Директор Института кибернетики и информационных технологий
__________________________ Сейлова Н.А.
«____» января 2020 года
СИЛЛАБУС
Основы криптографии
(название дисциплины)
Для специальности
5B100200 – «Системы информационной безопасности»
3 кредита
Семестр: 2, 2019-2020 уч. год
Алматы, 2019
Институт кибернетики и информационных технологий
Кафедра Кибербезопасность, обработка и хранение информации
1. Информация о преподавателе:
Лектор
Ибраев Р.Б.
Офисные часы, кабинет 308
Emailrenafm@mail.ru
+7747 270 22 27
2. Цель курса:
Ознакомление с криптографическими методами защиты информации, изучение основных принципов и методов построения криптографических методов защиты информации. Формирование устойчивых знаний, умений и навыков, позволяющих оценивать надежность криптографических систем защиты информации.
3. Описание курса:
Назначение и структура криптографических методов защиты информации, исторические ручные шифры, современные методы криптографического преобразования информации, понятие криптографической стойкости, основные методы анализа криптографической стойкости алгоритмов шифрования.
4. Пререквизиты:
- Высшая математика;
- Основы дискретной математики;
- Основы информационной безопасности;
- Математические основы защиты информации.
5. Постреквизиты:
- Проектирование систем защиты информации;
- Моделирование процессов защиты информации;
- Аппаратные средства обеспечения информационной безопасности;
- Организация систем защиты информации.
6. Список литературы:
| № | Базовая литература | № | Дополнительная литература |
| Алферов А.П., Зубов А.Ю., Кузьмин А.С., Черемушкин А.В., Основы криптографии, Издательство: М.: Гелиос АРВ; | Аграновский А.В., Хади Р.А., Практическая криптография. Алгоритмы и их программирование, Издание-М.: Солон-Пресс, 2009. — 258 с.; | ||
| Панасенко С.П., Алгоритмы шифрования. Специальный справочник, СПб.: БХВ-Петербург, 2009. — 576 с.; | Мао В., Современная криптография теория и практика, Издание М.: Вильямс, 2005. — 768 с.; | ||
| Шнайер Б., Прикладная криптография: Протоколы, алгоритмы, исходные тексты на языке Си, издание. — М.: Диалектика, 2003. — 610 с.; | СТ РК 1073-2007 «Средства криптографической защиты информации. Общие технические требования». | ||
| Фергюсон Нильс, Шнайер Брюс, Практическая криптография, Издание –М: Вильямс, 2005. — 424 с. | |||
| В.М. Фомичев, Д.А. Мельников, Криптографические методы защиты информации. Часть 2. Системные и прикладные аспекты, издание – М: Юрайт, 2019 – 244с. |
7. Календарно - тематический план:
| Неделя | Тема лекции | Тема лабораторной работы | Ссылка на литературу | Задание | Срок сдачи |
| Введение в криптографию. Основные задачи и понятия. | Лабораторная работа №1. Изучение частного анализа встречаемости символов, пересекающихся и непересекающихся биграмм на примере шифра простой замены. Программная реализация частного анализа. | 1-8 | Практический злом шифра простой замены. | 3-я неделя | |
| Классификация алгоритмов криптографического преобразования информации. Простейшие методы шифрования. Исторические шифры. | 1-8 | ||||
| Шифры замены и шифры перестановки. | 1-8 | ||||
| Симметричные шифры. Блочные шифры. Архитектура современных симметричных блочных шифров | Лабораторная работа №2. Изучение работы шифра Виженера. Программная реализация шифр Виженера. | 1-8 | Криптографический анализ шифра Виженера. | 5-ая неделя | |
| Методы построения симметричных блочных шифров. | 1-8 | ||||
| Режимы работы блочных шифров. | Лабораторная работа №3. Изучение работы алгоритма шифрования ГОСТ 28147-89. Программная реализация алгоритма шифрования ГОСТ 28147-89. | 1-8 | Сравнительный анализ свойств режимов работы блочных шифров. | 7-ая неделя | |
| Криптографическая стойкость симметричных блочных шифров. Методы анализа. | 1-8 | ||||
| Первая промежуточная аттестация | Мультивариантный тест | 8 неделя | |||
| Поточные шифры. Генераторы гаммы. | Лабораторная работа №3. Изучение работы алгоритма шифрования А5/1. Программная реализация алгоритма шифрования А5/1. | 1-8 | Дисковые шифраторы. Принципы работы. | 10-ая неделя | |
| Криптографическая стойкость поточных шифров. Методы анализа. | 1-8 | ||||
| Асимметричные шифры. Базовые задачи асимметричной криптографии. | Лабораторная работа №3. Изучение работы алгоритма формирования и проверки ЭЦП RSA. Программная реализация алгоритма формирования и проверки ЭЦП RSA.. | 1-8 | 12-ая неделя | ||
| Алгоритмы RSA и Эль-Гамаля. | 1-8 | Протокол Диффи-Хэллмана. Методы защиты от атак «человек посередине». | |||
| Однонаправленные функции. Коллизии хэш-функций. | Лабораторная работа №6. Изучение работы алгоритма Сильвера-Полига-Хеллмана, предназначенного для дискретного логарифмирования в конечном поле. Программная реализация. | 1-8 | 14-ая неделя | ||
| Протоколы генерации, распределения и управления ключами. | 1-8 | Помехоустойчивое кодирование. Роль и место в защите информации. | |||
| Вторая финальная аттестация | Мультивариантный тест | 15 неделя | |||
| Экзамен | Билеты | По расписанию |
*В календарно-тематическом календаре возможны изменения с учетом праздничных дней
Задания и краткие методические указания по их выполнению:
ü Самостоятельная работа студента (СРС):
СРС выполняется по индивидуальным вариантам, выдаваемым преподавателем, охватывает несколько тем: алгоритмы факторизации и дискретного логарифмирования, алгоритмы проверки числа на простоту и т.д. Выполненная работа должна включать теоретический материал и решение примеров.
