Εισαγωγή στην κρυπτογραφία

Contents

CS255: Εισαγωγή στην κρυπτογραφία

Από τον συγγραφέα: Οι πόλεμοι αποφασίστηκαν συχνά με κρυπτογράφηση, για παράδειγμα παρακολουθήστε το βίντεο στις μηχανές κρυπτογράφησης WW2. Δεν «ξεκίνησαν» με κρυπτογράφηση. Η κρυπτογράφηση είναι απλώς ένα άλλο σημαντικό όπλο.

Η Ακαδημία Khan δεν υποστηρίζει αυτό το πρόγραμμα περιήγησης.

Για να χρησιμοποιήσετε την Ακαδημία Khan, πρέπει να αναβαθμίσετε σε άλλο πρόγραμμα περιήγησης ιστού. Απλώς επιλέξτε μία από τις παρακάτω επιλογές για να ξεκινήσετε την αναβάθμιση.

Εάν βλέπετε αυτό το μήνυμα, σημαίνει ότι αντιμετωπίζουμε πρόβλημα να φορτώσουμε εξωτερικούς πόρους στον ιστότοπό μας.

Εάν βρίσκεστε πίσω από ένα φίλτρο ιστού, βεβαιωθείτε ότι οι τομείς *.καυστικός.org και *.kasandbox.org ξεκλειδώνονται.

Κυρίως περιεχόμενο

Επιστήμη των υπολογιστών

Μάθημα: Επιστήμη υπολογιστών> Μονάδα 2

Μάθημα 1: Αρχαία κρυπτογραφία
Τι είναι η κρυπτογραφία?
Ο Κύπρος του Καίσαρα
Εξερεύνηση κρυπτογράφησης Caesar
Εξερεύνηση δακτυλικών αποτυπωμάτων συχνότητας
Πολυαλφονικός κρυπτογράφος
Διερεύνηση πολυαλφεινής
Το εφάπαξ μαξιλάρι
Εξερεύνηση τέλειου μυστικού
Συχνότητα Σταθερότητας Κινηματογράφου μικρού μήκους
Πόσο ομοιόμορφη είσαι?
Η μηχανή κρυπτογράφησης Enigma
Τέλειο απόρρητο
Γεννήτριες αριθμού ψευδοαξυτών
Random Walk Exploration
© 2023 Khan Academy

Τι είναι η κρυπτογραφία?

0 ενεργειακά σημεία
Σχετικά με αυτό το μεταγραφή βίντεο

Η κρυπτογραφία έχει πλούσια ιστορία και διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στα σύγχρονα δίκτυα επικοινωνίας. Μάθετε σχετικά με τις τεχνικές κρυπτογράφησης δεδομένων μέσω ενός παραδείγματος όπου η Alice και ο Bob χρησιμοποιούν μυστικούς κωδικούς (ciphers) για να επικοινωνούν ιδιωτικά. Θα μάθουμε για τον τρόπο με τον οποίο η κρυπτογράφηση (μηνύματα κλειδώματος) και η αποκρυπτογράφηση (ξεκλείδωμα μηνυμάτων) προστατεύουν τις πληροφορίες από τις παρατηρητές όπως η Εύα.

. Δημιουργήθηκε από την Brit Cruise .

Συμβουλές για ερωτήσεις & ευχαριστώ

Θέλετε να συμμετάσχετε στη συζήτηση?

Πριν από 11 χρόνια
Δημοσιεύτηκε πριν από 11 χρόνια. Άμεση σύνδεση με την ανάρτηση του AT “Δεν είναι αυτό που χρησιμοποιείται όταν το Payi. «
Δεν χρησιμοποιείται αυτό κατά την πληρωμή μέσω του Διαδικτύου?
6 Σχόλια Σχόλιο σχετικά με την ανάρτηση του AT “Δεν είναι αυτό που χρησιμοποιείται όταν το Payi. «
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Πριν από 11 χρόνια
Δημοσιεύτηκε πριν από 11 χρόνια. Άμεση σύνδεση με Plunkett.ντο.Η ανάρτηση του E “Ναι, ασφαλής αγορά Internet. «

Ναι, οι ασφαλείς αγορές στο Διαδίκτυο περιλαμβάνουν κρυπτογράφηση. Όταν αγοράζετε κάτι μέσω ενός ανασφαλούς δικτύου, όμως, η κρυπτογράφηση μπορεί να μην χρησιμοποιηθεί, καθιστώντας έτσι τη δυνατότητα σε κάποιον να λάβει τις πληροφορίες σας.

Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Πριν από 11 χρόνια
Δημοσιεύτηκε πριν από 11 χρόνια. Άμεση σύνδεση με την ανάρτηση του Kyle “Πώς ακριβώς οι άνθρωποι rea. «

Πώς ακριβώς οι άνθρωποι διαβάζουν τα ιδιωτικά μηνύματα των ανθρώπων (ηλεκτρονικά και μη ηλεκτρονικά? Και το κάνουν χωρίς να αφήνουν τους ανθρώπους να στέλνουν και να λαμβάνουν μηνύματα να το γνωρίζουν?

5 Σχόλια Σχόλιο για την ανάρτηση του Kyle “Πώς ακριβώς οι άνθρωποι rea. «
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Πριν από 11 χρόνια
Δημοσιεύτηκε πριν από 11 χρόνια. Άμεση σύνδεση με την ανάρτηση του ElpiredPopsicle “Αποστολή πληροφοριών . «

Η αποστολή πληροφοριών μέσω του Διαδικτύου ισοδυναμεί με τη σύνταξη ενός μηνύματος σε μια κάρτα και την αποστολή του μέσω του ταχυδρομείου, καθώς οποιοσδήποτε στο ταχυδρομείο (ή πάροχος υπηρεσιών Διαδικτύου) μπορεί να snoop στα ιδιωτικά μηνύματά σας μόνο εξετάζοντας το.

Τα προγράμματα λογισμικού που ονομάζονται Sniffers Packet μπορούν να επιτρέψουν σε έναν χρήστη να δει οποιαδήποτε πληροφορία που φτάνει στην κάρτα δικτύου στον υπολογιστή τους και ο παλαιότερος εξοπλισμός δικτύωσης (κόμβοι και ομοαξονικά δίκτυα) θα μεταδίδει αφελώς όλες αυτές τις πληροφορίες σε όλους όσους συνδέονται με αυτό, με την υπόθεση ότι κάθε υπολογιστής θα Απλά προβάλλετε οποιαδήποτε πληροφορία που δεν προοριζόταν για αυτό.

Αυτό το υλικό είναι λιγότερο κοινό τώρα, καθώς οι πιο προηγμένοι (και ταχύτεροι) “διακόπτες” αντικαταστάθηκαν σταδιακά κόμβους. Οι διακόπτες έχουν σχεδιαστεί για να στέλνουν μόνο τα δεδομένα στον προβλεπόμενο υπολογιστή. Είναι δυνατόν να ξεγελάσετε μια αλλαγή στην αποστολή των δεδομένων σε μέρη που δεν πρέπει να πάει, αλλά απαιτεί η παραβίαση ενεργά με το δίκτυο, καθιστώντας δυνατή την ανίχνευσή τους.

5 Σχόλια Σχόλιο σχετικά με τη δημοσίευση του ElpiredPopsicle “Αποστολή πληροφοριών . «
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Πριν από 11 χρόνια
Δημοσιεύτηκε πριν από 11 χρόνια. Άμεση σύνδεση με την ανάρτηση του OSA “Σε 1:12 ο Brit μιλάει για . «

  Torrent.moi

1:12

Ο Brit μιλάει για πολέμους που ξεκίνησαν και τροφοδοτήθηκαν από κρυπτογράφηση. Ποιοι πόλεμοι θα μπορούσαν αυτοί?
3 Σχόλια Σχόλιο για την ανάρτηση του OSA “Σε 1:12 Ο Brit μιλάει για . «
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Πριν από 11 χρόνια
Δημοσιεύτηκε πριν από 11 χρόνια. Ο άμεσος σύνδεσμος με τη θέση του Brit Cruise “Οι πόλεμοι ήταν συχνά αποφασισμένοι. «

Από τον συγγραφέα: Οι πόλεμοι αποφασίστηκαν συχνά με κρυπτογράφηση, για παράδειγμα παρακολουθήστε το βίντεο στις μηχανές κρυπτογράφησης WW2. Δεν «ξεκίνησαν» με κρυπτογράφηση. Η κρυπτογράφηση είναι απλώς ένα άλλο σημαντικό όπλο.

