КОНСПЕКТ по дисциплината „Криптография и защита на данните”
за студентите от специалност КСТ
през учебната 2008/9г.
Криптология. Въведение. Какво е криптология? Стеганография. Кратка история на криптографията и криптоанализа. Ранни криптографски системи. Криптография.
Теория на кодирането. Криптография с един ключ. Заместващи шифри. Преместващи (транспониращи) шифри. Шифри произведение. Понятия за блокови и потокови шифри.
Терминология. Съобщение и кодиране. Достоверност, цялостност и отхвърляне. Алгоритми и ключове. Криптоанализ. Видове атаки. Секретност на алгоритмите.
Математически основи. Основни понятия за функциите. Функции (1-1, еднопосочна, прагова). Пермутации. Инволюция.
Основна терминология и концепции. Домейни на шифриране и кодомейни. Трансформации на шифриране и дешифриране. Постигане на конфиденциалност. Участници в комуникациите. Канали. Секретност. Общо за секретност на информацията.
Теория на информацията. Ентропия и несигурност. Стойност/цена на езика. Секретност на криптосистемите. Unicity Distance. Теория на информацията в практиката. Объркване/смесване и разпространение
Теория на сложността. Сложност на алгоритмите. Сложност на проблемите.
Теория на числата. Аритметика на модули. Прости числа. Най-голям общ делител. Обратен модул на едно число. Определяне на коефициенти. Теорема за китайския остатък
Теория на числата. Квадратични остатъци. Blum цели числа. Генератори. Разлагане на множители. Генериране на прости числа. Строго прости числа.Дискретни логаритми и крайни полета.
Блокове, изграждащи протоколите. Основни криптографски протоколи. Въведение в протоколите. Цели на протоколите. Арбитрирани (отсъждани с арбитраж) протоколи. Отсъждани протоколи. Самоприлагащи се протоколи. Атака срещу протоколите.
Комуникации, употребяващи симетрична криптография. Еднопосочна функция. Еднопосочна Хаш функция Кодове за достоверност на съобщения. Комуникации, използващи криптография с публичен ключ. Хибридна криптосистеми
Цифров подпис Подписване на документи в симетричните криптосистеми и един арбитър. Дървета на цифровите подписи. Подписване на документи в криптография с публичен ключ. Подписване на документи и отбелязване на времето. Подписване на документи в криптография с публичен ключ и еднопосочна Хаш функция. Алгоритми и терминология.Многократни подписи. Неотричане и цифров подпис.
Цифров подпис със шифриране. Предаване на съобщението с разписка. Атаки срещу криптография с публичен ключ. Генерация на случайни псевдослучайни последователности. Псевдослучайни последователности. Криптографски секретни псевдослучайни последователности. Цифров подпис със шифриране.
Основни протоколи. Размяна на ключове. Размяна на ключове в симетричната криптография. Размяна на ключове в криптография с публичен ключ. Атака лице-в-средата. Вътрешно/междинно заключен протокол. Размяна ключове при цифров подпис. Предаване на ключ и съобщение. Излъчване на ключ и съобщение.
Достоверност/автентичност. Достоверност при употреба на еднопосочна функция. Атаки на речници. Достоверност в криптография с публичен ключ. Взаимна достоверност при употребата на протокол с вътрешно заключване. Удостоверяване на съобщение
Достоверност и размяна на ключове. Криптография с многобройни публични ключове. Секретно разделяне.
Междинни протоколи. Работа за поставяне на марка за време Арбитрирани решения. Подобрени арбитрирани решения. Свързващи протоколи. Разпределени протоколи. Подпрагов канал Неоспорим цифров подпис Необозначени потвърдени подписи. Пълномощни подписи. Групови подписи
Честно хвърляне на монета. Хвърляне на монета при употреба на еднопосочна функция. Хвърляне на монета при употреба на криптография с публичен ключ.
