Kryptographie

30 Präsenzstunden Vorlesung, 30 Präsenzstunden Praktikum, 45 Stunden Vor-/Nachbereitung des Praktikums, 45 Stunden Nachbereitung der Vorlesung und Prüfungsvorbereitung

Empfohlen: Diskrete Mathematik

• Die Studierenden beschreiben die mathematischen Grundlagen und erklären wie diese in der modernen Kryptographie verwendet werden.
• Die Studierenden ordnen die verschiedenen kryptographischen Verfahren bzgl. ihrer Anwendungsmöglichkeiten ein.
• Die Studierenden wenden die einzelnen Verfahren in Fallstudien an.
• Die Studierenden bauen aus den einzelnen Verfahren Anwendungen auf, die kryptographische Protokolle für relevante Anwendungen realisieren.
• Die Studierenden beurteilen unter Berücksichtigung der Anwendungsdomäne die Möglichkeiten und Voraussetzungen zum Einsatz von kryptographischen Verfahren und Protokollen.

Kryptographie ist ein wichtiger Bestandteil so gut wie aller Formen der digitalen Kommunikation und Interaktion. Moderne Kryptographie beinhaltet nicht nur Verschlüsselung, sondern auch Themen wie Autorisierung, Authentizität und Privatsphäre.

Zum Beispiel erlauben es moderne Methoden, Informationen wie das Überschreiten einer Altersgrenze preiszugeben, ohne dass andere Informationen bekannt werden. Mit der Blockchain Technologie können digitale Werte übertragen werden ohne dass sie dupliziert werden können, mit zero-knowledge Verfahren kann dabei sogar der Wert geheimgehalten werden.

In dieser Vorlesung lernen Sie unterschiedliche Verfahren, Anwendungen und Protokolle für die verschiedenen Anwendungsgebiete kennen. In der Vorlesung werden u.a. folgende Themen behandelt:

• Mathematische Grundlagen: Restklassenrechnen, Gruppen, endliche Körper, diskreter Logarithmus
• Elliptische Kurven zur Anwendung in der Kryptographie
• elektronische Unterschrift
• zero-knowledge Beweise
• moderne Einsatzgebiete und Anwendungsmöglichkeiten

Tafel, Folien oder Beamer, Livecoding, Moodle, Nutzung von Programmierbibilotheken aus dem Bereich der Kryptographie

• Dan Boneh, Victor Shoup: A Graduate Course in Applied Cryptography, 2017
• Bruce Schneier: Applied Cryptography 2nd Edition, Wiley, 2016
• Zusätzlich: Aktuelle Online-Quellen und Dokumentationen