Unitat responsable: 270 - FIB - Facultat d'informàtica de Barcelona Unitat que imparteix: 749 - MAT - Departament de Matemàtiques Curs: Titulació: 2017 GRAU EN ENGINYERIA INFORMÀTICA (Pla 2010). (Unitat docent Optativa) Crèdits ECTS: 6 Idiomes docència: Català, Castellà Professorat Responsable: Altres: - Fernando Martínez Sáez (fernando.martinez@upc.edu) - Anna Rio Doval (ana.rio@upc.edu) - Jose Luis Ruiz Muñoz (jose.luis.ruiz@upc.edu) Competències de la titulació a les quals contribueix l'assignatura Específiques: CEC4.2. Demostrar comprensió, aplicar i gestionar la garantia i la seguretat dels sistemes informàtics. CTI2.3. Demostrar comprensió, aplicar i gestionar la garantia i la seguretat dels sistemes informàtics (CEIC6). CTI3.1. Concebre sistemes, aplicacions i serveis basats en tecnologies de xarxa, tenint en compte Internet, web, comerç electrònic, multimèdia, serveis interactius i computació ubiqua. CT1.2A. Interpretar, seleccionar i valorar conceptes, teories, usos i desenvolupaments tecnològics relacionats amb la informàtica i la seva aplicació a partir dels fonaments matemàtics, estadístics i físics necessaris. CEFB1: capacitat per a resoldre els problemes matemàtics que es plantegin en la enginyeria. Aptitud per a aplicar els coneixements sobre: àlgebra, càlcul diferencial i integral i mètodes numèrics; estadística i optimització. CT1.2C. Interpretar, seleccionar i valorar conceptes, teories, usos i desenvolupaments tecnològics relacionats amb la informàtica i la seva aplicació a partir dels fonaments matemàtics, estadístics i físics necessaris. CEFB3. Capacitat per a comprendre i dominar els conceptes bàsics de matemàtica discreta, lògica, algorísmica i complexitat computacional, i la seva aplicació per al tractament automàtic de la informació mitjançant sistemes computacionals i la seva aplicació per a la resolució de problemes propis de l'enginyeria. Genèriques: G9. Capacitat de raonament crític, lògic i matemàtic. Capacitat de resoldre problemes en la seva àrea d'estudi. Capacitat d'abstracció: capacitat de crear i utilitzar models que reflecteixin situacions reals. Capacitat de dissenyar i realitzar experiments senzills, i analitzar-ne i interpretar-ne els resultats. Capacitat d'anàlisi, de síntesi i d'avaluació. Metodologies docents Hi hauran classes on es exposaran els continguts teòrics de la matèria i classes on els estudiants es familiaritzaran amb els aspectes pràctics de la materia. Objectius d'aprenentatge de l'assignatura 1.Distingir entre criptosistemes que poden ser segur i aquells que no són més que bla bla bla. 2.Diferenciar entre criptografia de clau secreta i clau pública. 3.Comprendre el fonaments en que es basen els criptosistemes de clau secreta. 4.Comprendre els fonaments en que es basen els criptosistemes de clau pública. 5.Entendre el concepte de signatura digital i la seva importància. 1 / 9
Hores totals de dedicació de l'estudiantat Dedicació total: 156h Hores grup gran: 30h 19.23% Hores grup mitjà: 0h 0.00% Hores grup petit: 30h 19.23% Hores activitats dirigides: 6h 3.85% Hores aprenentatge autònom: 90h 57.69% 2 / 9
Continguts Conceptes bàsics Criptologia, Criptografia i Criptoanàlisi. Criptologia clàssica i criptologia moderna. Tècniques básiques: xifrat-desxifrat i signatura. Criptologia de clau privada i de clau pública. Bases matemàtiques de la criptologia. Tècniques modernes de clau secreta Xifrat en bloc i xifrat en fluxe. Data Encryption Standard: Descripció, Història, Estandarització, Criptoanàlisi. Advanced Encryption Standard: Descripció, Estandarització. Modes d'operació per sistemes de xifrat en bloc. Criptosistemes de clau pública Operacions aritmètiques multi-precisió. Algorisme d'euclides. Congruències, grup multiplicatiu, aritmètica modular, exponenciació modular, teorema xinès. Càlcul d'arrels quadrades. Nombres primers, criteris de primalitat probabilístics, generació aleatòria de nombres primers. Factorització de nombres enters, estat actual del problema i perspectives. El logaritme discret: variants sobre cossos finits i corbes el.líptiques. Criptosistema RSA (Rivest, Shamir, Adleman). Criptosistema de ElGamal. Sistema de Diffie-Hellman per la distribució de claus. Signatures digitals Funcions hash criptogràfiques. Secure Hash Standard. Firmes digitals: RSA, DSA i ECDSA. PKI: certificats digitals X509, CRL i OCSP. Protocols criptogràfics i estàndars 3 / 9