Съвременни протоколи. Доказателства за нулево знание. Основен протокол за нулево знание. Не интерактивни/не взаимодействащи доказателства на нула-знание. Доказателства за нула-знание за идентичност/еднаквост. Шахматният проблем на гросмайсторите. Измама на мафията. Многократна измама на идентичност. Слепи подписи. Напълно слепи подписи
Езотерични протоколи. Тайни избори. Опростено гласуване. Гласуване със слепи подписи. Гласуване с централни способности. Тайно многостранно изчисление. Анонимно разпространение на съобщение.
Дължина на ключа. Симетрична дължина на ключа. Пресмятане на времето и ценaта на атака на грубата сила. Софтуерни кракери. Невронни мрежи. Вируси. Китайска лотария и др. Публичен ключ, дължина на ключа.Атака на рождения ден.
Управление на ключа. Ограничено пространство на ключове. Избори на слаб ключ. Случайни ключове. Фрази пропуски. От тока до точка и централизирано управление на ключове. Роли на третите партии. Функции на третите партии. Техники за разпространение на конфиденциални ключове. Криптопериоди. Центрове за транслиране на ключове.
Дървета за достоверност. Двоични дървета. Конструиране на дървета за достоверност. Пренасяне на ключовете. Потвърждаване на ключове. Обновяване на ключовете. Съхраняване на ключове.
DES. Основи. Описание на DES. Скица на алгоритъма. Начална пермутация. Трансформация на ключа (Пермутация на ключа). Разширена пермутация. Субституция/заместване S-Box. Пермутация P-Box. Последна пермутация. Дешифриращ DES. Секретност на DES. Слаби ключове. Допълващи ключове. Алгебрични структури. Диференциален и линеен криптоанализ
Други блокови шифри. Lucifer. Madryga. Нов DES. FEAL. REDOC. LOKI. Khufu and Khafre. RC2. IDEA.
Други блокови шифри GOST. CAST. Blowfish. SAFER. 3-Way. Crab. RC5.
Теория на проектирането на блокови шифри. Feistel вериги. Прости отношения. Структура на групата. Слаби ключове. Сила срещу диференциaлния и линейния криптоанализ. Проектиране на S-Box. Употреба на еднопосочна Хаш функция.
Комбинирани блокови шифри. Двойно шифриране. Тройно шифриране. Дублиране на блоковата дължина. Други схеми за многократни шифрирания.
Генератори на псевдослучайни последователности и потокови шифри. Генератори с линейно съответствие/сходство. Комбинирани линейни конгруентни генератори. Линейни с обратна връзка изместващи регистри.
Проектиране и анализ на потокови шифри. Линейна сложност Корелационна неприкосновеност. Потоков шифър, употребяващ LFSR-и. Geffe гнератор. Jennings генератор. Стоп - старт генератор. Каскада на Gollmann. Свиващ се генератор. Самосвиваши се генератори. Адитивни генератори. Fish
Други потокови шифри и генератори на реални случайни последователности. RC4. SEAL. WAKE. FCSR. Потокови шифри с FCSR. Нелинейни изместващи регистри с обратна връзка.
Еднопосочни Хаш функции. Основи Дължина на еднопосочните Хаш функции. Snefru. N-Hash. MD4. MD5. MD2. Секретен Хаш алгоритъм. Еднопосочни Хаш функции употребявани в симетрични блокови алгоритми. Употреба на алгоритми с публичен ключ. Алгоритъм за удостоверяване на съобщение.
Алгоритми в криптография с публичен ключ. Основи. Секретност на алгоритмите с публичен ключ. Алгоритми за раницата. Супер увеличени раници. Създаване на публичен ключ от частен ключ. Дешифриране. RSA. Pohlig-Hellman. Rabin. ElGamal.
Алгоритми с публичен ключ за цифров подпис. Алгоритми за цифров подпис. Описание на DSA. DSA генерация на прости числа. ElGamal шифриране с DSA. Атаки срещу k. Варианти на DSA. Алгоритъм GOST за цифров подпис. Схеми на подписи с дискретни логаритми. Ong-Schnorr-Shamir. ESIGN. Клетъчен автомат. Други алгоритми с публичен ключ.
