes of the course unit
Prerequisites
Co-requisites
Planned learning activities and teaching methods
Assesment methods and criteria linked to learning outcomes
Course curriculum
2. Introduction to number theory
3. Primes and their use in cryptography
4. Basic structures used in cryptography I
5. Basic structures used in cryptography II
6. Modular arithmetic
7. Complexity theory, problem classification
8. Cryptography algorithms I
9. Cryptography algorithms II
10. Practical encryption
11. Practical authentication and digital signature
12. Provable security I
13. Provable security II
Work placements
Aims
Specification of controlled education, way of implementation and compensation for absences
Recommended optional programme components
Prerequisites and corequisites
Basic literature
OCHODKOVÁ, Eliška. Matematické základy kryptografických algoritmů [online]. [cit. 2013-06-11]. Dostupné z: http://mi21.vsb.cz/sites/mi21.vsb.cz/files/unit/mat_zaklady_kryptografickych_algoritmu.pdf
Recommended reading
LEVICKÝ, Dušan. Kryptografia v informačnej bezpečnosti. Košice: Elfa, 2005, 266 s. ISBN 80-808-6022-X.
MENEZES, Alfred J. Handbook of applied cryptography. Vyd. 1. Boca Raton: CRC Press, 1997, 780 s. ISBN 08-493-8523-7. Online https://cacr.uwaterloo.ca/hac/.
SINGH, Simon. Kniha kódů a šifer: tajná komunikace od starého Egypta po kvantovou kryptografii. Praha: Dokořán, 2003, 382 s. ISBN 80-865-6918-7.
STALLINGS, William. Cryptography and network security: principles and practice. Seventh edition. xix, 731 pages. ISBN 01-333-5469-5.
Elearning
Classification of course in study plans
- Programme BPC-AUD Bachelor's
specialization AUDB-TECH , 0 year of study, winter semester, elective
specialization AUDB-ZVUK , 0 year of study, winter semester, elective - Programme BPC-ECT Bachelor's 3 year of study, winter semester, compulsory-optional
- Programme BPC-IBE Bachelor's 1 year of study, winter semester, compulsory
- Programme BPC-MET Bachelor's 0 year of study, winter semester, elective
- Programme BPC-SEE Bachelor's 0 year of study, winter semester, elective
- Programme BPC-TLI Bachelor's 3 year of study, winter semester, compulsory
- Programme BPC-AMT Bachelor's 0 year of study, winter semester, elective
Type of course unit
Lecture
Teacher / Lecturer
Syllabus
2. Úvod do teorie čísel
3. Prvočísla a jejich využití v kryptografii
4. Základy struktur používaných v kryptografii
5. Základy struktur používaných v kryptografii II
6. Modulární aritmetika
7. Výpočetní problémy, jejich klasifikace a využití
8. Algoritmy pro kryptografii I
9. Algoritmy pro kryptografii II
10. Šifrování v praxi
11. Autentizace a digitální podpis v praxi
12. Prokazatelná bezpečnost I
13. Prokazatelná bezpečnost II
Exercise in computer lab
Teacher / Lecturer
Syllabus
2. Základní operace a jejich softwarová implementace
3. Generování a testování prvočísel
4. Generování grup a jejich vlastnosti
5. Diskrétní logaritmus a jeho využití v kryptografii
6. RSA problém a jeho využití v kryptografii
7. Eliptické křivky a jejich využití v kryptografii
8. Základní algoritmy
9. Základy práce v kryptografickém simulačním softwaru
10. Simulace jednoduchých kryptosystémů
11. Simulace moderních šifrovacích algoritmů
12. Simulace moderních autentizačních protokolů
Elearning