Wintersemester 2000/01

Vorlesung Kryptographie^(VKomm).

Inhalt

Die Kryptographie beschäftigt sich mit Methoden zur sicheren Datenübertragung. Früher war das die Domäne von Militärs und Schlapphüten, aber heute ist die moderne Kryptographie eine Schlüsseltechnologie mit vielen Anwendungen, von der ec-Karte, Mobiltelefon, TV-Decodern und ``elektronischem Bargeld'' bis zur fälschungssicheren elektronischen Unterschrift auf Bestellungen und Verträgen im Internet.

In der Vorlesung werden einige der grundlegenden modernen Kryptosysteme vorgestellt, wie IDEA, RSA und PGP. Es wird ein präziser Rahmen erstellt, in dem die Sicherheit dieser Systeme diskutiert werden kann.

Ein Ausschnitt aus dem ``Forschungsforum Paderborn'' hängt neben D3.238 aus. Er gibt einen kurzen Einblick in das Thema (aber nicht alles aus dem Artikel wird in der Vorlesung besprochen).

Termine und Räume

Vorlesung	Dienstag	14.00-15.30 Uhr	D2	von zur Gathen/Nüsken
	Donnerstag	14.00-15.30 Uhr	D2
Übungen	Montag	16.00-18.00 Uhr	E2.304	Mihailescu/Shokrollahi
	Dienstag	16.00-18.00 Uhr	D1.312
	Dienstag	16.00-18.00 Uhr	H7

Bei Bedarf werden weitere Übungstermine angeboten.

Nützliche Parallelveranstaltungen

• Blömer, Algorithmen in der Zahlentheorie^(VKomm).
• von zur Gathen, Seminar Nichtwissen ist alles^(VKomm).
• Meyer auf der Heide, Komplexitätstheorie I^(VKomm).

Skript

Version vom 20.3.2001 (PostScript 1562KB, PostScript gepackt 514KB).

Achtung: Das Skript ist nur innerhalb des Rechnernetzes der Universität Paderborn zugänglich.

Bemerkung: Das Skript enthält in etwa die gleichen Inhalte wie die Vorlesung, einige wenige Dinge fehlen jedoch.  Abschnitte, die in der Vorlesung gar nicht angesprochen wurden, sind mit einem Stern markiert.

Inhaltsübersicht der Vorlesung (PostScript, PostScript gepackt)

Die aktuelle Version ist sicher noch voller Fehler.  Bitte schickt Kommentare an nuesken@upb.de.

Materialien aus der Vorlesung

• Folie Starker Primtest vom 31.10.2000 (PostScript, PostScript gepackt)
• Dixons Zufallsquadrate (PostScript, PostScript gepackt)
• Pohlig & Hellman (PostScript, PostScript gepackt)
• Beispiel (ohne Ton!) zu Pohlig & Hellman (Maple-Worksheet, Text, PostScript, PostScript gepackt)
• Preda's Folien zu Elliptischen Kurven:
• Endliche Körper.
• Elliptische Kurven (Weierstraß Gleichung).
• Gruppengesetz.
• Anzahl Punkte.
• EC Kryptographie.
• EC Faktorisierung.
• Folien SHA1, MD4 und MD5 (PostScript, PostScript gepackt).
• Inhaltsübersicht der Vorlesung (PostScript, PostScript gepackt).

Mailverteiler

Jeder Teilnehmer der Übungen sollte sich in den Mailverteiler crypto00ws eintragen lassen.  Das geschieht automatisch, wenn ihr Aufgabe 1.2 bearbeitet.  Wer das nicht tut, kann durch eine Mail an crypto00ws-lsg in den Mailverteiler aufgenommen werden.

Übungsblätter

• Übungsblatt 1 (PostScript, PostScript gepackt)

Files zu Aufgabe 1.2:
• text01.crypt
• text02.crypt
• haeufigkeiten.mws (Maple V.5)
• haeufigkeiten.m4ws (Maple V.4)
• haeufigkeiten.txt(Text)
• Häufigkeiten der Buchstaben der deutschen Sprache (PostScript, PostScript gepackt)

 
• Übungsblatt 2 (PostScript, PostScript gepackt)

Files zu Aufgabe 2.1:
• bild.crypt (Achtung! Binärdatei...)
• RSA.mws (Maple V.5)
• RSA (Text, PostScript, PostScript gepackt)
 
• Übungsblatt 3 (PostScript, PostScript gepackt)
• Übungsblatt 4 (PostScript, PostScript gepackt)
• Übungsblatt 5 (PostScript, PostScript gepackt)
• Übungsblatt 6 (PostScript, PostScript gepackt)
• Übungsblatt 7 (PostScript, PostScript gepackt)
• Übungsblatt 8 (PostScript, PostScript gepackt)
• Übungsblatt 9 (PostScript, PostScript gepackt)
• Übungsblatt 10 (PostScript, PostScript gepackt)

Files zu Aufgabe 10.1: (Achtung! Es kann sein, dass die Maple Datei nicht der Spezifikation entspricht.)
• Rijndaelklar.txt (Achtung! Als Binärdatei behandeln! [Netscape: Shift+Klick, als Source speichern.] Zur Kontrolle: die Datei ist 1008 Bytes lang.)
• Rijndael.mws (Maple V.5)
• Rijndaelklar (Text, PostScript, PostScript gepackt)
• Einsendeanweisungen
• Übungsblatt 11 (PostScript, PostScript gepackt)
• Übungsblatt 12 (PostScript, PostScript gepackt)
• lang-hack.mws (Maple V.5)
• lang-hack (Text, PostScript, PostScript gepackt)
• Übungsblatt 13 (PostScript, PostScript gepackt)
• Übungsblatt 14 (PostScript, PostScript gepackt)
• Klausurvorbereitung (PostScript, PostScript gepackt)
• Detaillierte Beschreibung der Polymorphen Verschlüsselungsmethode (PDF, 367kb).

Literatur

• Bücher über Kryptographie, eine Liste aus Siegen.
• Cryptography Theory and Practice, by Douglas R. Stinson.
• Handbook of applied Cryptography von Alfred J. Menezes, Paul C. van Oorschot und Scott A. Vanstone.
• Lecture Notes on Cryptography von Shafi Goldwasser and Mihir Bellare.

Links

• Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI).
• Digitale Signaturen - Anwendung und Sicherungsinfrastruktur.
• Deutsches Institut für Normen (DIN).
• National Institute of Standards and Technology (NIST):
• Data Encryption Standard (DES), Triple DES, and Skipjack Algorithms, u.a. FIPS-PUB 46-3.
• Advanced Encryption Standard (AES).
• The Rijndael page. (Rijndael Beschreibung als PostScript).
• Digital Signature Standard (DSS), u.a. FIPS-PUB 186-2.
• Secure Hash Algorithm (SHA), u.a. FIPS-PUB 180-1.

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Autor: Michael Nüsken, Jamshid Shokrollahi, last change: