МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Факультет компьютерных наук и информационных технологий
УТВЕРЖДАЮ
___________________________
"__" __________________20__ г.
Рабочая программа дисциплины
Теоретические основы криптографии
Направление подготовки
010500 Математическое обеспечение и администрирование информационных
систем
Профиль подготовки
Параллельное программирование
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
очная
Саратов,
2011 год
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины является знакомство с основными
идеями и методами классической и современной
криптографии, со
средствами криптографической защиты информации, с основополагающими
документами в области защиты информации.
2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Данная учебная дисциплина входит в раздел «Математический и
естественнонаучный цикл. Дисциплины по выбору» ФГОС-3.
Для изучения дисциплины необходимы компетенции, сформированные у
обучающихся в результате изучения курсов «Алгебра и теория чисел»,
«Дискретная математика».
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате
освоения дисциплины:
способность учиться (ОК 7);
способность понимать сущность и значение информации в развитии
современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы,
возникающие в этом процессе; соблюдение основных требований
информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны
(ОК 11);
владение основными методами, способами и средствами получения,
хранения, переработки информации, имеет навыки работы с компьютером
как средством управления информацией (ОК 12);
определение общих форм, закономерностей, инструментальных
средств для данной дисциплины (ПК 1);
умение понять поставленную задачу (ПК 2);
умение формулировать результат (ПК 3);
умение грамотно пользоваться языком предметной области (ПК 7);
умение ориентироваться в постановках задач (ПК 8)
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
•Знать:
основные идеи и методы современной криптографии,
основные классы шифров,
основные средства криптографической защиты информации,
основополагающие отечественные стандарты по защите информации
•Уметь:
программировать простейшие криптографические алгоритмы,
применять на практике основные криптографические стандарты РФ
•Владеть:
основными приемами ручного щифрования,
приемами криптоанализа простейших шифров,
первичными навыками работы с доступными СКЗИ
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.
№
п/
п
Раздел
дисциплины
1
2
Введение
Искусство
шифрования
Современная
компьютерная
криптография
Средства
криптографиче
ской
защиты
информации
Промежуточна
я аттестация
3
4
Семестр
Неделя
семестра
Виды учебной работы,
включая
самостоятельную работу
студентов и
трудоемкость (в часах)
8
8
1
2-4
Л: 4 П: 1 Л:
Л:12 П: 3
8
5-12
Л:32 П: 8
8
13-15
Л:12 П: 3
С:5
С:
25
С:
15
Формы текущего
контроля
успеваемости (по
неделям
семестра)
Формы
промежуточной
аттестации (по
семестрам)
Контрольная
работа №1
С: 6 Контрольная
работа №2
Экзамен
8
Итого:
Л:
60
П:
15
С:
51
54
Раздел «Введение». Общая схема линии связи. Помехоустойчивое
кодирование. Физические методы защиты канала связи. Стеганография.
Основные понятия криптографии. История криптологии. Правила
криптологии.
Раздел «Искусство шифрования». Перестановочные шифры.
Маршрутное
шифрование.
Шифрование
с
помощью
решеток.
Подстановочные шифры. Шифры простой замены и их криптоанализ.
Исторические шифры. Модульная арифметика. Блочные шифры. Шифр
Уитстона-Плейфера. Шифр Виженера. Шифр Хилла. Поточные шифры.
Книжные шифры. Шифры с автоключами. Шифр Вернама.
На практических занятиях: Решение задач, связанных с программными
реализациями шифров. Решение задач, связанных с восстановлением
открытого текста по заданной криптограмме. Решение задач, предлагавшихся
на олимпиадах по криптографии в университетах РФ и США.
Раздел «Современная компьютерная криптография». Стандарты
шифрования DES, AES и ГОСТ 28147-89. Функция Эйлера и ее свойства.
Односторонние функции. Система шифрования RSA. Большие простые
числа, проверка на простоту. Тест Миллера-Рабина. Алгоритм AKS.
Временная сложность алгоритмов. Проблема NP=P. Криптографические
протоколы. Распределение ключей. Функции хеширования и их применения.
Стандарты хеш-функции SHA и ГОСТ Р 34.11-94. Код проверки
подлинности сообщения (MAC). Аутентификация. Электронная цифровая
подпись (ЭЦП). Протокол ЭЦП Эль-Гамаля. Стандарт ЭЦП ГОСТ Р 34.10-94.
Основные понятия об эллиптических кривых. Стандарт ЭЦП Р 34.10-2001.
Федеральный закон РФ об ЭЦП. Создание инфраструктуры ЭЦП.
Доказательства с нулевым разглашением. Протокол Фиата-Шамира.
Протоколы, связанные с графами.
Раздел «Средства криптографической защиты информации (СКЗИ)».
Шифровальные машины SZ-52 и «Энигма». СКЗИ «Верба» и «КриптоПро».
Пакет PGP. Виртуальная экскурсия в музей криптографии Агентства
национальной безопасности США.
На практических занятиях: Практическое знакомство с СКЗИ
«КриптоПро CSP».
5. Образовательные технологии
Рекомендуемые образовательные технологии: лекции, практические
занятия, самостоятельная работа студентов.
7.
Учебно-методическое
и
информационное
обеспечение
дисциплины
а) основная литература:
1. Салий В.Н. Криптографические методы и средства защиты информации. –
2010
http://course.sgu.ru/electroniccourse.
2. Введение в криптографию /Под ред. В.В.Ященко.- СПб.: Питер, 2001.
3. Новиков В.Е., Ридель В.В. Введение в криптографию.- Саратов: Изд-во
Сарат. ун-та, 2000.
4. Алферов А.П., Зубов А.Ю., Кузьмин А.С., Черемушкин А.В. Основы
криптографии. – М.: Гелиос АРВ, 2001.
б) дополнительная литература:
1. Черчхаус Р.Ф. Коды и шифры, Юлий Цезарь, «Энигма» и Интернет.- М.:
Весь мир, 2005.
2. Баричев С.Г., Гончаров В.В., Серов Р.Е. Основы современной
криптографии: Учебный курс. – М.: Горячая линия-Телеком, 2001.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Стандартное программное обеспечение компьютерного класса, доступ к сети
Интернет.
8.
Материально-техническое
обеспечение
Мультимедийная лекционная аудитория, стандартно
компьютерный класс
дисциплины
оборудованный
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с
учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению «010500
Математическое обеспечение и администрирование информационных
систем.» и профилю подготовки «Параллельное программирование».
Автор:
зав. кафедрой
теоретических основ компьютерной безопасности
и криптографии
профессор
В.Н.Салий
Программа одобрена на заседании кафедры теоретических основ
компьютерной безопасности и криптографии от 4 марта 2011года, протокол
№ 10.
Зав. кафедрой
теоретических основ
компьютерной безопасности
и криптографии
В.Н.Салий
Декан факультета
компьютерных наук
и информационных технологий
А.Г.Федорова