Decuongchitietmonhoc_MHTT_ACM

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN MÃ HĨA - CRYPTOGRAPHY Thơng tin giáo viên TT Họ tên giảng viên Học hàm Học vị Đơn vị công tác Nguyễn Hiếu Minh Tiến sỹ Phó giáo sư BM An ninh mạng Thời gian, địa điểm làm việc: Bộ môn An ninh mạng, Nhà A1, Phòng 1305 Địa liên hệ: Nhà 48, Tập thể Thông tin, Trần Cung, Từ Liêm, Hà Nội Điện thoại, email: 0989.193571, hieuminhmta@ymail.com Các hướng nghiên cứu chính: Mạng máy tính, An ninh mạng, Mật mã Thơng tin chung học phần Tên học phần: Mã hóa Mã học phần: Số tín chỉ: 3TC, Số tiết (LT, BT, TL, TH) – (30, 15, 6, 9) Học phần (Bắt buộc hay Lựa chọn): Bắt buộc Các học phần tiên quyết: Lập trình bản, Các mơn tốn Các học phần kế tiếp: An ninh mạng Các yêu cầu học phần (nếu có): Mơn học xây dựng dành cho sinh viên hệ quy quân dân hệ đại học - Giờ tín hoạt động:  Nghe giảng lý thuyết: 30 tiết  Làm tập lớp: 15 tiết  Thảo luận: tiết  Thực hành, thực tập (ở PTN, nhà máy, thực tập ): tiết  Hoạt động theo nhóm: 20 tiết  Tự học: 60 tiết - Địa Khoa/ Bộ môn phụ trách môn học: Khoa Công nghệ Thông tin, Bộ môn An ninh mạng - Mục tiêu học phần - Kiến thức: Có kiến thức kỹ thuật an tồn thơng tin, thuật tốn mật mã vấn đề liên quan - Kỹ năng: Có khả đọc hiểu kiến thức mở rộng mơn học mã hóa thơng tin, có khả xây dựng phân tích chương trình thực mơ hình thuật tốn mật mã - Thái độ, chuyên cần: Rèn luyện thái độ nghiêm túc có khả đọc hiểu nghiên cứu chuyên sâu lĩnh vực mật mã mã an toàn thơng tin Tóm tắt nội dung học phần Hướng tới kiến thức nâng cao lĩnh vực lý thuyết mật mã phương thức sử dụng phương pháp mật mã khóa bí mật công khai để giải nhiệm vụ bảo vệ an tồn thơng tin mạng máy tính mạng viễn thông Nội dung chi tiết học phần Chương, mục, tiểu mục Nội dung Các khái niệm mật mã Số tiết Giáo trình, Tài liệu tham khảo (Ghi TT TL mục 6) 1, 2, 3, 5, 1, 3, 5, 6 2, 3, Lịch sử phát triển mật mã I An tồn thơng tin mật mã Các dịch vụ an ninh mạng Các kỹ thuật mật mã cổ điển Thám mã hệ mật cổ điển Cơ sở toán học cho mật mã Lý thuyết Shannon II Lý thuyết thông tin Cơ đại số trừu tượng Lý thuyết số Các thuật tốn mật mã khóa đối xứng Mật mã khối chuẩn mã hóa liệu (DES) Chuẩn mã hóa liệu nâng cao (AES) III Các thuật toán mật mã khối: RC6, MARS, Twofish, SERPENT Mật mã dòng thuật tốn RC4 Thám mã vi sai tuyến tính thuật tốn mật mã khóa đối xứng Ghi Các thuật tốn mật mã khóa cơng khai 2, 3, 4, 2, 3, 1, 2, 3, 2, 3, 4, 5, Mật mã khóa cơng khai hệ mật RSA IV Vấn đề logarit rời rạc hệ mật Elgamal Mật mã vành Elliptic Các phương pháp cơng hệ mật khóa cơng khai Hàm băm chữ ký số Mã xác thực tin (MAC) Các hàm băm mật mã: MDx, SHAx V Lược đồ chữ ký số RSA Lược đồ chữ ký số Elgamal chuẩn chữ ký số DSS Chuẩn chữ ký số ECDSS Một số đánh giá sơ đồ chữ ký số Quản lý khóa mật mã VI Quản lý khóa cho hệ mật khóa đối xứng Quản lý khóa cho hệ mật khóa cơng khai Hạ tầng khóa cơng khai PKI Các ứng dụng mật mã an ninh mạng VII Các ứng dụng xác thực An toàn thư điện tử An toàn Web Tổng 30 Giáo trình, tài liệu tham khảo TT Có thư viện Tên tài liệu Tình trạng tài liệu Giáo viên Đề Khoa có, cho nghị mượn để TV mua tơ có File Điện tử William Stallings, “Cryptography and Network Security Principles and Practices”, Prentice Hall, 2005 File điện tử Wenbo Mao, “Modern Cryptography: Theory and Practice”, Prentice Hall, 2004 File điện tử Đề nghị biên soạn Bruce Schneier, “Applied cryptography: protocols, algorithms, and source code in C”, John Wiley & Sons, Inc., 1995 File điện tử Douglas Stinson, “Cryptography: Theory and Practice”, CRC Press, CRC Press LLC ISBN: 0849385210, Pub Date: 03/17/95 File điện tử Peter Thorsteinson, G Gnana Arun Ganesh, “.NET Security and Cryptography”, Prentice Hall PTR, 2003 File điện tử Hans Delfs, Helmut Knebl, “Introduction to Cryptography, Principles and Applications”, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2007 File điện tử Hình thức tổ chức dạy học 7.1 Lịch trình chung: (Ghi tổng số cho cột) Nội dung Chương I Chương II Chương III Chương IV Chương V Chương VI Chương VII Hình thức tổ chức dạy học môn học Lên lớp Thực hành, thí Tự học, tự Lý Bài Thảo nghiệm, thực tập nghiên cứu thuyết tập luận 3 8 8 3 12 Tổng 17 17 20 20 14 14 18 7.2 Lịch trình tổ chức dạy học cụ thể Bài giảng 1: Các khái niệm mật mã Chương I Mục + + Tiết thứ: - Tuần thứ: - Mục đích, yêu cầu:  Nắm sơ lược Học phần, sách riêng giáo viên, địa giáo viên, bầu lớp trưởng Học phần  Nắm khái niệm lịch sử phát triển mật mã, tổng quan mật mã;  Nắm vai trị mật mã lĩnh vực an tồn thơng tin; - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường P2 phân cơng - Nội dung chính: Mục đích u cầu mơn học Các nội dung mơn học Lịch sử phát triển mật mã An tồn thơng tin mật mã Các dịch vụ an ninh mạng - Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL[1]: chương Tự đọc: Ví dụ cuối chương Bài giảng 2: Các khái niệm mật mã Chương I Mục + Tiết thứ: - Tuần thứ: - Mục đích, yêu cầu:  Nắm kiến thức số hệ mật cổ điển;  Nắm kiến thức số phương pháp thám mã hệ mật cổ điển;  Xây dựng chương trình (demo) số hệ mật cổ điển - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, tập, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, tập: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường P2 phân cơng - Nội dung chính: Một số hệ mật cổ điển Thám mã số hệ mật cổ điển Xây dựng chương trình demo - Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL[1]: chương Đọc trước TL[4]: chương Tự đọc: Ví dụ cuối chương TL [4] Bài tập nhà cho Chương I: Cuối chương TL [4] Bài giảng 3: Cơ sở toán học cho mật mã Chương II Mục + + + Tiết thứ: - 12 Tuần thứ: - Mục đích, yêu cầu:  Nắm kiến thức Lý thuyết Shannon;  Nắm kiến thức Lý thuyết thông tin;  Nắm kiến thức Cơ đại số trừu tượng;  Nắm kiến thức Lý thuyết số;  Xây dựng chương trình demo - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, tập, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, tập: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường P2 phân công - Nội dung chính: Lý thuyết Shannon Lý thuyết thơng tin Cơ đại số trừu tượng Lý thuyết số - Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL[1]: chương Đọc trước TL[4]: chương Đọc trước TL[2]: chương 3,4,5,6 Tự đọc: Ví dụ cuối chương 3,4,5,6 TL [2] Bài tập nhà cho Chương II: Cuối chương 3,4,5,6 TL [2] Bài giảng 4: Các thuật tốn mật mã khóa đối xứng Chương III Mục + Tiết thứ: 13 - 16 Tuần thứ: - Mục đích, yêu cầu:  Nghiên cứu Mật mã khối chuẩn mã hóa liệu (DES)  Nghiên cứu Chuẩn mã hóa liệu nâng cao (AES)  Xây dựng chương trình demo - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, tập, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, tập: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường P2 phân công - Nội dung chính: Mật mã khối chuẩn mã hóa liệu (DES) Chuẩn mã hóa liệu nâng cao (AES) - Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL[1]: chương 3,4,5 Đọc trước TL[4]: chương Đọc trước TL[2]: chương Tự đọc: Ví dụ cuối chương TL [2] Bài tập nhà cho Chương III: Cuối chương TL [2] Bài giảng 5: Các thuật tốn mật mã khóa đối xứng Chương III Mục + + Tiết thứ: 17 - 20 Tuần thứ: - Mục đích, u cầu:  Tìm hiểu Các thuật toán mật mã khối: RC6, MARS, Twofish, SERPENT  Tìm hiểu Mật mã dịng thuật tốn RC4  Tìm hiểu Thám mã vi sai tuyến tính thuật tốn mật mã khóa đối xứng  Xây dựng chương trình demo - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, tập, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, tập: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường P2 phân công - Nội dung chính: Tìm hiểu Các thuật tốn mật mã khối: RC6, MARS, Twofish, SERPENT Tìm hiểu Mật mã dịng thuật tốn RC4 Tìm hiểu Thám mã vi sai tuyến tính thuật tốn mật mã khóa đối xứng Xây dựng chương trình demo - Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL[1]: chương 5,6 Đọc trước TL[2]: chương Tự đọc: Ví dụ cuối chương TL [2] Bài tập nhà cho Chương III: Cuối chương TL [2] Bài giảng 6: Các thuật tốn mật mã khóa công khai Chương IV Mục + Tiết thứ: 21 - 24 Tuần thứ: - Mục đích, yêu cầu:  Nghiên cứu Mật mã khóa cơng khai hệ mật RSA  Nghiên cứu Vấn đề logarit rời rạc hệ mật Elgamal  Xây dựng chương trình demo - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, tập, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, tập: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường P2 phân cơng - Nội dung chính: Nghiên cứu Mật mã khóa cơng khai hệ mật RSA Nghiên cứu Vấn đề logarit rời rạc hệ mật Elgamal Xây dựng chương trình demo - Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL[1]: chương 8,9 Đọc trước TL[2]: chương Đọc trước TL[4]: chương 4,5 Tự đọc: Ví dụ cuối chương TL [2] Ví dụ cuối chương 4,5 TL [4] Bài tập nhà cho Chương IV: Cuối chương TL [2] Cuối chương 4,5 TL [4] Bài giảng 7: Các thuật tốn mật mã khóa cơng khai Chương IV Mục + Tiết thứ: 25 - 28 Tuần thứ: - Mục đích, yêu cầu:  Nghiên cứu Mật mã vành Elliptic  Các phương pháp cơng hệ mật khóa cơng khai  Xây dựng chương trình demo - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, tập, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, tập: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường P2 phân cơng - Nội dung chính: Mật mã vành Elliptic Các phương pháp công hệ mật khóa cơng khai Xây dựng chương trình demo - Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL[1]: chương 9,10 Đọc trước TL[2]: chương Đọc trước TL[4]: chương 4,5 Tự đọc: Ví dụ cuối chương TL [2] Ví dụ cuối chương 4,5 TL [4] Bài tập nhà cho Chương IV: Cuối chương TL [2] Cuối chương 4,5 TL [4] Bài giảng 8: Hàm băm chữ ký số Chương V Mục - Tiết thứ: 29 - 32 Tuần thứ: - Mục đích, yêu cầu:  Nghiên cứu Mã xác thực tin (MAC)  Nghiên cứu Các hàm băm mật mã: MDx, SHAx  Nghiên cứu Lược đồ chữ ký số RSA  Nghiên cứu Lược đồ chữ ký số Elgamal chuẩn chữ ký số DSS  Nghiên cứu Chuẩn chữ ký số ECDSS  Nghiên cứu Một số đánh giá sơ đồ chữ ký số - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, tập, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, tập: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường P2 phân công - Nội dung chính: Mã xác thực tin (MAC) Các hàm băm mật mã: MDx, SHAx Lược đồ chữ ký số RSA Lược đồ chữ ký số Elgamal chuẩn chữ ký số DSS Chuẩn chữ ký số ECDSS Một số đánh giá sơ đồ chữ ký số Xây dựng chương trình demo - Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL[1]: chương 11,12,13 Đọc trước TL[2]: chương 10 Đọc trước TL[4]: chương 6,7 Tự đọc: Ví dụ cuối chương 10 TL [2] Ví dụ cuối chương 6,7 TL [4] Bài tập nhà cho Chương V: Cuối chương 10 TL [2] Cuối chương 6,7 TL [4] Bài giảng 9: Quản lý khóa mật mã Chương VI Mục - Tiết thứ: 33 - 36 Tuần thứ: - Mục đích, yêu cầu:  Nghiên cứu Quản lý khóa cho hệ mật khóa đối xứng  Nghiên cứu Quản lý khóa cho hệ mật khóa cơng khai  Nghiên cứu Hạ tầng khóa cơng khai PKI - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, tập, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, tập: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường P2 phân cơng - Nội dung chính: Quản lý khóa cho hệ mật khóa đối xứng Quản lý khóa cho hệ mật khóa cơng khai Hạ tầng khóa cơng khai PKI Chương trình demo - Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL[1]: chương 10 Đọc trước TL[2]: chương 11,12,13 Đọc trước TL[4]: chương Tự đọc: Ví dụ cuối chương 11,12,13 TL [2] Ví dụ cuối chương TL [4] Bài tập nhà cho Chương VI: Cuối chương 11,12,13 TL [2] Cuối chương TL [4] Bài giảng 10: Các ứng dụng mật mã an ninh mạng Chương VII Mục - Tiết thứ: 37 - 40 Tuần thứ: 10 10 - Mục đích, yêu cầu:  Nghiên cứu Các ứng dụng xác thực  Nghiên cứu An toàn thư điện tử  Nghiên cứu An tồn Web - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, tập, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, tập: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường P2 phân cơng - Nội dung chính: Các ứng dụng xác thực An toàn thư điện tử An tồn Web Chương trình demo - Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL[1]: chương 14,15,17 Tự đọc: Ví dụ cuối chương 14,15,17 TL [1] Bài tập nhà cho Chương VII: Cuối chương 14,15,17 TL [1] Bài giảng 11: Tổng hợp tập chương Chương VIII Mục – Tiết thứ: 41 – 44 Tuần thứ: 11 - Mục đích, yêu cầu:  Hoàn thành số tập mật mã cổ điển  Hoàn thành số tập mật mã khóa đối xứng  Hồn thành số tập mật mã khóa cơng khai  Hồn thành số tập hàm băm chữ ký số  Hoàn thành số tập ứng dụng mật mã - Hình thức tổ chức dạy học: Bài tập, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, tập: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường P2 phân công - Nội dung chính: Bài tập mật mã cổ điển Bài tập mật mã khóa đối xứng 11 Bài tập mật mã khóa cơng khai Bài tập hàm băm chữ ký số Bài tập số ứng dụng mật mã - Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL[1], Đọc trước TL[2], Đọc trước TL[4], Đọc trước TL[3], Tự đọc: Ví dụ cuối chương TL [1,2,3,4] Bài tập nhà cho Chương VIII: Cuối chương TL [1,2,3,4] Bài giảng 12: Thảo luận nội dung học Chương IX Mục – Tiết thứ: 45 – 48 Tuần thứ: 12 - Mục đích, yêu cầu:  Thảo luận Cơ sở toán học  Thảo luận Mật mã khóa đối xứng  Thảo luận Mật mã khóa cơng khai  Thảo luận Hàm băm chữ ký số - Hình thức tổ chức dạy học: Thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường P2 phân cơng - Nội dung chính: Cơ sở tốn học Mật mã khóa đối xứng Mật mã khóa cơng khai Hàm băm chữ ký số - Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL[1], Đọc trước TL[2], Đọc trước TL[4], Đọc trước TL[3] Tự đọc: Ví dụ cuối chương TL [1,2,3,4] Bài tập nhà cho Chương IX: Cuối chương TL [1,2,3,4] Bài giảng 13: Thảo luận nội dung học Chương IX Mục – Tiết thứ: 49 – 52 Tuần thứ: 13 12 - Mục đích, yêu cầu:  Thảo luận Quản lý khóa mật mã  Thảo luận Một số ứng dụng mật mã - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, tập, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường P2 phân công - Nội dung chính: Quản lý khóa mật mã Một số ứng dụng mật mã - Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL[1], Đọc trước TL[2], Đọc trước TL[4], Đọc trước TL[3] Tự đọc: Ví dụ cuối chương TL [1,2,3,4] Bài tập nhà cho Chương IX: Cuối chương TL [1,2,3,4,5,6] Bài giảng 14: Thực hành nội dung học Chương X Mục – Tiết thứ: 53 – 56 Tuần thứ: 14 - Mục đích, yêu cầu:  Thử nghiệm thuật toán mật mã cổ điển  Thử nghiệm thuật tốn mật mã khóa đối xứng - Hình thức tổ chức dạy học: Thực hành, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Thực hành: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Tại PTN An ninh mạng - Nội dung chính: Thử nghiệm thuật tốn mật mã cổ điển Thử nghiệm thuật toán mật mã khóa đối xứng - Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL[1], Đọc trước TL[2], Đọc trước TL[4], Đọc trước TL[3] Tự đọc: Ví dụ cuối chương TL [1,2,3,4] Bài tập nhà cho Chương X: Cuối chương TL [1,2,3,4,5,6] 13 Bài giảng 15: Thực hành nội dung học Chương X Mục – Tiết thứ: 57 – 60 Tuần thứ: 15 - Mục đích, u cầu:  Thử nghiệm thuật tốn mật mã khóa cơng khai  Thử nghiệm thuật tốn hàm băm chữ ký số - Hình thức tổ chức dạy học: Thực hành, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Thực hành: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Tại PTN An ninh mạng - Nội dung chính: Thử nghiệm thuật tốn mật mã khóa cơng khai Thử nghiệm thuật toán hàm băm chữ ký số - Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL[1], Đọc trước TL[2], Đọc trước TL[4], Đọc trước TL[3] Tự đọc: Ví dụ cuối chương TL [1,2,3,4] Bài tập nhà cho Chương X: Cuối chương TL [1,2,3,4,5,6] Chính sách học phần yêu cầu khác giáo viên Sinh viên cần có mặt lớp đủ số tiết theo yêu cầu, tích cực tham gia thảo luận, tham gia hoạt động giáo viên tổ chức Chuẩn bị tốt trước tới lớp học Thực tốt tập giáo viên giao nhà: nộp hạn, chất lượng từ trung bình trở lên Tham gia thi hết môn - Bài tập học phần (làm theo nhóm) o Trình bày tổng quan sở lý thuyết: 30% o Các phân tích,đánh giá chuyên sâu: 30% o Phần chương trình: 30% o Trình bày khoa học, nộp hạn: 10% Phương pháp, hình thức kiểm tra - đánh giá kết học tập học phần 9.1 Kiểm tra – đánh giá thường xuyên Thường xuyên điểm danh vào thời điểm thích hợp 14 9.2 Kiểm tra - đánh giá định kì - Tham gia học tập lớp (đi học đầy đủ, chuẩn bị tốt tích cực thảo luận,…): Hệ số 0.1 - Hoàn thành tốt Bài tập nhà, Kiểm tra kì: Hệ số 0.2 - Thi kết thúc học phần tốt: Hệ số 0.7 Chủ nhiệm Khoa Chủ nhiệm Bộ môn Giảng viên biên soạn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) PGS.TS Đào Thanh Tĩnh PGS.TS Nguyễn Hiếu Minh 15 PGS TS.Nguyễn Hiếu Minh