3 Σχόλια Σχόλια για τη θέση του Brit Cruise “Οι πόλεμοι ήταν συχνά deci. «
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
10 ΧΡΟΝΙΑ πριν
Δημοσιεύτηκε πριν από 10 χρόνια. Άμεση σύνδεση με την ανάρτηση του Miguel Acero “Ενδιαφέρομαι πολύ για το Γ. «

Ενδιαφέρομαι πολύ για την κρυπτογραφία και πραγματικά ελπίζω ότι αυτή η σειρά θα απογειωθεί, όμως μια ερώτηση. Δεν μπορούσε να χρησιμοποιηθεί κρυπτογραφία ανήθικα σε κακόβουλο λογισμικό/ιούς ?

3 Σχόλια Σχόλιο σχετικά με τη θέση του Miguel Acero “Με ενδιαφέρει πολύ το C. «
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Πριν από 9 χρόνια
Δημοσιεύτηκε πριν από 9 χρόνια. Άμεση σύνδεση με τη θέση του Syed Fahad “Ναι, οι χάκερ χρησιμοποιούν Encrypti. «

Ναι, οι χάκερ χρησιμοποιούν κρυπτογράφηση (μερικές φορές απλή κρυπτογράφηση XOR) για να κρυπτογραφήσουν τον κώδικα κελύφους. Όταν ο κώδικας κελύφους έχει ανάγκη από κακόβουλο λογισμικό, αποκρυπτογραφείται από μια εσωτερική λειτουργία και εκτελείται στο μηχάνημα. Αυτό καθιστά πολύ δύσκολο για τους αντι-ιούς να ανιχνεύσουν κακόβουλο λογισμικό χωρίς να τα εκτελέσουν.

Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Πριν από 11 χρόνια
Δημοσιεύτηκε πριν από 11 χρόνια. Άμεση σύνδεση με την ανάρτηση της JB “Πού έρχεται η κωδικοποίηση . «

Πού μπαίνει το κωδικοποιητικό. Είναι αυτό το μέρος της δημιουργίας του “cypher?”Τεχνικά είναι διαφορετικό από την κρυπτογράφηση? Έχω δίκιο πάντα μπερδεύω τα δύο?

3 Σχόλια Σχόλιο σχετικά με την ανάρτηση του JB “Πού έρχεται η κωδικοποίηση . «
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Πριν από 11 χρόνια
Δημοσιεύτηκε πριν από 11 χρόνια. Άμεση σύνδεση με την ανάρτηση του Peter Collingridge “κωδικοποίηση και κρυπτογράφηση α. «

Η κωδικοποίηση και η κρυπτογράφηση χρησιμοποιούνται συχνά εναλλακτικά. Θα έλεγα ότι η κρυπτογράφηση χρησιμοποιείται όταν θέλετε να εμποδίσετε μερικούς ανθρώπους να κατανοήσουν ένα μήνυμα, ενώ η κωδικοποίηση είναι όταν θέλετε να μεταμορφώσετε το μήνυμα, αλλά για να το διαβαστεί ακόμα.

Για παράδειγμα, ένα μήνυμα στα αγγλικά μπορεί να είναι κωδικοποιημένος χρησιμοποιώντας τον κώδικα Morse, ώστε να μπορεί να μεταδοθεί πιο εύκολα και αποτελεσματικά. Αν νομίζατε ότι κάποιος μπορεί να ακούει τη γραμμή, θα μπορούσατε επίσης να κρυπτογραφήσετε το μήνυμα, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας ένα Caesar Cypher.

Υποθέτω ότι η κανονική κωδικοποίηση θα σήμαινε τη μετατροπή της μορφής του μηνύματος, από το κείμενο σε δυαδικούς αριθμούς λένε. Ενώ η κρυπτογράφηση δεν θα αλλάξει απαραιτήτως τη μορφή, αλλά μετατρέπεται από ένα σύνολο επιστολών σε διαφορετικό σετ. Ωστόσο, μπορείτε επίσης να δημιουργήσετε κυπαρίσματα για να μετατρέψετε το κείμενο σε αριθμούς ή κάτι άλλο που καλύπτει το νόημα.

2 Σχόλια Σχόλιο για την ανάρτηση του Peter Collingridge “Κωδικοποίηση και κρυπτογράφηση α. «
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
7 χρόνια πριν
Δημοσιεύτηκε πριν από 7 χρόνια. Άμεση σύνδεση με την ανάρτηση του Abhishek Suresh “Δεν μπορούν οι άνθρωποι να κάνουν τους o. «

Δεν μπορούν οι άνθρωποι να κάνουν τις δικές τους γλώσσες να επικοινωνούν κρυφά. Είναι πολύ πιθανό. Η κρυπτογραφία δεν θα βοηθήσει εκεί.

Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
7 χρόνια πριν
Δημοσιεύτηκε πριν από 7 χρόνια. Άμεση σύνδεση με την ανάρτηση του Piquan “Υπάρχουν πράγματα όπως το. «

Υπάρχουν πράγματα όπως οι ομιλητές του Navajo που κάνουν παρόμοια πράγματα. Ωστόσο, οι σύγχρονες τεχνικές κώδικα και γλωσσικές τεχνικές ανάλυσης μπορούν να βοηθήσουν ακόμα. Με παρόμοιο τρόπο, μερικές φορές βρίσκουμε αρχαία βιβλία σε γλώσσες που δεν γνωρίζουμε και αργά τα αναλύουμε για να καταλάβουμε τι λένε.

  Chrome Hidemyip

Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι μπορείτε να παρακολουθήσετε τις επικοινωνίες ενός κατασκόπου, αλλά δεν ξέρετε τι σημαίνουν οι λέξεις. Παίρνετε την τοπική εφημερίδα για να βάλετε μια ψεύτικη ιστορία ότι δεν θα υπάρχει νερό την επόμενη εβδομάδα. Στη συνέχεια, βλέπετε τον κατάσκοπο να γράφει ένα μήνυμα που περιλαμβάνει τη λέξη “kai” αρκετές φορές, όταν δεν χρησιμοποίησε ποτέ τη λέξη “kai” πριν. Τώρα, υποψιάζεστε ότι η λέξη “kai” σημαίνει “νερό”. (Οι ΗΠΑ έκαναν κάτι παρόμοιο στον Β ‘Παγκόσμιο Πόλεμο, που βοήθησε τους συμμάχους να μετατρέψουν την παλίρροια του πολέμου. Δείτε https: // en.Wikipedia.org/wiki/battle_of_midway#allied_code-breaking .·

Ένα συνηθισμένο λάθος μεταξύ των πρώιμων λάτρεις του κρυπτογράφου είναι να δημιουργηθεί μια νέα “γλώσσα” που είναι απλώς μια παλιά γλώσσα με τα γράμματα που άλλαξαν. Οι φίλοι μου και εγώ περάσαμε σημειώσεις σε εφευρεθέντες κρυπτογράφους έτσι, ακριβώς όπως οι κώδικες που σπάζουν την πρακτική!

Εάν επινοείτε μια γλώσσα που είναι κοντά σε άλλες ανθρώπινες γλώσσες – όπως εάν έχει την ίδια δομή φράσης με το σανσκριτικό – τότε γίνεται πολύ πιο εύκολο να καταλάβουμε πώς λειτουργεί η γλώσσα.

1 Σχόλιο Σχόλιο για την ανάρτηση του Piquan “Υπάρχουν πράγματα όπως το. «
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Πριν 2 χρόνια
Δημοσιεύτηκε πριν από 2 χρόνια. Άμεση σύνδεση με την ανάρτηση του Maxkim0605 “Άκουσα ότι υπάρχουν έτσι. «

Άκουσα ότι υπάρχουν μερικά παιχνίδια που είναι γνωστό ότι είναι “NP-τέλεια” προβλήματα. Αυτό που θέλω να ρωτήσω είναι αν είναι δυνατόν να φτιάξουμε έναν κρυπτογράφημα χρησιμοποιώντας την ώρα αιχμής του επιτραπέζιου παιχνιδιού, ταιριάζοντας με μια τυχαία πρόταση σε μια διανομή αυτοκινήτων σε ένα συγκεκριμένο μέγεθος του σκάφους.

Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Το κουμπί ανοίγει το modal εγγραφή
Πριν 2 χρόνια
Δημοσιεύτηκε πριν από 2 χρόνια. Άμεση σύνδεση με την ανάρτηση του Cameron “Όταν μετατρέψετε οποιοδήποτε πρόβλημα. «

Κατά τη μετατροπή οποιουδήποτε προβλήματος σε έναν κρυπτογράφημα, πρέπει να σκεφτείτε, πώς εκπροσωπούνται τρία πράγματα:
-κείμενο μηνύματος
-κλειδί
-κείμενο κρυπτογράφου

Δεν έχω παίξει ώρα αιχμής πριν, οπότε αυτό δεν μπορεί να συνεργαστεί με τους κανόνες όπως έχω γράψει, αλλά πιθανότατα θα πάρετε την ιδέα για το πώς να πάτε για αυτά τα πράγματα.

Έτσι, πιθανότατα θέλουμε να κάνουμε τη λύση στην ώρα αιχμής το παζλ το κλειδί. Εάν γνωρίζουμε τη λύση, αυτό θα πρέπει να μας δώσει το κλειδί για να μετατρέψουμε το κείμενο κρυπτογράφησης σε κείμενο μηνύματος. Είναι σημαντικό να χρησιμοποιούμε μόνο λύσεις που είναι μοναδικές, για να αποτρέψουμε την διφορούμενη αποκωδικοποίηση i.μι. Δεν θέλουμε να έχουμε περισσότερα από ένα πιθανό μήνυμα.

Πιθανώς, θέλουμε το κείμενο κρυπτογράφησης να εμπλέξει το παζλ. Έτσι, θα μπορούσαμε ενδεχομένως να φτιάξουμε το κείμενο κρυπτογράφου, τον αρχικό πίνακα και στη συνέχεια λέμε ότι ένα κομμάτι μπορεί να μετακινηθεί μόνο 1 χώρος ανά στροφή. Κάθε στροφή επικαλύπτουμε ένα διαφορετικό πλέγμα γραμμάτων στον πίνακα.

Έτσι, το κείμενο του μηνύματος αποκαλύπτεται από το σημείο που ένα κομμάτι μετακινήθηκε στο (πρόσφατα καλυμμένο) που στρέφεται.

Έτσι, θα ήταν ένας ισχυρός κρυπτογραφημένος ?
Πιθανώς όχι, για τους ακόλουθους λόγους:
– Οι κινήσεις αρχής και λήξης είναι πιθανώς εύκολο να λυθούν. Αυτό καθιστά επιρρεπές σε διαρροές πληροφοριών από το μπροστινό και το τέλος του μηνύματος. Η επένδυση του μηνύματος μπροστά και πίσω θα μπορούσε να βοηθήσει να αποφευχθεί αυτό.
-Δεδομένου ότι πρόκειται για πρόβλημα λογικής, κάθε κίνηση εξαρτάται από τις προηγούμενες κινήσεις. Αυτό τείνει να κάνει το δύσκολο από κάθε κίνηση να προσθέτει παρά να πολλαπλασιάσει. Κάνει επίσης μια διαρροή 1 bit του κλειδιού μειώνει τη δύναμη του κλειδιού κατά περισσότερο από 1 bit.

Εισαγωγή στην κρυπτογραφία

Λογότυπο

Η κρυπτογραφία είναι ένα απαραίτητο εργαλείο για την προστασία των πληροφοριών σε συστήματα υπολογιστών. Αυτό το μάθημα εξηγεί τις εσωτερικές λειτουργίες των κρυπτογραφικών πρωτόγονων και πώς να τα χρησιμοποιήσετε σωστά.

Διοικητικός

Μαθήματα μαθημάτων (και αναγνώσεις)
Επισκόπηση μαθημάτων (ταξινόμηση, εγχειρίδια, μαθήματα, εξετάσεις)

Διαλέξεις: Δευτέρα, Τετάρτη, 1: 30-2: 50μμ, Gates B01
Τμήματα: Παρασκευή, 4: 30-5: 20μμ, αίθουσα 160-B40.
Ερωτήσεις για CAS: cs255ta@cs.Στάνφορντ.Έντι ή χρησιμοποιήστε τη συζήτηση ED
Βίντεο: CS255 Online (για διαλέξεις βίντεο και διαφάνειες που καλύπτουν το υλικό στην τάξη)

Τελικές εξετάσεις

Η τελική εξέταση θα είναι μια εξέταση στο σπίτι. Θα έχετε Τρεις ώρες σε παράθυρο 24 ωρών Για να ολοκληρώσετε τις εξετάσεις. Χρησιμοποιήστε το Gradescope για να υποβάλετε τις απαντήσεις σας.

Η εξέταση θα πραγματοποιηθεί Τετ, 22 Μαρτίου 2023, ξεκινώντας στις 9 π.μ.