ü Совместная работа с преподавателем (СРСП):
СРСП проводится по темам лекций и практических занятий.
Оформляется по стандарту и сдается лектору в течение обучения по курсу одна работа (СРСП), посвященная вопросам криптографического преобразования информации. Выполняется по индивидуальным вариантам, выдаваемым преподавателем. Выполненная работа должна включать теоретический материал и применение теории к решению практической задачи, анализ полученного решения.
ü Практическая работа:
Практическая работа заключается в решении практических задач во время самостоятельной подготовки. Каждому практическому занятию соответствует файл Практическое занятие № (номер недели), в котором имеются задачи и методические указания по их выполнению (представлено на сайте в образовательном портале).
РК 1 – Мультивариантный тест в письменной форме (по всему материалу, пройденному за первые 7 недель обучения)
РК 2 – Мультивариантный тест в письменной форме (по всему материалу, пройденному за курс обучения)
ü Экзамен:
Охватывает и обобщает весь материал курса. Экзамен проводится по билетам в письменной форме, включает лекционный материал, материал СРС и СРСП, практическое решение конкретной задачи. Продолжительность экзамена 2 академических часа. Письменный ответ должен быть аккуратно оформлен, содержать правильное, полное и четкое изложение теоретического материала с иллюстрацией на примерах, правильное и оптимальное решение практических задач строго в соответствии с заданием, сформулированном в экзаменационном билете.
8. Критерии оценивания работ:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент оценки | Критерий |
| А | 95 – 100 | Ответ раскрыт полностью, правильно и аккуратно с приведением необходимых примеров. |
| A - | 90 – 94 | Ответ раскрыт полностью, правильно аккуратно с приведением необходимых примеров, однако присутствуют некоторые неточности. |
| В + | 85 – 89 | Ответы правильные, но неполные. Примеры даны верные. |
| В | 80 – 84 | Ответы правильные, но неполные, многословны. Примеры неточные. |
| В - | 75 – 79 | Ответы правильные, но неполные, многословны. Примеры не приводятся. |
| С + | 70 – 74 | Ответы многословны, ход мыслей верный, присутствует некоторая логическая последовательность в изложении. |
| С | 65 – 69 | Ответы многословны, мысли излагаются недостаточно четко и без должной логической последовательности. |
| С - | 60 – 64 | Ответы слишком коротки, однобоки, мысли излагаются нечетко и без должной логической последовательности, теряется суть излагаемого материала. |
| D + | 55 – 59 | Студент имеет некоторое представление об изученном материале; может с затруднениями ответить по заданной теме, без необходимой логической последовательности. |
| D | 50 – 54 | Студент имеет отдельные представления об изученном материале; не может правильно ответить по заданной теме. |
| F | 0 – 49 | Студент не имеет представление об изученном материале; не может правильно ответить по заданной теме. |
*Возможно получение бонусных баллов за выполнение дополнительных заданий
9. Политика поздней сдачи работ:
Соблюдать сроки сдачи практических работ, СРС, СРСП. При несвоевременной сдаче работ предусматривается уменьшение максимального балла на 10%.
10. Политика посещения занятий:
Не опаздывать и не пропускать занятия, во время занятий отключать сотовые телефоны, быть подготовленными к занятиям, пунктуальными и обязательными. Если Вы вынуждены пропустить рубежный контроль или финальный экзамен по уважительным причинам, Вы должны предупредить преподавателя заранее до контроля или экзамена.
11. Политика академического поведения и этики:
Будьте толерантны, уважайте чужое мнение. Возражения формулируйте в корректной форме. Плагиат и другие формы нечестной работы недопустимы. Недопустимы подсказывание и списывание во время экзаменов, сдача экзамена за другого студента. Студент, уличенный в фальсификации любой информации курса, получит итоговую оценку «F». В рамках обучения по дисциплине недопустимы любые коррупционные проявления в любой форме. Организатор таких действий (преподаватель, студенты или третьи лица по их поручению) несут полную ответственность за нарушение законов РК.
Рассмотрено на заседании кафедры (название кафедры), протокол № __ от «___ » ___ 20____ г.
Составитель: Лектор Ибраев Р.Б.