Kriptoqrafiyanın əsaslarıSillabus

Fənn kodu

İF-2211y

Kredit

5

Tələbənin iş yükü

105

Semestr

Yaz semestri

Akademik il

3

Fənnin tipi

Məcburi

Təhsil forması

Əyani

Tədris dili

Azərbaycan

Auditoriyadaxili saatlar

a) 30 saat - mühazirə b) 15 saat - seminar

Auditoriyadan kənar saatlar

a) 60 saat - TSİ b) 45 saat - MRTSİ

Fənn tələbələrdə kriptoqrafiyanın nəzəri əsasları, müasir kriptoqrafik metod və alqoritmlər üzrə fundamental bilik və praktik bacarıqların formalaşdırılmasını nəzərdə tutur. Fənn çərçivəsində kriptoqrafiyanın yaranması və inkişaf tarixi, müasir informasiya təhlükəsizliyində rolu, aktuallığı, əsas tətbiq sahələri və mövcud problemləri öyrənilir. Kriptoqrafik mexanizmlərin məlumatların məxfiliyinin, bütövlüyünün və autentikliyinin təmin edilməsində rolu nəzərdən keçirilir. Ənənəvi və müasir şifrləmə üsulları, simmetrik, asimmetrik və hibrid kriptoqrafik yanaşmalar, blok və axın şifrləri, açıq açarlı kriptosistemlər və qabaqcıl kriptoqrafik alqoritmlərin əsas iş prinsipləri araşdırılır. Həmçinin kriptoqrafik alqoritmlərin təhlükəsizliyinin qiymətləndirilməsi və kriptoanalizi, autentifikasiyanın kriptoqrafik üsullarla təmin edilməsi, açarların idarə olunması və kriptoqrafik mexanizmlərin praktik sistemlərdə tətbiqi məsələləri öyrənilir. Fənn tələbələrdə müxtəlif kriptoqrafik metodları müqayisə etmək, konkret təhlükəsizlik tələblərinə uyğun kriptoqrafik yanaşmanı seçmək və onların praktiki tətbiq xüsusiyyətlərini qiymətləndirmək bacarıqlarının inkişaf etdirilməsinə yönəlmişdir.

• mühazirə
• seminar
• təqdimatlar
• interaktiv müzakirə

1. 1

   CLO 1: Klassik ve müasir kriptoqrafiya arasındakı fərqləri bilməli, klassik şifrlərin kriptoanalizi metodları ilə tanış olmalıdır. Simmetrik ve asimmetrik şifrləmə sistemlərinin fərqlərini bilməlidir.

2. 2

   CLO 2: İnformasiya təhlükəsizliyi prinsiplərindən konfidensiallıq və tamlığın, o cümlədən autentikasiya və inkar edilməmə prinsiplərinin kriptoqrafik üsullarla necə təmin olunduğunu bilməlidir.

3. 3

   CLO 3: Blok şifrlər və axın şifrlər arasındakı fərqləri, onlara uyğun alqoritmlər və bu alqoritmlərin tətbiq sahələrini bilməlidir.

4. 4

   CLO 4: Açıq açarlı şifrlərlə əlaqəli alqoritmləri, onlarin tətbiqlərini bilməlidir. Açıq açar infrastrukturu haqda məlumatlı olmalıdır.

5. 5

   CLO 5: Heş funksiyalarının xususiyyətlərini bilməli onlardan istifadə edilərək tamlığın necə təmin edildiyini və rəqəmsal imzalardakı mahiyyətini bilməlidir.

6. 6

   CLO 6: Qabaqcıl kriptoqrafik protokolları və onların tətbiqlərini bilməlidir.

1. 1.
   Kriptoqrafiyanın əsas anlayışları. Klassik şifrlərMühazirə

   Mövzu çərçivəsində kriptoqrafiyanın əsas anlayışları, məqsədləri və informasiya təhlükəsizliyinin təmin edilməsində rolu öyrənilir. Açıq mətn, şifrlənmiş mətn, şifrləmə, deşifrləmə, kriptoqrafik açar və kriptosistem kimi fundamental anlayışlar nəzərdən keçirilir. Kriptoqrafiyanın tarixi inkişafı və klassik şifrləmə üsullarının əsas xüsusiyyətləri izah edilir. Əvəzetmə və yerdəyişmə prinsiplərinə əsaslanan klassik şifrlər, onların iş prinsipləri, tətbiq xüsusiyyətləri və əsas təhlükəsizlik məhdudiyyətləri araşdırılır. Həmçinin klassik şifrlərin qurulması, tətbiqi və sadə kriptoanaliz üsulları seminar məşğələləri çərçivəsində nəzərdən keçirilir.

