Kryptologie und Protokollverifikation (Crypto)7.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Cryptology and Protocol Verification)
(Prüfungsordnungsmodul: Vertiefungsmodul Theoretische Informatik)

Lectures:

• • Kryptologie und Protokollverifikation
    (Vorlesung mit Übung, 4 SWS, Stefan Milius, Wed, 10:15 - 11:45, 0.15; Thu, 10:15 - 11:45, EE 0.135)

Empfohlene Voraussetzungen:

Grundlagen der (theoretischen) Informatik, z.B. Logik, Automatentheorie, Komplexitätstheorie wie sie in GLoLoP und BFS behandelt werden

Inhalt:

Kryptographie:

• Grundlagen von Kryptosystemen

• historische und moderne Verschlüsellungsverfahren (One-Time-Pad, DES/AES, RSA)

• Sicherheit von Kryptosystemen (randomisierte Komplexitätsklassen, Einweg- und Falltür-Funktionen)

Kryptographische Protokolle:

• Digitale Unterschriften

• Zero-Knowledge-Proofs: Wie überzeuge ich jemanden, ein Geheimis zu kennen ohne es zu verraten?

• Secure Multi-Party-Computations: sichere gemeinsame Berechnung eines Ergebnisses durch mehrere Teilnehmer

Verifikation von kryptographischen Protokollen:

• Angreifermodell nach Dolev und Yao

• Sicherheitslücken in kryptographisches Protokollen

• Verifikation kryptographischer Protokolle (Prozesskalküle, Resolution, Model-Checking)

Lernziele und Kompetenzen:

Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden beschreiben grundlegende Verschlüsselungsverfahren und kryptographische Protokolle.

Anwenden

Die Studierenden wenden Methoden zur Protokollverifikation an. Sie modellieren bekannte Protokolle und führen mit den diskutierten Techniken einfache Protokollverifikationen durch.

Evaluieren (Beurteilen)

Die Studierenden untersuchen kryptographische Verfahren und Protokolle und können mit Hilfe der vorgestellten Methoden und Werkzeuge deren Sicherheit nachweisen und somit die Qualität und praktische Verwendbarkeit beurteilen.

Lern- bzw. Methodenkompetenz

Die Studierenden bearbeiten selbständig die Übungsaufgaben und präsentieren Ihre Lösungen in der Übung.

Sozialkompetenz

Die Studierenden arbeiten in Kleingruppen erfolgreich zusammen.

Literatur:

• John Talbot, Dominic Welsh: Complexity and Cryptography – An Introduction. Cambridge University Press, 2006.

• Christos H. Papadimitriou: Computational Complexity. Addison Wesley, 1994.

• Oded Goldreich: Foundations of Cryptography (Basic Tools). Cambridge University Press, 2001.

• Oded Goldreich: Foundations of Cryptography (Basic Applications). Cambridge University Press, 2004.

• Martin Abadi: Security Protocols: Principles and Calculi – Tutorial Notes. FOSAD 2006/07 Tutorial Lectures, Springer, 2007, pp. 1-23. http://users.soe.ucsc.edu/~abadi/Papers/fosad-protocols.pdf

• Martin Abadi: Security Protocols and their Properties. 20th International Summer School on Foundations of Secure Computation, IOS Press, 2000, pp. 39-60. http://users.soe.ucsc.edu/~abadi/Papers/nato.ps

• Bruno Blanchet: Using Horn Clauses for Analyzing Security Protocols. Formal Models and Techniques for Analyzing Security Protocols. IOS Press, 2010. http://prosecco.gforge.inria.fr/personal/bblanche/publications/BlanchetBook09.pdf

• Martin Abadi and Bruno Blanchet: Analyzing Security Protocols with Secrecy Types and Logic Programs. Journal of the ACM, 52(1):102-146, 2005. http://prosecco.gforge.inria.fr/personal/bblanche/publications/AbadiBlanchetJACM7037.pdf

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Informatik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | Wahlpflichtbereich | Säule der theoretisch orientierten Vertiefungsrichtungen | Vertiefungsmodul Theoretische Informatik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Kryptologie und Protokollverifikation (Vorlesung mit Übung) (Prüfungsnummer: 931722)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2014/2015, 1. Wdh.: SS 2015

1. Prüfer:

Stefan Milius