Dersin Ayrıntıları
YarıyılKoduAdıT+UKrediAKTS
8MATH432SİMETRİK ŞİFRELEME VE HASH FONKSİYONLARININ ANALİZİ3+036

Dersin Detayları
Dersin Dili İngilizce
Dersin Düzeyi Lisans
Bölümü / Programı MATEMATİK
Öğrenim Türü Örgün Öğretim
Dersin Türü Seçmeli
Dersin Amacı Dersin ana amacı blok şifreleme algoritmalarının, akan şifreleme algoritmalarının ve özet fonksiyonlarının analizlerinin ve matematiksel altyapılarının derinlemesine öğrenilmesidir. Modern akan şifreleme ve blok şifreleme algoritmalarının tasarım prensipleri ve yaklaşımları tartışılacaktır. Formal güvenlik değerlendirme ölçüleri ve standart analiz teknikleri sunulacaktır. Öğrenciler simetrik şifreleme algoritmalarının ve özet fonksiyonlarının kripto analizleriyle ilgili modern teknikleri öğrenebileceklerdir.
Dersin İçeriği Dersin genel içeriğini modern blok şifreleme ve dizi şifreleme algoritmalarının, özet fonksiyonlarının ve MAC algoritmalarının tasarım prensipleri ve güvenlik analizleri oluşturmaktadır. Blok şifreleme algoritmalarıyla ilgili; Feistel ve SPN blok şifreleme algoritmaları, DES, AES, AES'in tasarım felsefesi, farksal kripto analiz, doğrusal kriptoanaliz, integral saldırı, cebirsel saldırı, doğrusalsızlık, dallanma sayısı, fark tablosu, hafifsıklet blok şifreleme, anahtar şeması, çevrim fonksiyonu kavramları işlenecektir. Ayrıca akan şifreleme algoritmaları konusunda kayan anahtar üreteci, korelasyon atakları LFSR tabanlı akan şifreleme algoritmaları, RC4, A5/1 ve bunların analizleri anlatılacaktır. Özet fonksiyonları ve MAC algoritmaları, bunların güvenlik ölçütleri, sıkıştırma fonksiyonları, Merkle-Damgard inşası, SHA ailesi, CMAC ve OMAC algoritmaları anlatılacaktır.
Dersin Yöntem ve Teknikleri
Ön Koşulları Yok
Dersin Koordinatörü Yok
Dersi Verenler Doç.Dr. Orhun Kara
Doç.Dr. Berkant Ustaoğlu
Dersin Yardımcıları Yok
Dersin Staj Durumu Yok

Ders Kaynakları
Kaynaklar Cryptography: Theory and Practice, 3rd edition, CRC press, Douglas R. Stinson
Handbook of applied cryptography, CRC Press 1996, A.J.Menezes, P.C. Von Oorschot, S. A. Vanstone

Ders Yapısı

Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları
Etkinlikler ayrıntılı olarak "Değerlendirme" ve "İş Yükü Hesaplaması" bölümlerinde verilmiştir.

Değerlendirme Ölçütleri
Yarıyıl Çalışmaları Sayısı Katkı
Yıl içi sınavları 1 % 20
Kısa sınavlar 0 % 0
Ödevler 8 % 30
Diğer uygulamalar 0 % 0
Laboratuvar uygulamaları 0 % 0
Projeler 1 % 10
Final sınavı 1 % 40
Toplam :
11
% 100

AKTS Hesaplama İçeriği
Etkinlik Sayısı Süre Toplam İş Yükü (Saat)
Haftalık Ders 42 1 42
Dersle İlgili Sınıf Dışı Etkinlikler (Ödev, Okuma, Bireysel Çalışma vb.) 8 10 80
Uygulama 1 18 18
Sınavlar ve Sınava Hazırlık (Derse Katılım, Sunum, Yarıyıl Sınavı, Final Sınavı, Kısa Sınavlar vb) 2 20 40
Toplam İş Yükü   AKTS Kredisi : 6 180

Dersin Öğrenme Çıktıları: Bu dersin başarılı bir şekilde tamamlanmasıyla öğrenciler şunları yapabileceklerdir:
Sıra NoAçıklama
1 Simetrik şifrelemeler hakkında genel bir görüşe sahip olur
2 Özet fonksiyonları hakkında genel bir görüş ve bilgiye sahip olur
3 Blok şifreleme ve akan şifreleme algoritmalarının güvenlik analizlerini değerlendirebilir
4 özet fonksiyonlarına yapılan saldırıları anlar
5 özet fonksiyonlarının ve simetrik şifrelemelerin tasarım ölçütlerini anlar


Ders Konuları
HaftaKonuÖn HazırlıkDökümanlar
1 Kriptolojiye genel bakış. Simetrik şifreleme, açık anahtarlı şifreleme, özet fonksiyonları ve metin asıllama kodları Cryptography: Theory and Practice, 3rd edition, CRC press, Douglas R. Stinson
2 Blok şifrelemelere giriş. Çevrim fonksiyonu, anahtar şeması, karıştırım ve yayılım, yerine koyma ve permütasyon ağları, Feistel ağları, çalışma modları Cryptography: Theory and Practice, 3rd edition, CRC press, Douglas R. Stinson
3 Akan şifreleme algoritmalarına giriş: kayan anahtar üreteçleri, periyot, kayan anahtar dizilerinin güvenlikleri Cryptography: Theory and Practice, 3rd edition, CRC press, Douglas R. Stinson
4 Metin asıllama kodlarına ve özet fonksiyonlarına giriş: Güvenlik ölçütleri, uygulamalar Cryptography: Theory and Practice, 3rd edition, CRC press, Douglas R. Stinson
5 Blok şifreleme algoritmalarının tasarım ve analizleri: DES ve AES, güvenlik ve tasarım ölçütleri Cryptography: Theory and Practice, 3rd edition, CRC press, Douglas R. Stinson
6 Doğrusal kriptoanaliz. Doğrusalsızlık, DES'in doğrusal kriptoanalizi Cryptography: Theory and Practice, 3rd edition, CRC press, Douglas R. Stinson
7 Farksal kriptoanaliz, fark dağılım tabloları, farksal karakteristik, DES'e saldırılar Cryptography: Theory and Practice, 3rd edition, CRC press, Douglas R. Stinson
8 AES'in güvenlik ölçütleri. AES'in farksal ve doğrusal kriptoanalizi, dallanma sayısı ve MDS matrisler, bumerang ve imkansız farksal saldırılar Cryptography: Theory and Practice, 3rd edition, CRC press, Douglas R. Stinson
9 İntegral ve kare atakları, AES'e uygulamalar Cryptography: Theory and Practice, 3rd edition, CRC press, Douglas R. Stinson
10 LFSR tabanlı akan şifreleme algoritmaları, LFSR'ların periyotları, istatistiksel özellikleri, doğrusal karmaşıklık ve Berlekamp Massey algoritması Cryptography: Theory and Practice, 3rd edition, CRC press, Douglas R. Stinson
11 Kayan anahtar üreteçlerinin kriptoanalizi, tekrar eşleştirme saldırıları, ödünleşim saldırıları, korelasyon saldırıları Cryptography: Theory and Practice, 3rd edition, CRC press, Douglas R. Stinson
12 Sıkıştırma fonksiyonu inşaları; özet fonksiyonlarının güvenlik analizleri, Merkle Damgard inşası, çakışmaya dayanıklılık Cryptography: Theory and Practice, 3rd edition, CRC press, Douglas R. Stinson
13 Merkle-Damgard inşalarına çoklu çakışma saldırıları ve ikinci ters görüntü saldırıları, gütme saldırıları Cryptography: Theory and Practice, 3rd edition, CRC press, Douglas R. Stinson
14 SHA ailesinin ve MD ailesinin güvenlik analizleri; SHA3 algoritması Cryptography: Theory and Practice, 3rd edition, CRC press, Douglas R. Stinson


Dersin Program Çıktılarına Katkısı
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14
Ö1 1 2 2 4 2 4 3 3 3 2 2 2 1
Ö2 1 2 2 4 2 4 3 3 3 2 3 2 1
Ö3 2 3 2 4 3 4 3 3 3 2 3 4 2
Ö4 2 3 2 4 3 4 3 3 3 2 3 4 2
Ö5 2 3 2 4 3 4 2 3 3 2 2 2 1

Katkı Düzeyi : 0: Yok 1: Düşük 2: Orta 3: Yüksek 4: Çok Yüksek


https://obs.iyte.edu.tr/oibs/bologna/progCourseDetails.aspx?curCourse=163343&lang=tr