Detail předmětu

Teorie kryptografických protokolů

FEKT-XPC-CPTAk. rok: 2022/2023

Předmět obsahuje úvod do pokročilé kryptografie v angličtině, seznámení se základními primitivy a schématy. Konkrétně se jedná o kryptografické závazky, interaktivní důkazové systémy, protokoly s nulovou znalostí, sigma protokoly, interaktivní i neinteraktivní protokoly důkazů znalosti, skupinové podpisy a vyšší systémy – eCash a atributová pověření.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Jan Hajný, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav telekomunikací (UTKO)

Výsledky učení předmětu

Student získá teoretické znalosti o hlavních primitivech používaných v moderní kryptografii, především závazkových schématech, protokolech nulové znalosti, sigma protokolech a dále pak vyšších schématech, která jsou na základě těchto primitiv postavena. Studenti budou po absolvování kurzu schopni:

Vysvětlit principy kryptografických závazků, protokolů s nulovou znalostí, sigma protokolů v angličtině.
Sestavit protokoly pro interaktivní důkazy znalosti.
Použít závazková schémata ve vyšších kryptosystémech.
Zhodnotit rychlost a výpočetní náročnost běžně používaných protokolů důkazů znalosti.
Vysvětlit v angličtině principy fungování systémů pro atributovou autentizaci a eCash systémů.

Prerekvizity

Předmět vyžaduje základní znalosti z oblasti kryptologie, především asymetrických kryptosystémů, kterou poskytuje povinný předmět BZKR – Základy kryptografie. Dále je vyžadována základní znalost české terminologie a angličtina alespoň na úrovni B1 - intermediate.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Vyučování obsahuje přednášky a laboratorní cvičení. Během výuky bude využit také e-learningový systém Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

Maximum 40 bodů je uděleno za testy z teoretických znalostí ve cvičeních.  Minimální rozsah vypracování jednotlivých úloh stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. Závěrečná písemná zkouška je hodnocena maximem 60 bodů. 

Osnovy výuky

Přednášky:
1. Úvod do moderní kryptografie, Teorie čísel.
2. Modulární aritmetika, Algebraické struktury.
3. Přehled základních kryptografických primitiv.
4. Kryptografie s použitím eliptických křivek.
5. Bilineární párování.
6. Protokoly s bilineární párováním.
7. Kryptografické závazky.
8. Protokoly s nulovou znalostí.
9. Sigma protokoly.
10. Sigma protokoly II.
11. Skupinové podpisy.
12. Atributová pověření. 

Učební cíle

Cílem předmětu je navázat na předchozí úvodní kurzy z oblasti kryptologie a seznámit studenty s pokročilými principy moderní kryptologie a anglickou terminologií v této oblasti. Studenti se seznámí s vybranými stavebními bloky moderních kryptografických protokolů a schémat a budou schopni porozumět anglicky psaným zdrojům během dalšího studia kryptologie.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

DAMGAARD, I.; NIELSEN, J. B. Commitment Schemes and Zero-Knowledge Protocols [online]. Dostupné z: https://cs.au.dk/~ivan/CPT.html (EN)
DAMGAARD, I. On Σ-protocols [online]. Dostupné z: https://cs.au.dk/~ivan/CPT.html (EN)
GARRETT, Paul. Making, breaking codes: an introduction to cryptology. Vyd. 1. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2001, xix, 523 s. ISBN 01-303-0369-0. (EN)
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/. (EN)
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 (CS)
STALLINGS, William. Cryptography and network security: principles and practice. Seventh edition. xix, 731 pages. ISBN 9781292158587. (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-IBE bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Hajný, Ph.D.
M.Sc. Sara Ricci, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do moderní kryptografie
2. Přehled anglické terminologie
3. Přehled základních kryptografických primitiv
4. Kryptografické závazky
5. Využití kryptografických závazků v konstrukci protokolů
6. Interaktivní důkazové systémy
7. Protokoly s nulovou znalostí
8. Sigma protokoly
9. Sigma protkoly II
10. Interaktivní a neinteraktivní důkazy znalosti
11. Integrace primitiv ve vyšší systémy
12. Skupinové podpisy
13. Atributová pověření

Cvičení odborného základu

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

M.Sc. Sara Ricci, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do moderní kryptografie
2. Přehled anglické terminologie
3. Přehled základních kryptografických primitiv
4. Kryptografické závazky
5. Využití kryptografických závazků v konstrukci protokolů
6. Interaktivní důkazové systémy
7. Protokoly s nulovou znalostí
8. Sigma protokoly
9. Sigma protkoly II
10. Interaktivní a neinteraktivní důkazy znalosti
11. Integrace primitiv ve vyšší systémy
12. Skupinové podpisy
13. Atributová pověření

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz