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Modulhandbuch MaTIN2012_Kryptographie


Verantwortlich: Prof. Dr. Knospe

Modul

Anerkennbare Lehrveranstaltung (LV)

Organisation

Bezeichnung
Lang MaTIN2012_Kryptographie
MID MaTIN2012_KRY
MPID
Zuordnung
Studiengang MaTIN2012
Studienrichtung alle
Wissensgebiete VGMT
Einordnung ins Curriculum
Fachsemester 1
Pflicht
Wahl WPMT
Version
erstellt 2013-06-26
VID 1
gültig ab WS 2012/13
gültig bis

Zeugnistext

de
Kryptographie
en
Cryptography

Unterrichtssprache

Deutsch, Englisch

Modulprüfung

Form der Modulprüfung
sK schriftliche Modulprüfung

Beiträge ECTS-CP aus Wissensgebieten
VGMT 5
Summe 5

Aufwand [h]: 150


Prüfungselemente

Vorlesung / Übung

Form Kompetenznachweis
bÜA wöchentlich Übungsaufgaben lösen (Hausaufgaben)

Beitrag zum Modulergebnis
bÜA unbenotet

Spezifische Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)
  • Einführung, Begriffe, Definitionen, Geschichte (PFK2, PFK3)
  • Grundlagen der Zahlentheorie und Algebra (PFK2)
  • Kryptographische Systeme und Klassische Chiffren (PFK2, PFK3)
  • Sicherheit von Chiffren, Angriffe, Informationstheorie, perfekte und praktische Sicherheit, Komplexität (PFK2, PFK3, PFK4)
  • Symmetrische Chiffren, Blockchiffren, Betriebsmodi, Stromchiffren (PFK2, PFK3, PFK4)
  • Public-Key Verfahren, Schlüsselvereinbarung, asymmetrische Verschlüsselung (PFK2, PFK3, PFK4)
  • Hashfunktionen, Signaturen, Nachrichtenauthentisierung (PFK2, PFK3)
Fertigkeiten
  • Allgemeine Grundlagen (PFK3)
    • Bedeutung und Ziele der Kryptographie erklären
    • Bezug zu Sicherheitszielen herstellen
    • Kryptographische Methoden auswählen
  • Mathematische Grundlagen (PFK2)
    • mit Restklassen ganzer Zahlen rechnen
    • Gruppen, Ringe, Restklassenringe verstehen und darstellen
    • Gruppen- und Elementordnungen berechnen
      • Kleinen Satz von Fermat verstehen
    • Polynome und Endliche Körper verwenden
    • Algorithmen verstehen und anwenden
      • Erweiterter Euklidischer Algorithmus
      • Chinesischer Restsatz
      • Polynomdivision über endlichen Körpern
    • Matrizen zur Darstellung von linearen Abbildungen über Ringen verwenden
  • Klassische Verfahren kennen und ihre Kryptoanalyse durchführen (PFK2, PFK3)
    • Transposition
    • Monoalphabetisch
    • Polyalphabetisch
      • Vigenere Chiffre
    • Polygramme Substitutionschiffren
      • Affine Chiffren
  • Sicherheit von Verfahren bewerten (PFK3, PFK4)
    • Verschiedene Angriffsformen kennen
    • Entropie berechnen
    • Perfekte und praktische Sicherheit, Konfusion, Diffusion analysieren
    • Komplexität von Verfahren und Angriffen gewichten
  • Symmetrische Verfahren anwenden (PFK2, PFK3, PFK4)
    • Betriebsmodi unterscheiden und anwenden
    • AES Verfahren verstehen
      • Lineare Operationen
      • S-Box, SubBytes Operation
    • DES Verfahren verstehen
      • Feisteltransformation
      • Feistelfunktion bei DES
        • S-Boxen
    • Schieberegister analysieren
      • Rückkopplungspolynom untersuchen
    • Stromchiffren verwenden
    • Sicherheit der symmetrischen Verfahren bewerten
  • Public-Key Verfahren verwenden (PFK2, PFK3, PFK4)
    • Verfahren zur Erzeugung großer Primzahlen kennen
    • RSA und ElGamal Verfahren durchführen
    • Diffie-Hellmann Schlüsselvereinbarung anwenden
    • Grundlagen der Elliptische-Kurven-Kryptographie kennen
    • Voraussetzungen der Public-Key Verfahren kennen und ihre Sicherheit bewerten
  • Verfahren der Integritätssicherung verwenden (PFK2, PFK3)
    • Anforderungen an Hashfunktionen verstehen
    • Realisierungen von Hashfunktionen kennen
    • Signaturverfahren anwenden
    • Message Authentication Codes verstehen

Exemplarische inhaltliche Operationalisierung

-Algebraische und zahlentheoretische Grundlagen
-Symmetrische Verschlüsselungsverfahren
-Public-Key Verfahren
-Hashfunktionen, Signaturen, Message Authentication Codes

Praktikum

Form Kompetenznachweis
bSZ Testat und individuelle Lernstandsrückmeldung

Beitrag zum Modulergebnis
bSZ Voraussetzung für die Teilnahme an der Modulprüfung

Spezifische Lernziele

Fertigkeiten
  • Zahlentheoretische Verfahren und Algorithmen umsetzten (PFK2, PFK4)
  • Kryptographische Verfahren implementieren und untersuchen (PFK3, PFK4, PFK5, PFK6, PSK3)
    • RSA Verschlüsselung
    • AES Verschlüsselung
    • Operationsmodi vergleichen
    • Sicherheit untersuchen
  • Kryptographische Libraries verwenden (PFK4, PFK6)
  • Kryptographische Verfahren in C und Java implementieren (PFK4, PFK5)
Handlungskompetenz demonstrieren
  • Komplexe Systeme entwickeln (PFK4, PSK3)
  • Kryptographische Verfahren einordnen und bewerten (PFK3)

Exemplarische inhaltliche Operationalisierung

-Algorithmen aus Zahlentheorie und Algebra verwenden
-Kryptographische Verfahren implementieren

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Topic-Revision: r6 - 26 Jun 2013, GeneratedContent
 
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