Modulhandbuch MaTIN2012_Kryptographie

---

Verantwortlich: Prof. Dr. Knospe

Modul

Anerkennbare Lehrveranstaltung (LV)

• F07 KRY

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