Προηγούμενες τελικές εξετάσεις:

Εργασία για το σπίτι

Όλη η υποβολή της εργασίας πρέπει να γίνει μέσω του Gradescope. Χρησιμοποιήστε τον κωδικό μαθήματος PX6887 να υπογράψω. Σημειώστε ότι το Gradescope απαιτεί η λύση σε κάθε πρόβλημα να ξεκινήσει σε μια νέα σελίδα.

15356/15856: Εισαγωγή στην κρυπτογραφία

Σημαντική σημείωση Σημειώστε την αλλαγή στους αριθμούς μαθημάτων: Αυτό το μάθημα ήταν 15503/15827. Οι αριθμοί μαθημάτων έχουν αλλάξει (ωστόσο το περιεχόμενο θα παραμείνει το ίδιο). Αυτό το μάθημα θα ικανοποιούσε όλες τις απαιτήσεις που χρησιμοποιούνται για το 15503/15827 (e.σολ., για συγκεντρώσεις ασφάλειας και θεωρίας).

Εκπαιδευτής

Vipul Goyal
Σπουδαίος: Παρακαλώ CC το TAS σε όλα τα μηνύματα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου

χρόνος

MW 1:30 μ.μ. – 2:50 μ.μ

Τοποθεσία

CMU Remote (ζουμ)

Τσάι

Ωρες γραφείου

TA: (LISA) Τρίτη 3μμ έως 4μμ, (Justin) Τετάρτη 8:30 π.μ. έως 9:30 π.μ
Εκπαιδευτής: Δευτέρα 3μμ έως 4μμ

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Παρακαλώ εγγραφείτε στην τάξη στην Piazza. Εδώ είναι ένας άμεσος σύνδεσμος. Όλα τα περαιτέρω υλικά μαθημάτων και ενημερώσεις θα δημοσιεύονται μόνο στην Piazza.

Προϋποθέσεις

Αυτή είναι μια εισαγωγή στο μάθημα κρυπτογραφίας. Το μάθημα είναι ανοικτό για αποφοίτηση και προπτυχιακούς φοιτητές. Είναι διασταυρωμένο με 15-856. Αυτός είναι ο ιστότοπος και για τα δύο τμήματα του μαθήματος. Το μάθημα δεν αναλαμβάνει κανένα προηγούμενο υπόβαθρο στην κρυπτογραφία ή την ασφάλεια του υπολογιστή. Ωστόσο, αναμένεται ένα βασικό επίπεδο μαθηματικής ωριμότητας. Συνιστάται να έχετε λάβει ένα μάθημα είτε σε: αλγόριθμους είτε σε θεωρητική επιστήμη των υπολογιστών (όπως 15-251) ή πιθανότητα/διακριτά μαθηματικά (όπως 21-228).

Επί του παρόντος, οι προϋποθέσεις για αυτό το μάθημα είναι 15-251 (ή) 21-228. Ωστόσο, αν δεν έχετε πάρει κανένα από αυτά τα μαθήματα, αλλά εξακολουθείτε να πιστεύετε ότι μπορείτε να χειριστείτε το υλικό (Ε.σολ., Επειδή κάνατε πολύ καλά στο 15-151 ή έχετε ιδιαίτερο ενδιαφέρον για κρυπτογράφηση), εγγραφείτε στη λίστα αναμονής και στείλτε στον εκπαιδευτή ένα email.

Πολιτική βαθμολόγησης

Η πολιτική βαθμολόγησης και για τα δύο τμήματα είναι η ίδια:

5 Εργασίες: 10% το καθένα
Midterm (στην τάξη): 25%
Τελικό (πάρτε σπίτι): 25%
Συμμετοχή και συμμετοχή στην τάξη: επιπλέον πιστώσεις (έως 5%)
Βελτίωση των σημειώσεων διαλέξεων: επιπλέον πιστώσεις (έως 10%)

Εξετάσεις

2 ώρες στην τάξη Midterm: 10/26/2020 Υλικό κάλυψης έως 10/14/2020 (δοκιμαστική ώρα: 1:30 μ.μ. έως 3:30 μ.μ.)

Τελική εξέταση (πάρτε σπίτι): 12/14/2020 το μεσημέρι έως τις 12/15/2020 μεσάνυχτα (36 ώρες που δόθηκαν για να φιλοξενήσουν άλλους τελικούς)

Δοκιμαστική λίστα διαλέξεων

Ημερομηνία

Θέμα

Περιγραφή

Σχετική ανάγνωση

Εστίαση μαθημάτων, προϋποθέσεις, τι θα καλυφθεί, τι αναμένεται

Κλασικά κρυπτογράφηση και τέλεια μυστικότητα

Κλασικοί κρυπτογράφοι και γιατί όλοι ήταν σπασμένοι, εφάπαξ μαξιλά

Λειτουργίες ενός τρόπου

Ορισμοί, κίνητρα, υποψήφιες κατασκευές

Pseudorandom Generators (PRG), Υπολογιστική Δικαιολογία

Κατασκευή PRGS, υβριδικά επιχειρήματα

Λειτουργίες ψευδοαξαρίας (PRF), Κατασκευές

Καθορισμός κρυπτογράφησης, γιατί όλα τα καθοριστικά συστήματα κρυπτογράφησης είναι ανασφαλείς, κατασκευή χρησιμοποιώντας το PRF, μια προειδοποίηση σχετικά με τις επιθέσεις Mauling

Θεωρία αριθμών και υποθέσεις σκληρότητας

Ομάδες, λειτουργία Euler, διακριτό πρόβλημα καταγραφής, λειτουργία RSA

Diffie-Hellman Key Exchange, απόδειξη ασφάλειας

Δημόσια κρυπτογράφηση-i

Ορισμός, μεταβολές Trapdoor, Κατασκευή με βάση RSA

Κρυπτογράφηση δημόσιου κλειδιού-ii

El-Gamal κρυπτογράφηση, άλλοι

Λειτουργίες Mac και Hash

Κωδικοί ελέγχου ταυτότητας μηνυμάτων (MAC), Λειτουργίες κατακερματισμού ανθεκτικών σε σύγκρουση (CRHF), Κατασκευές

Ψηφιακές υπογραφές μηνυμάτων, κατασκευές

XOR μυστική κοινή χρήση, Shamir Secret Sharing, Εφαρμογές

Στην τάξη στο μέσο (2 ώρες)

Καλύπτει υλικό έως 10/09, ανοιχτό βιβλίο

Λύσεις από τα μέσα και τα επιλεγμένα προβλήματα στο σπίτι

Τι είναι τα blockchains, πώς λειτουργεί η εξόρυξη

Merkle Tree, έξυπνες συμβάσεις, εφαρμογές και περιορισμοί των bitcoins

Άλλες ενδιαφέρουσες μπλοκ και κρυπτοσυχνότητες, φάντασμα, blockchains με βάση το DAG

Αποδείξεις μηδενικής γνώσης-εγώ

Τι είναι η μηδενική γνώση (ZK), η έννοια της προσομοίωσης, ο ισομορφισμός γραφήματος

Αποδείξεις μηδενικής γνώσης-ii

Αποδείξεις μηδενικής γνώσης-iii

ZK για οποιαδήποτε δήλωση NP

Ασφαλής υπολογισμός – i

Πρόβλημα εκατομμυριούχου του Yao, 1-out-of-2 Ungivious μεταφορά

Ασφαλής υπολογισμός – ii

FOIN-flipping, ZK Αποδείξεις ειλικρίνειας, Ασφαλής υπολογισμός για μικρές εισόδους

Ασφαλής υπολογισμός – iii

Τα αλλοιωμένα κυκλώματα του Yao, πρόσθετα θέματα

Χρήσιμη ανάγνωση

Κοιτάξτε τις προηγούμενες εκδόσεις αυτού του μαθήματος για μια λίστα με θέματα που καλύπτονται + σημειώσεις διαλέξεων:

Δεν υπάρχει απαιτούμενο εγχειρίδιο για το μάθημα. Ακολουθεί κάποιο άλλο συνιστώμενο υλικό για το μάθημα:

  • Συνιστώμενες Σημειώσεις Διάλεξης 1: Σημειώσεις γραφών / διαλέξεων από τον Omkant Pandey
  • Συνιστώμενες Σημειώσεις Διάλεξης 2: Σημειώσεις διάλεξης από τον Abhishek Jain
  • Άλλες σημειώσεις διάλεξης: Pass-Shelat, Bellare-Goldwasser
  • Βιβλίο Katz και Lindell: Εισαγωγή στη σύγχρονη κρυπτογραφία (όχι δωρεάν)
  • Το επερχόμενο βιβλίο του Rosulek: The Joy of Cryptography
  • Το επερχόμενο βιβλίο του Boneh και του Shoup: A Graduate Course in Applied Cryptography