1. SylabUZ
2. Wydział Informatyki, Elektrotechniki i Automatyki
3. semestr zimowy 2022/2023
4. Informatyka - pierwszego stopnia z tyt. inżyniera
5. Bezpieczeństwo danych i elementy kryptografii

Wygeneruj PDF dla tej strony

Bezpieczeństwo danych i elementy kryptografii - opis przedmiotu

Cel przedmiotu

• Zapoznanie studentów z podstawowymi metodami zabezpieczeń w systemach informatycznych.
• Ukształtowanie wśród studentów zrozumienia konieczności stosowania zabezpieczeń w systemach informatycznych.

Wymagania wstępne

Zapisz zmiany

Zakres tematyczny

Wprowadzenie: Podstawowe mechanizmy szyfrowania danych, bezpieczeństwo systemów danych w informatyce, zastosowanie kryptografii w życiu codziennym (podpis elektroniczny, szyfrowanie haseł w informatyce, zabezpieczenia kart elektronicznych, itd.).

Historia kryptografii: Wpływ kryptologii na bieg wydarzeń historycznych. Podstawowe algorytmy historyczne (m.in. szyfry: Cezara, Vigenere, Vernama, Playfair, ADFGVX) w kontekście współczesnych mechanizmów ochrony danych. Sposoby implementacji algorytmów historycznych
z wykorzystaniem języków programowania oraz mikrosystemów cyfrowych. Kryptoanaliza algorytmów historycznych (analiza statystyczna, entropia, cykliczność, metody wykorzystujące podstawienie n-gramów, itd.).

Algorytmy szyfrowania symetrycznego: Ogólna charakterystyka, zastosowanie, sposób realizacji
z wykorzystaniem języków programowania, implementacja z wykorzystaniem mikrosystemów cyfrowych. Porównanie realizacji programowej oraz sprzętowej (implementacja, funkcjonalność, szybkość działania, bezpieczeństwo). Algorytmy szyfrowania blokowego (AES, DES) oraz strumieniowego (RC4). Zalety, wady algorytmów symetrycznych.

Algorytmy szyfrowania asymetrycznego: Główne założenia kryptografii asymetrycznej, koncepcja klucza publicznego, podstawowe algorytmy (RSA, algorytm El-Gamala). Zalety i wady algorytmów asymetrycznych.

Funkcje skrótu (MD5, SHA-1, SHA-3). Ogólna charakterystyka, zastosowanie (hasła, podpis cyfrowy/elektroniczny, waluty Internetowe). Zalety i słabości funkcji skrótu. Implementacja programowa i sprzętowa wybranych algorytmów funkcji skrótu.

Podpis elektroniczny: Ogólna charakterystyka, zastosowanie, podstawowe własności oraz mechanizmy. Podpis tradycyjny a podpis elektroniczny - podobieństwa, różnice, porównanie pod kątem bezpieczeństwa i wiarygodności.

Opcjonalnie: Wprowadzenie i omówienie podstawowych założeń kryptoanalizy programów i aplikacji. Zastosowanie mechanizmu debugowania (ang. debugging) programów komputerowych w kryptoanalizie.

Bezpieczeństwo serwisów Internetowych, analiza najpopularniejszych ataków  (m.in. SQL-Injection, Cross-site Scripting). Zabezpieczenia serwisów Internetowych na poziomie bazy, aplikacji, serwera.

Kryptografia praktyczna: Podstawowe metody ochrony kont Internetowych (np. kont pocztowych, bankowych, czy profili w serwisach społecznościowych). Praktyczne sposoby doboru haseł. Metody ochrony przed wirusami komputerowymi. Podstawy zabezpieczeń urządzeń mobilnych. Przydatne narzędzia wspomagające ochronę danych w życiu codziennym (m.in. kopie bezpieczeństwa, zapory sieciowe, archiwizacja danych, uwierzytelnianie dwuetapowe z zastosowaniem kluczy U2F, itp.).

Metody kształcenia

Wykład: wykład konwencjonalny, dyskusja

Laboratorium: gry dydaktyczne, burza mózgów, zajęcia praktyczne, ćwiczenia laboratoryjne

Projekt: metoda projektu

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Wykład - warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnych ocen z kolokwiów pisemnych lub ustnych przeprowadzonych co najmniej raz w semestrze

Laboratorium - warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych, przewidzianych do realizacji w ramach programu laboratorium

Projekt - warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnych ocen ze wszystkich zadań projektowych, przewidzianych do realizacji w ramach zajęć projektowych.

Składowe oceny końcowej = wykład: 30% + laboratorium: 40% + projekt: 30%

Literatura podstawowa

1. Karbowski M., Podstawy Kryptografii, Helion, Warszawa, 2021.
2. Stinson D.R., Kryptografia, WNT, Warszawa, 2005.
3. Aho A. V., Hopcroft J. E., Ullman J. D., Algorytmy i struktury danych. Helion, Warszawa, 2003.

Literatura uzupełniająca

1. Schneier B., Kryptografia dla praktyków. Protokoły, algorytmy i programy źródłowe w języku C, WNT, Warszawa, 2002.
2. Strona internetowa https://niebezpiecznik.pl.
3. Strona internetowa https://zaufanatrzeciastrona.pl
4. Mitnick K., Wozniak S., Simon W. L., Duch w sieci. Moje przygody jako najbardziej poszukiwanego hakera wszech czasów, Helion, Gliwice, 2019.
5. Mitnick K., Simon W. L., Wozniak S., Sztuka podstępu. Łamałem ludzi, nie hasła, Helion, Gliwice, 2016.

Uwagi

Zmodyfikowane przez dr hab. inż. Remigiusz Wiśniewski, prof. UZ (ostatnia modyfikacja: 19-04-2022 22:40)