Kryptographie
(10.6.2020) Die Klausur fand am 21.7. von 13:30-17 Uhr im Lokschuppen
Bielefeld statt.
Inhalt
Diese Veranstaltung führt in die Grundlagen der Kryptographie ein:
- Klassische Verschlüsselungsmethoden
- Einwegfunktionen, Hashfunktionen
- RSA, Diffie-Hellman, ElGamal, elliptische Kurven
- Primzahltests
- Zufallszahlen auf dem Computer
... und in die Anwendungen:
- One-time pads, AES, ECC
- Signaturen, Commitment
- Multiparty-Protokolle
- Bitcoin, Blockchain
Siehe auch die
ekVV-Seite
Organisatorisches
- Vorlesung: ab 15.4. als Videos.
- Tutoren:
Jonas Friemel, Philipp Braukmann.
- Klausur: Dienstag 21.7. ab 13:30 im Lokschuppen Bielefeld. Weitere Infos in der Email vom 29.6., oder auf der
ekVV-Seite unter "Emailarchiv".
- Dauer 90 Minuten.
- Hilfsmittel: nicht programmierbarer Taschenrechner, Stift. (Papier wird von uns gestellt.)
- Anrechnung: 5 Leistungspunkte durch Erreichen von 50% der
Punkte in den Übungen und Bestehen der Klausur.
- NWI Bachelor: strukturierte Ergänzung
- BIG Bachelor: Wahlpflicht Bioinformatik (benotet oder unbenotet), oder strukturierte Ergänzung
- KOI Bachelor: Wahlpflicht Intelligente Systeme, oder strukturierte Ergänzung
- Informatik Bachelor: Wahlpflicht Informatik, oder strukturierte Ergänzung
- NWI Master: Grundlagen Ergänzung
- BIG Master: Grundlagen Ergänzung
- ISY Master: Grundlagen Ergänzung
Skript:
Dieses Skript wird im Verlaufe des
Semesters noch etwas aktualisiert. Es enthält gewiss noch kleinere
Fehler. Für entsprechende Hinweise bin ich dankbar.
Videos:
Werden jeweils mittwochs (ca 14 Uhr) hier bereitgestellt.
- (15.4.) Mathematische Grundlagen I
- (22.4.) Mathematische Grundlagen II
- (29.4.) Primzahltests
- (6.5.) Zufallszahlen auf dem Rechner
- (13.5.) Public-Key-Verfahren: RSA
- (20.5.) Public-Key-Verfahren: Diffie-Hellman
- (27.5.) Public-Key-Verfahren: ElGamal, elliptische Kurven
- (3.6.) Elliptische Kurven über Fp
- (10.6.) Nachrichten kodieren in elliptischen Kurven
- (17.6.) Hashfunktionen
- (24.6.) AES I
- (1.7.) AES II
- (8.7.) Anwendungen I
- (8.7.) Anwendungen II: Digitale Münzen
Übungsblätter:
...werden hier wöchentlich jeweils am Mittwoch bereitgestellt.
Bearbeitungszeit eine Woche. Daten zur Abgabe auf den Übungsblättern.
Die beste Klausurvorbereitung ist das Beschäftigen mit den Übungsaufgaben.
Sehen Sie sich aber auch die Aufgabenliste zur Klausurvorbereitung von
Kryptographie 2019 an (unter "Übungsblätter"). (Keine Garantie auf Vollständigkeit.)
Software
Wir nutzen diese Vorlesung, um
sagemath
vorzustellen. Das ist ein freies, umfangreiches und mächtiges
Computeralgebrasystem. Mehr dazu auf
Übungsblatt 1. Eine sehr hilfreiche Übersicht zu sagemath und Kryptographie
findet sich hier.
Das Programm Cryptography von Scott
Balchin zum Herumspielen mit elliptischen Kurven über Fp. Sorry,
nur für Mac OS, und ohne jede Garantie.
Es gibt hier ein
schönes Online-Werkzeug, dass ähnliche Dinge kann.
Literatur
Es gibt sehr viele schlechte Bücher und Links zu dem Thema. Daher hier die guten (von oben nach unten: von theoretisch bis praktisch):
- Johannes Buchmann: Einführung in die Kryptographie. (Kompakt, deckt fast alle hier behandelten Themen sehr gut ab.)
Zur Vertiefung sind die folgenden drei Quellen hervorragend:
- Joachim von zur Gathen: CryptoSchool. (Sehr umfassend, und ein sehr schönes Buch; meine Hauptquelle zur Vorlesung)
- Bruce Schneier: Angewandte Kryptographie. (Der Klassiker, umfasst Theorie und Anwendung in epischer Breite und Tiefe)
- Klaus Schmeh: Kryptografie: Verfahren, Protokolle, Infrastrukturen. (Umfassend für Theorie und Praxis, der Versuch, den Klassiker von Schneier zu ersetzen bzw. zu aktualisieren)
- Douglas R. Stinson: Cryptography - Theory and Practice.
- Burnett, Paine: Kryptographie
(schlägt den Bogen zur Anwendung: konkrete Implementierung mit Quellcode, sichere Schlüssellängen, Rechenzeiten,... ist daher eher komplementär zur Vorlesung)
Gute Artikel zu ausgesuchten Themen:
Zuletzt geändert am 2.10.2020
Dirk Frettlöh