Obiettivi del corso e programma
  Bibliografia
  Prerequisiti
  Modalità d'esame
  Testi d'esame 2015-16
  Testi prove scritte (per ammissione all'orale) 2020-21
  Registro delle lezioni

Obiettivi del corso e programma

• Obiettivi di apprendimento
  • Introdurre le nozioni elementari sottostanti il progetto dei sistemi di cifratura moderni.

• Programma
  • Introduzione: definizione di crittografia e crittoanalisi

  • Generatori di numeri pseudo-casuali

  • Cifrari Storici

  • Cifrari perfetti: definizione e proprietà, il One-time pad

  • Cifrari a chiave simmetrica: DES, Triple-DES e AES

  • Cifrari composti

  • Cifrari a chiave pubblica: funzioni one-way trapdoor e RSA

  • Crittografia su curve ellittiche

  • Identificazione, Autenticazione e Firma digitale

  • Il sistema SSL

  • Protocolli "Zero Knowledge"

  • La moneta elettronica e i protocolli bitcoin

  • Elementi di crittografia quantistica

Bibliografia

[BFL]
Anna Bernasconi, Paolo Ferragina, Fabrizio Luccio
Elementi di Crittografia
Pisa University Press 2015
Errata

Prerequisiti del corso

Nozioni di base di algebra, teoria della probabilità, algoritmi e strutture dati.

Modalità d'esame

Scritto, nel caso di esami svolti in presenza
Orale (con discussione di esercizi), nel caso di esami svolti a distanza

ATTENZIONE:

Durante le prove gli studenti NON possono consultare libri, appunti o altro materiale didattico.

Registro delle lezioni

N	Data	Argomenti	Riferimenti bibliografici
1	16/09	Introduzione al corso. Una carrellata sulla crittografia e gli argomenti che saranno coperti dal corso	[BFL, cap 1] Lucidi
2	20/09	Richiami di concetti sulla rappresentazione dell'informazione mediante sequenze. Richiami di Teoria della Calcolabilità.	[BFL, cap 2] Lucidi
3	23/09	Algoritmi polinomiali e esponenziali. Le classi di complessità P, NP, co-NP.	[BFL, cap 3] Lucidi
4	27/09	Definizione e proprietà delle sequenze casuali; complessità secondo Kolmogorov di una sequenza. Esistenza di funzioni casuali secondo Kolmogorov.	[BFL, cap 4] Appunti
5	30/09	Generatori di numeri pseudocasuali: generatore lineare e polinomiale, generatori crittograficamente sicuri. Le funzioni one-way e il generatore BBS. Generatori basati su cifrari simmetrici.	[BFL, cap 4] Appunti
6	4/10	Algoritmi randomizzati: test di primalità di Miller-Rabin, generazione di numeri primi. La classe di complessità RP.	[BFL, cap 4] Appunti
7	7/10	Introduzione ai cifrari storici. Cifrari a sostituzione monoalfabetica e polialfabetica. Cifrari a trasposizione.	[BFL, cap 5] Lucidi
8	11/10	Cifrari storici: crittoanalisi statistica; la macchina Enigma. Esercitazione: discussione di esercizi d'esame (complessità e randomizzazione, cifrari storici).	[BFL, cap 5] Lucidi (vedi lezione del 7/10) Esercizi sui complessità e randomizzazione Esercizi sui cifrari storici Soluzioni
9	15/10	Cifrari perfetti: il cifrario One-time pad.	[BFL, cap 6] Appunti Esercizi sui cifrari perfetti Soluzioni (in breve)
10	18/10	Il sistema DES e i possibili attacchi.	[BFL, cap 7] DES
11	21/10	Variazioni e alternative al DES (3DES e attacchi meet-in-the-middle). Il Cifrario AES: storia e struttura.	[BFL, cap 7] Lucidi Esercizi sui cifrari simmetrici Soluzioni
12	4/11	Cifrari a composizione di blocchi. Introduzione alla crittografia a chiave pubblica. Richiami di algebra modulare e loro relazione con i cifrari a chiave pubblica.	[BFL, cap 8]
13	8/11	Cifrari ibridi. Crittografia a chiave pubblica: il cifrario RSA. RSA: sicurezza e attacchi.	[BFL, cap 8] Appunti
14	11/11	Esercitazione: discussione di esercizi d'esame (cifrari simmetrici e cifrari a chiave pubblica)	[BFL, cap 8] Appunti Esercizi sul cifrario RSA (e sul protocollo DH) Soluzioni
15	15/11	Il protocollo di scambio di chiavi di Diffie-Hellman. Il cifrario a chiave pubblica di El Gamal. Introduzione alla crittografia su curve ellittiche. Curve ellittiche sui reali: descrizione geometrica della somma.	[BFL, cap 8] Appunti
16	18/11	Seminario del Dott. Gaspare Ferraro: Presentazione della Cyberchallenge; Cifrari simmetrici e a chiave pubblica: approfondimenti applicativi
17	22/11	Curve ellittiche sui reali: descrizione algebrica della somma. Curve ellittiche su campi finiti. Il problema del logaritmo discreto per le curve ellittiche. Crittografia su curve ellittiche: scambio di chiavi.	[BFL, cap 8] Appunti
18	25/11	Crittografia su curve ellittiche: cifratura e decifrazione. Sicurezza della crittografia su curve ellittiche. Funzioni hash one-way. Protocolli di identificazione e di autenticazione.	[BFL, cap 8, 9] Esercizi sulla crittografia su curve ellittiche Appunti Lucidi
19	29/11	Protocolli di firma digitale. Esercitazione: discussione di esercizi d'esame (ECC).	[BFL, cap 9] Lucidi Esercizi su funzioni hash, MAC e firma digitale. Soluzioni (curve ellittiche)
20	02/12	Sistemi "Zero Knowledge": il protocollo di identificazione di Fiat e Shamir. I protocolli SSL e TLS.	[BFL, cap 9] Appunti Lucidi (SSL) Appunti (TLS)
21	6/12	Seminario del Dott. Andrea Lisi: Tecnologia Blockchain e Criptovalute.	[BFL, cap 10] Lucidi
22	9/12	Distribuzione quantistica di chiavi: il protocollo BB84.	[BFL, cap 11] J. Mullins. Making unbreakable code. IEEE Spectrum, Maggio 2002, pp. 40-45. Appunti
23	10/12	Esercitazione: discussione di esercizi d'esame (funzioni hash, MAC e firma digitale).	Soluzioni (protocolli).