2. 2.
   Kriptoanalizə giriş. Əvəzetmə şifrlərinin kriptoanaliziMühazirə

   Mövzu çərçivəsində kriptoanaliz anlayışı, məqsədləri və kriptoqrafik sistemlərin təhlükəsizliyinin qiymətləndirilməsində rolu öyrənilir. Kriptoanalizin əsas yanaşmaları, hücum modelləri və şifrələnmiş məlumatların təhlili prinsipləri nəzərdən keçirilir. Əvəzetmə şifrlərinin struktur xüsusiyyətləri və onların kriptoanalizində istifadə olunan hərf tezliyi, simvol paylanması və dilin statistik xüsusiyyətlərinə əsaslanan təhlil üsulları izah edilir. Həmçinin tezlik analizi vasitəsilə sadə əvəzetmə şifrlərinin təhlili və ilkin mətnin bərpası prinsipləri araşdırılır.

3. 3.
   Axın şifrləriMühazirə

   Mövzu çərçivəsində axın şifrlərinin əsas iş prinsipləri, strukturu və tətbiq xüsusiyyətləri öyrənilir. Açıq mətnin ayrı-ayrı bit və ya simvol ardıcıllıqları üzrə şifrlənməsi, açar axınının yaradılması və şifrləmə prosesində istifadəsi nəzərdən keçirilir. Sinxron və öz-özünə sinxronlaşan axın şifrlərinin xüsusiyyətləri və aralarındakı fərqlər izah edilir. Psevdotəsadüfi ardıcıllıqların yaradılması, açar axınının təhlükəsizliyinə qoyulan əsas tələblər və açar axınının təkrar istifadəsi ilə əlaqəli risklər araşdırılır. Həmçinin axın şifrlərinin əsas tətbiq sahələri, üstünlükləri, məhdudiyyətləri və blok şifrləri ilə müqayisəli xüsusiyyətləri nəzərdən keçirilir.

4. 4.
   DES (Data Encryption Standard)Mühazirə

   Mövzu çərçivəsində DES simmetrik blok şifrləmə alqoritminin strukturu, əsas iş prinsipləri və tarixi əhəmiyyəti öyrənilir. DES alqoritminin blok və açar ölçüləri, Feistel şəbəkəsinə əsaslanan quruluşu və şifrləmə prosesinin əsas mərhələləri nəzərdən keçirilir. İlkin və son permutasiyalar, raund açarlarının yaradılması, genişləndirmə, S-box əvəzetmələri və permutasiya əməliyyatlarının şifrləmə prosesində rolu izah edilir. Həmçinin DES-in deşifrləmə prinsipi, əsas təhlükəsizlik xüsusiyyətləri, açar ölçüsündən irəli gələn zəiflikləri və müasir kriptoqrafik sistemlərdə istifadəsinin məhdudlaşmasının səbəbləri araşdırılır.

5. 5.
   AES (Advanced Encryption Standard)Mühazirə

   Mövzu çərçivəsində AES simmetrik blok şifrləmə alqoritminin strukturu, əsas iş prinsipləri və müasir kriptoqrafik sistemlərdə rolu öyrənilir. AES alqoritminin blok və açar ölçüləri, AES-128, AES-192 və AES-256 variantları və şifrləmə raundlarının strukturu nəzərdən keçirilir. SubBytes, ShiftRows, MixColumns və AddRoundKey çevirmələrinin şifrləmə prosesində rolu, eləcə də raund açarlarının yaradılması prinsipləri izah edilir. Həmçinin AES-in deşifrləmə prosesi, əsas təhlükəsizlik xüsusiyyətləri, DES alqoritmi ilə müqayisəli üstünlükləri və məlumatların qorunmasında əsas tətbiq sahələri araşdırılır.

6. 6.
   Blok şifrlərinin iş rejimləriMühazirə

   Mövzu çərçivəsində blok şifrləmə alqoritmlərinin müxtəlif iş rejimləri və onların əsas tətbiq prinsipləri öyrənilir. Elektron kod kitabı (ECB), şifrlənmiş blokların zəncirlənməsi (CBC), şifrlənmiş əks əlaqə (CFB), çıxış əks əlaqəsi (OFB) və sayğac (CTR) rejimlərinin iş prinsipləri nəzərdən keçirilir. İlkinləşdirmə vektoru (IV), nonce və padding anlayışlarının blok şifrlərinin tətbiqində rolu izah edilir. Müxtəlif iş rejimləri təhlükəsizlik, paralel emal, xəta yayılması və performans xüsusiyyətləri baxımından müqayisə olunur. Həmçinin iş rejiminin düzgün seçilməməsi və IV və ya nonce dəyərlərinin təkrar istifadəsi ilə əlaqəli təhlükəsizlik riskləri araşdırılır.

7. 7.
   Açıq açar kriptoqrafiyasıMühazirə

   Mövzu çərçivəsində açıq açar kriptoqrafiyasının əsas prinsipləri, strukturu və informasiya təhlükəsizliyində rolu öyrənilir. Açıq və gizli açar cütü anlayışı, açarların yaradılması və müxtəlif məqsədlər üçün istifadəsi nəzərdən keçirilir. Asimmetrik kriptoqrafiyada şifrləmə və deşifrləmə, rəqəmsal imza və açar mübadiləsi prinsipləri izah edilir. Açıq açarlı kriptosistemlərin təhlükəsizliyinin əsaslandığı riyazi problemlər və simmetrik kriptoqrafiya ilə müqayisəli xüsusiyyətləri araşdırılır. Həmçinin açıq açarların autentikliyinin təmin edilməsi, açarların idarə olunması və açıq açar kriptoqrafiyasının müasir informasiya və kommunikasiya sistemlərində əsas tətbiq sahələri nəzərdən keçirilir.

8. 8.
   RSA kriptosistemiMühazirə

   Mövzu çərçivəsində RSA açıq açarlı kriptosisteminin riyazi əsasları, strukturu və iş prinsipləri öyrənilir. Sadə ədədlər, modulyar hesab və Eyler funksiyasının RSA alqoritminin qurulmasındakı rolu nəzərdən keçirilir. Açıq və gizli açar cütünün yaradılması, şifrləmə və deşifrləmə proseslərinin əsas mərhələləri izah edilir. RSA kriptosisteminin təhlükəsizliyinin böyük tam ədədlərin sadə vuruqlara ayrılması probleminə əsaslanması araşdırılır. Həmçinin RSA-nın rəqəmsal imza və açarların qorunması kimi tətbiq sahələri, praktik istifadədə padding mexanizmlərinin əhəmiyyəti və alqoritmin əsas təhlükəsizlik məhdudiyyətləri nəzərdən keçirilir.

9. 9.
   Diskret loqarifm kriptosistemləriMühazirə

   Mövzu çərçivəsində diskret loqarifm probleminə əsaslanan açıq açarlı kriptosistemlərin riyazi əsasları, strukturu və iş prinsipləri öyrənilir. Sonlu qruplar, modul qüvvətə yüksəltmə və diskret loqarifm probleminin kriptoqrafik təhlükəsizlikdə rolu nəzərdən keçirilir. Diskret loqarifm probleminə əsaslanan əsas kriptoqrafik yanaşmalar, açarların yaradılması, açar mübadiləsi, şifrləmə və rəqəmsal imza prinsipləri izah edilir. Həmçinin Diffi–Hellman açar mübadiləsi və ElQamal kriptosisteminin əsas iş prinsipləri, tətbiq xüsusiyyətləri və təhlükəsizlik tələbləri araşdırılır.

10. 10.
    Kriptoqrafik heş funksiyalarıMühazirə

    Mövzu çərçivəsində kriptoqrafik heş funksiyalarının əsas prinsipləri, xüsusiyyətləri və informasiya təhlükəsizliyində rolu öyrənilir. İxtiyari uzunluqlu məlumatın sabit uzunluqlu heş qiymətinə çevrilməsi prosesi və kriptoqrafik heş funksiyalarına qoyulan əsas təhlükəsizlik tələbləri nəzərdən keçirilir. İlkin obrazın tapılmasına davamlılıq, ikinci ilkin obrazın tapılmasına davamlılıq və kolliziyaya davamlılıq xüsusiyyətləri izah edilir. MD5, SHA-1 və SHA-2 ailəsi kimi əsas heş alqoritmləri, onların təhlükəsizlik xüsusiyyətləri və məhdudiyyətləri araşdırılır. Həmçinin kriptoqrafik heş funksiyalarının məlumatların bütövlüyünün yoxlanılması, parolların qorunması, rəqəmsal imzalar və digər kriptoqrafik mexanizmlərdə tətbiqi nəzərdən keçirilir.

11. 11.
    Rəqəmsal imza sxemləriMühazirə

    Mövzu çərçivəsində rəqəmsal imza anlayışı, əsas iş prinsipləri və informasiya təhlükəsizliyində rolu öyrənilir. Rəqəmsal imzanın məlumatın autentikliyinin, bütövlüyünün və imtinaedilməzliyinin təmin edilməsində rolu nəzərdən keçirilir. Kriptoqrafik heş funksiyaları və açıq açarlı kriptoqrafiya əsasında rəqəmsal imzanın yaradılması və yoxlanılması prosesləri izah edilir. RSA, DSA və ECDSA kimi əsas rəqəmsal imza sxemlərinin iş prinsipləri və tətbiq xüsusiyyətləri araşdırılır. Həmçinin açarların təhlükəsiz idarə olunması, rəqəmsal sertifikatların rolu və rəqəmsal imza sxemlərinin əsas təhlükəsizlik tələbləri nəzərdən keçirilir.

12. 12.
    Qeyri- tarif tənzimetmə metodu.Mühazirə

    Qeyri-tarif tənzimlənməsi xarici ticarət münasibətlərində idxal və ixrac əməliyyatlarına təsir göstərən, gömrük rüsumlarından fərqli olan iqtisadi, inzibati və hüquqi tədbirlərin məcmusudur. Bu tədbirlər dövlət tərəfindən daxili bazarın qorunması, yerli istehsalçıların dəstəklənməsi, əhalinin sağlamlığının və ətraf mühitin mühafizəsi, eləcə də ölkənin iqtisadi təhlükəsizliyinin təmin edilməsi məqsədilə tətbiq olunur.

    • • FTN4: GATT və ÜTT-nin məqsəd,funksiya və prinsiplərini müəyyən edir.
    • • FTN1: Beynəlxalq ticarət hüququnun anlayışını,predmetini və hüququ sistemindəki yerini müəyyən edir
    • • FTN3: Xarici ticarətin tənzimlənməsini və qeyri-tarif tənzimetmə metodlarını fərqləndirir.
    • • FTN2: Beynəlxalq ticarət hüququnun subyeklərini və prinsiplərini izah edir.
    • • FTN5: BMT sistemində beynəlxalq ticarətin və beynəlxalq ticarət hüququnun rolunu qiymətləndirir
13. 13.
    Kriptovalyutalar və blokçeyn texnologiyasıMühazirə

    Mövzu çərçivəsində kriptovalyuta və blokçeyn texnologiyasının əsas anlayışları, strukturu və iş prinsipləri öyrənilir. Blokların quruluşu, tranzaksiyaların formalaşdırılması, kriptoqrafik heş funksiyaları və rəqəmsal imzaların blokçeyn sistemlərində rolu nəzərdən keçirilir. Paylanmış reyestr, mərkəzsizləşdirmə və konsensus mexanizmlərinin əsas prinsipləri izah edilir. Açıq və gizli açarların, kriptoqrafik ünvanların və rəqəmsal pul kisələrinin kriptovalyuta əməliyyatlarında istifadəsi araşdırılır. Həmçinin kriptovalyuta və blokçeyn sistemlərinin əsas tətbiq sahələri, təhlükəsizlik xüsusiyyətləri, üstünlükləri və məhdudiyyətləri nəzərdən keçirilir.

14. 14.
    Post-kvant kriptoqrafiyasıMühazirə

    Mövzu çərçivəsində kvant hesablamalarının müasir kriptoqrafik sistemlərə mümkün təsiri və post-kvant kriptoqrafiyasının əsas prinsipləri öyrənilir. Kvant kompüterlərinin inkişafının RSA və diskret loqarifm probleminə əsaslanan açıq açarlı kriptosistemlər üçün yaratdığı təhlükələr nəzərdən keçirilir. Kvant hücumlarına davamlı kriptoqrafik yanaşmaların əsas xüsusiyyətləri və qəfəs əsaslı, kod əsaslı, heş əsaslı və digər post-kvant kriptoqrafik metodlar izah edilir. Həmçinin post-kvant açar inkapsulyasiya mexanizmləri və rəqəmsal imza sxemlərinin ümumi iş prinsipləri, mövcud kriptoqrafik sistemlərdən kvantadavamlı həllərə keçid və hibrid kriptoqrafik yanaşmalar araşdırılır.

1. Əliquliyev R.M , İmamverdiyev Y.N. Kriptoqrafiyanın əsasları. "İnformasiya texnologiyaları", 2006. - 698 s.
2. Paar C., Pelzl J., Understanding Cryptography, A Textbook for Students and Practitioners. Springer, 2010, 372 p.