Transformacions de xifrat i desxifrat. Tècniques mixtes clau privada-clau pública. Esquemes i protocols d'indentificació. SSL. Micropagaments. Secrets compartits. Votacions electròniques. Watermarks. SMIME. PKCS... Criptografia del futur? Criptografia basada en reticles. Criptografia sobre corbes hiperel.líptiques. Criptografia quàntica. 4 / 9
Planificació d'activitats Conceptes bàsics Dedicació: 6h Grup gran: 2h Grup petit: 2h Aprenentatge autònom: 2h 1, 2 Tècniques modernes de clau secreta Dedicació: 22h Grup gran: 6h Grup petit: 4h Aprenentatge autònom: 12h 1, 2, 3 Prova criptografia de clau secreta. Dedicació: 1h Activitats dirigides: 1h Aprenentatge autònom: 0h 1, 2, 3 Criptosistemes de clau pública Dedicació: 50h Grup gran: 12h Grup petit: 8h Aprenentatge autònom: 30h 1, 2, 4 Signatures digitals Dedicació: 8h Grup gran: 4h Grup petit: 0h Aprenentatge autònom: 4h 5 / 9
5 Protocols criptogràfics i estàndars Dedicació: 19h Grup gran: 3h Grup petit: 0h Aprenentatge autònom: 16h 1 Prova criptografia de clau pública. Dedicació: 1h Activitats dirigides: 1h Aprenentatge autònom: 0h 1, 2, 4, 5 Criptografia del futur? Dedicació: 5h Grup gran: 1h Grup petit: 0h Aprenentatge autònom: 4h 1, 2 Certificat edni Dedicació: 4h Grup petit: 1h Activitats dirigides: 2h Aprenentatge autònom: 1h Sol.licitar els certificats digitals del edni. http://www.dnielectronico.es/ 2, 5 6 / 9
Correu segur Dedicació: 5h Grup petit: 2h Activitats dirigides: 2h Aprenentatge autònom: 1h Xifrar/desxifrar, signar/verificar signatures missatges de correu electrònic. 1, 2, 3, 4, 5 Funciones hash Dedicació: 3h Grup petit: 1h Aprenentatge autònom: 2h 5 AES Dedicació: 11h Grup petit: 5h Aprenentatge autònom: 6h 1, 2, 3 Distribució de claus i signatura digital Dedicació: 10h Grup petit: 4h Aprenentatge autònom: 6h 2, 3, 4, 5 7 / 9
Sistema criptogràfic Dedicació: 1h Grup petit: 1h Aprenentatge autònom: 0h 2, 3, 4, 5 Openssl/TLS Dedicació: 10h Grup petit: 2h Activitats dirigides: 2h Aprenentatge autònom: 6h 3, 4, 5 Sistema de qualificació 20 % Prova criptografia de clau secreta. 40 % Prova criptografia de clau pública. 40 % Labarotori. 8 / 9
Bibliografia Bàsica: Paar, C.; Pelzl, J. Understanding cryptography: a textbook for students and practitioners. Springer, 2010. ISBN 9783642041006. Hoffstein, J.; Pipher, J. C.; Silverman, J. H. An Introduction to mathematical cryptography. 2nd ed. New York: Springer, 2014. ISBN 9781493917105. Menezes, A.J.; Van Oorschot, P.C.; Vanstone, S.A. Handbook of applied cryptography. CRC Press, 1997. ISBN 0849385237. Mollin, R.A. RSA and public-key cryptography. Chapman & Hall/CRC, 2003. ISBN 1584883383. Pastor Franco, J.; Sarasa López, M.Á.; Salazar Riaño, J.L. Criptografía digital : fundamentos y aplicaciones. 2a ed. Publicaciones Universitarias Universidad de Zaragoza, 2001. ISBN 8477335583. Stallings, W. Cryptography and network security: principles and practice. 7th ed. Pearson, 2017. ISBN 9781292158587. Complementària: Anderson, R.J. Security engineering: a guide to building dependable distributed systems. 2nd ed. John Wiley & Sons, 2008. ISBN 9780470068526. Stinson, D.R. Cryptography: theory and practice. 3rd ed. Chapman & Hall / CRC, 2006. ISBN 1584885084. Salomaa, A. Public-key cryptography. Springer-Verlag, 1996. ISBN 9783642082542. Koblitz, N. A course in number theory and cryptography. 2nd e. Springer-Verlag, 1994. ISBN 0387942939. Blake, I. F; Seroussi, G.; Smart, N. Elliptic curves in cryptography. Cambridge University Press, 1999. ISBN 0521653746. Delfs, H.; Knebl, H. Introduction to cryptography: principles and applications. 2nd ed. Springer, 2007. ISBN 3540492437. Schneier, B. Applied cryptography: protocols, algorithms, and source code in C. 2nd ed. John Wiley & Sons, 1996. ISBN 0471117099. Yan, S.Y. Computational number theory and modern cryptography [en línia]. John Wiley & Sons, 2013Disponible a: <http://onlinelibrary.wiley.com/book/10.1002/9781118188606>. ISBN 9781118188583. Daemen, J.; Rijmen, V. The design of Rijndael: AES the advanced encryption standard. Springer, 2001. ISBN 3540425802. Hankerson, D.; Menezes, A.; Vanstone, S. Guide to elliptic curve cryptography [en línia]. Springer, 2004Disponible a: <http://link.springer.com/book/10.1007/b97644>. ISBN 038795273X. 9 / 9