Wintersemester 2001/02

Vorlesung Kryptographie I^(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
	Donnerstag	14.00-15.30 Uhr	D2
Übungen	Donnerstag	09.15-10.45 Uhr	D1.338	Michael Nüsken, Preda Mihailescu
	Freitag	11.00-12.30 Uhr	D1.338	Michael Nüsken, Preda Mihailescu
	Bisherige Anmeldungen und Anmeldung zu den Übungen. Zur Anmeldung sieh Dir die Liste der bisherigen Anmeldungen an und folge dann dem "Link" in der ersten Zeile. Der Anmeldezeitraum beginnt nach der ersten Vorlesung und endet mit dem 1.November.

Bei Bedarf werden weitere Übungstermine angeboten.

Nützliche Parallelveranstaltungen

• Bürgisser, Computeralgebra I^(VKomm).
• von zur Gathen, Seminar^(VKomm).

Skript

Wir werden versuchen, das Skript schneller als die Vorlesung voranschreiten zu lassen.  Das bedeutet allerdings, daß Änderungen, die sich aus dem Ablauf der Vorlesung ergeben, immer erst später eingearbeitet werden können.  Es kann also mehr Änderungen bis zur endgültigen Version geben als sonst.

Version vom 11. März (PostScript 1345KB, PostScript gepackt 488KB, PDF 3081KB)

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.
 

Materialien aus der Vorlesung

• Pollard-rho Verfahren zum Faktorisieren: Maple Worksheet.
• Dixons Zufallsquadrate: Folie (PostScript, PostScript gepackt), Maple Worksheet.
• 05. Februar 2002: Stephan Schertel (GAD), HBCI - Sicherheit - (Folien: PDF, PostScript, PostScript gepackt)

Mailverteiler

Jeder Teilnehmer der Vorlesung sollte sich in den Mailverteiler crypto01ws eintragen
lassen. Das geschieht automatisch, wenn ihr euch oben in die Übungsgruppe eintragt. Wer
das nicht tut, kann durch eine Mail an Preda Mihailescu (Michael Nüsken) in den Mailverteiler aufgenommen
werden.

Übungsblätter

• Übungsblatt 1 (PostScript, PostScript gepackt, PDF)
• Übungsblatt 2 (PostScript, PostScript gepackt, PDF)
• Maple V.6 Worksheet zu Aufgabe 2.3 (Maple-Worksheet, HTML, Text, PostScript, PostScript gepackt, PDF)

(Ladet das Maple-Worksheet auf Eure Platte, ruft Maple auf und öffnet es.  Dann ein paar mal Enter drücken, ...)
• Übungsblatt 3 (PostScript, PostScript gepackt, PDF)

Hinweise:
• Maple hat eine Funktion Interp mit deren Hilfe man ganz leicht modulo einer Primzahl interpolieren kann. (Maples Hilfe hilft Euch weiter.)
• In Maple kann man ein Polynom f in einer Unbestimmten x leicht in eine Funktion umwandeln:
F:=unapply('modp'(f,p),x);
liefert eine Funktion F, die f modulo p auswertet; danach liefert F(17) den Wert von f an der Stelle 17 modulo der Primzahl p.  Alternativ kann man auch jedesmal subs(x=17,f) mod p schreiben.
• Übungsblatt 4 (PostScript, PostScript gepackt, PDF)
• Übungsblatt 5 (PostScript, PostScript gepackt, PDF)

Files zu Aufgabe 5.1:
• bild.crypt (Achtung! Binärdatei...)
• RSA.mws (Maple V.6, ältere Versionen: RSA.m5ws, RSA.m4ws).
• RSA (HTML, PostScript, PostScript gepackt, PDF)
• Übungsblatt 6 (PostScript, PostScript gepackt, PDF)
• Übungsblatt 7 (PostScript, PostScript gepackt, PDF)
• Übungsblatt 8 (PostScript, PostScript gepackt, PDF)
• Maple Tip zum Anlegen und Verwenden von unvollständigen Tabellen.
• Übungsblatt 9 (PostScript, PostScript gepackt, PDF)
• Übungsblatt 10 (PostScript, PostScript gepackt, PDF)
• Übungsblatt 11 (PostScript, PostScript gepackt, PDF)
• Übungsblatt 12 (PostScript, PostScript gepackt, PDF)
• Camenisch, Piveteau, Stadler: Blind Signatures Based on the Discrete Logarithm Problem. (Achtung! Den Volltext bekommt ihr nur innerhalb des Uninetzes.)
• Übungsblatt 13 (PostScript, PostScript gepackt, PDF)
• Bellare, Canetti, Krawczyk: Keying Hash Functions for Message Authentication. (Achtung! Den Volltext bekommt ihr nur innerhalb des Uninetzes.)
• Übungsblatt 14 (PostScript, PostScript gepackt, PDF)
• Übungsblatt 15 (PostScript, PostScript gepackt, PDF)

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.
• Seminar Rijndael.  (Siehe besonders auch "Experimentieren mit Rijndael".)
• Faktorisierungsrekorde.

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Autor: Michael Nüsken, last change: