Tətbiqi kriptoqrafiya mühəndisliyiMövzu planı

Tətbiqi kriptoqrafiyanın əsas anlayışları, məqsədləri və informasiya təhlükəsizliyinin təmin edilməsində rolu öyrənilir. Kriptoqrafik sistemlərin layihələndirilməsi, tətbiqi və istismarı prinsipləri, məxfilik, bütövlük, autentifikasiya və inkarolunmazlıq anlayışları izah edilir. Həmçinin təhlükəsizlik tələblərinə uyğun kriptoqrafik həllərin seçilməsi və real informasiya sistemlərinə inteqrasiyasının əsasları nəzərdən keçirilir.

Simmetrik şifrləmənin iş prinsipi, şifrələmə və deşifrələmə prosesləri, açarların istifadəsi və idarə edilməsi öyrənilir. AES kimi müasir simmetrik şifrləmə alqoritmləri, blok şifrələmə rejimləri və onların tətbiq xüsusiyyətləri araşdırılır. Eyni zamanda, zəif alqoritmlərin, uyğun olmayan parametrlərin və açarların təhlükəsiz saxlanılmamasının yarada biləcəyi risklər təhlil edilir.

Autentifikasiyalı şifrləmənin məxfilik və məlumat bütövlüyünü eyni zamanda təmin edən mexanizmləri öyrənilir. AES-GCM və ChaCha20-Poly1305 kimi autentifikasiyalı şifrləmə üsullarının iş prinsipləri və tətbiq xüsusiyyətləri araşdırılır. Nonce anlayışı, onun unikal saxlanılmasının əhəmiyyəti, təkrar istifadənin yaratdığı təhlükəsizlik riskləri və nonce dəyərlərinin etibarlı şəkildə idarə edilməsi üsulları izah olunur.

Kriptoqrafik heş funksiyalarının məlumat bütövlüyünün yoxlanılmasında və rəqəmsal sistemlərin təhlükəsizliyində rolu öyrənilir. SHA-256 və SHA-3 kimi heş alqoritmləri, HMAC vasitəsilə mesajların autentifikasiyası və HKDF kimi açar törətmə funksiyalarının tətbiqi nəzərdən keçirilir. Müxtəlif kriptoqrafik məqsədlər üçün uyğun funksiyaların seçilməsi, heş dəyərlərinin yoxlanılması və açar materialının təhlükəsiz əldə edilməsi prinsipləri araşdırılır.

Mesajların mənbəyinin təsdiqlənməsi, bütövlüyünün qorunması və icazəsiz dəyişikliklərin aşkarlanması üsulları öyrənilir. MAC, HMAC və rəqəmsal imza mexanizmlərinin tətbiq xüsusiyyətləri müqayisə edilir. Replay hücumlarının mahiyyəti, ardıcıllıq nömrələri, zaman nişanları, nonce və sorğu identifikatorlarından istifadə etməklə təkrar ötürmələrin qarşısının alınması metodları izah olunur.

İstifadəçi parollarının qorunması, təhlükəsiz saxlanması və autentifikasiya zamanı yoxlanılması prinsipləri öyrənilir. Argon2id, scrypt, bcrypt və PBKDF2 kimi parol heşləmə alqoritmləri, salt və hesablama parametrlərinin əhəmiyyəti araşdırılır. Parolların açıq mətn şəklində saxlanılmasının riskləri, lüğət və kobud güc hücumlarına qarşı müdafiə üsulları, həmçinin təhlükəsiz parol yoxlama mexanizmlərinin hazırlanması nəzərdən keçirilir.

Hibrid şifrləmə sistemlərinin simmetrik və asimmetrik kriptoqrafiyanı birləşdirmə prinsipləri öyrənilir. RSA alqoritminin iş mexanizmi, açar ölçüləri, təhlükəsiz padding sxemləri və tətbiq məhdudiyyətləri araşdırılır. Məlumatların simmetrik açarla şifrələnməsi, həmin açarın təhlükəsiz ötürülməsi və RSA-OAEP kimi uyğun mexanizmlərdən istifadə prinsipləri izah edilir. Həmçinin RSA-nın müasir sistemlərdə düzgün tətbiqi və açarların qorunması məsələləri nəzərdən keçirilir.

Kriptoqrafik tərəflər arasında təhlükəsiz əlaqənin qurulması üçün açar mübadiləsi protokollarının prinsipləri öyrənilir. Diffie–Hellman və Elliptik Əyri Diffie–Hellman (ECDH) mexanizmləri, tərəflərin autentifikasiyası və ortaq gizli açarın əldə edilməsi prosesləri araşdırılır. İrəli məxfilik (Forward Secrecy) anlayışı, müvəqqəti açar cütlərinin istifadəsi və uzunmüddətli açarın komprometasiyası zamanı əvvəlki sessiyaların məxfiliyinin qorunması üsulları izah edilir.

Rəqəmsal imzaların məlumatların bütövlüyünü, göndərənin autentifikasiyasını və müəyyən şərtlər daxilində inkarolunmazlığı təmin etməsində rolu öyrənilir. RSA-PSS, ECDSA və EdDSA kimi rəqəmsal imza sxemlərinin xüsusiyyətləri, açıq və məxfi açarların istifadəsi, imzanın yaradılması və yoxlanılması mexanizmləri araşdırılır. Rəqəmsal imzaların proqram təminatına, sənəd dövriyyəsi sistemlərinə və API-lərə inteqrasiyası, eləcə də açarların qorunması prinsipləri nəzərdən keçirilir.

Müasir proqramlaşdırma mühitlərində kriptoqrafik əməliyyatların etibarlı kitabxanalar və API-lər vasitəsilə həyata keçirilməsi öyrənilir. OpenSSL, libsodium və digər kriptoqrafik kitabxanaların imkanları, düzgün alqoritm və parametrlərin seçilməsi, təhlükəsiz təsadüfi ədədlərin yaradılması və açar materialının idarə olunması prinsipləri araşdırılır. Hazır və sınaqdan keçirilmiş kriptoqrafik mexanizmlərdən istifadə, xüsusi alqoritmlərin sıfırdan hazırlanmasından yayınma və API-lərin yanlış istifadəsindən yaranan təhlükəsizlik boşluqlarının qarşısının alınması məsələləri izah edilir.

Açıq açarlı infrastrukturun (PKI) arxitekturası, sertifikatlaşdırma mərkəzlərinin funksiyaları və rəqəmsal sertifikatların həyat dövrü öyrənilir. X.509 sertifikatlarının quruluşu, sertifikat zəncirinin yoxlanılması, etibarlılıq müddəti, domen adının uyğunluğu və etibar ankerlərinin rolu araşdırılır. Sertifikatın ləğv edilməsinin yoxlanılması, OCSP və CRL mexanizmləri, eləcə də etibarsız və ya saxta sertifikatların qəbul edilməsinin qarşısını alan üsullar nəzərdən keçirilir.

TLS 1.3 protokolunun iş prinsipləri, şəbəkə üzərindən ötürülən məlumatların məxfiliyini və bütövlüyünü təmin edən mexanizmlər öyrənilir. TLS əl sıxışması (handshake), server və müştəri autentifikasiyası, açarların razılaşdırılması və sessiya açarlarının yaradılması mərhələləri araşdırılır. Sertifikatların yoxlanılması, təhlükəsiz şifr dəstlərinin seçilməsi, TLS parametrlərinin düzgün konfiqurasiyası və etibarsız bağlantıların aşkarlanması prinsipləri izah edilir.

Kriptoqrafik açarların yaradılması, qeydiyyatı, saxlanması, istifadəsi, rotasiyası, arxivləşdirilməsi və ləğv edilməsi mərhələləri öyrənilir. Açarların həyat dövrünün idarə olunmasında KMS (Key Management System) və HSM (Hardware Security Module) həllərinin funksiyaları və tətbiq imkanları araşdırılır. Girişə nəzarət, vəzifələrin ayrılması, açarların ehtiyat nüsxələrinin qorunması, audit jurnallarının aparılması və açar komprometasiyası zamanı görüləcək tədbirlər nəzərdən keçirilir.

Kriptoqrafik mexanizmlərin proqram təminatına inteqrasiyasının düzgünlüyünü və təhlükəsizliyini yoxlamaq üçün sınaq metodları öyrənilir. Funksional testlər, məlum test vektorları, mənfi sınaqlar, sərhəd halları və inteqrasiya testlərinin tətbiqi araşdırılır. Yanlış açar istifadəsi, nonce-un təkrar istifadəsi, sertifikat yoxlamasının buraxılması və zəif parametrlərin seçilməsi kimi səhvlərin aşkarlanması üsulları izah edilir. Test nəticələrinin təhlili, təhlükəsizlik boşluqlarının sənədləşdirilməsi və düzəlişlərdən sonra təkrar yoxlamanın aparılması prinsipləri nəzərdən keçirilir.

Kriptoqrafik çeviklik (Cryptographic Agility) anlayışı, sistemlərdə kriptoqrafik alqoritmlərin və parametrlərin təhlükəsiz şəkildə dəyişdirilməsi prinsipləri öyrənilir. Kvant kompüterlərinin mövcud asimmetrik kriptoqrafik mexanizmlərə yarada biləcəyi potensial risklər və postkvant kriptoqrafiyasına keçidin zəruriliyi araşdırılır. ML-KEM və ML-DSA kimi postkvant alqoritmlərinin ümumi xüsusiyyətləri, kriptoqrafik inventarlaşdırma, sistemlərin uyğunluğunun qiymətləndirilməsi və hibrid həllərin tətbiqi nəzərdən keçirilir. Keçid planının hazırlanması, uyğunluq və performans sınaqları, risklərin idarə edilməsi və uzunmüddətli kriptoqrafik dayanıqlığın təmin olunması məsələləri izah edilir.