Kódolás és IT biztonság

Coding and IT Security

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

2026. March 21.

Hatályosság vége:

—

Tantárgy neve (magyarul, angolul)

Kódolás és IT biztonság

Coding and IT Security

Tantárgykód

BMEVIHIBB01

Tantárgyjelleg

—

Képzési szint

—

Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)

Kurzustípus	elmélet	gyakorlat	laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti)	2	0	2
jelleg (kapcsolt/önálló)	—	—	kapcsolt

Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa

vizsga

Tantárgy kreditértéke

Tantárgyfelelős

DR. Buttyán Levente

beosztás: egyetemi tanár

elérhetőség: buttyan.levente@vik.bme.hu

Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység

Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék

Kar

Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Tantárgy weboldala

—

Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege

—

Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel

nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram

Az előadások tematikája:
Előadás Előadás anyaga
1. Bevezetés a kódolástechnikába: motivációk, példák, a terület felosztása, áttekintése.
2. Veszteségmentes forrákódolás (tömörítés): átlagos kódszóhossz, entrópia, optimális kódok, Huffman algoritmus, Lempel-Ziv algoritmus.
3. Veszteséges forráskódolás (tömörítés): kvantálás, transzformációs kódolás, prediktív kódolás. Gyakorlati példák: beszéd- és hangtömörítés, kép- és videótömörítés (GIF, JPEG, MPEG algoritmusok)
4. Csatornakódolás (hibajelző és -javító kódok): Zajos kommunikációs csatorna, kódolási nyereség. Alapfogalmak: hibázás, javítás, detektálás, kódszó, kód, kódtávolság, kódparaméterek, előreirányú és nyugtázásos kódolás. Hibajavítás: Lineáris bináris blokk kód, ciklikus bináris kód. Hibadetekció: CRC hibadetekciós technika. Alkalmazási területek: cellás mobil, VSAT, CDMA.
5. Kriptográfiai kódolás: Szimmetrikus kulcsú algoritmusok: kulcsfolyam- és blokkrejtjelezők, kriptográfiai hash függvények és MAC függvények. Aszimmetrikus kulcsú rejtjelezés és digitális aláírás.
6. Kulcsmenedzsment: véletlenszám-generálás, kulcscsere protokollok és a nyilvános kulcs infrastruktúra (PKI) alapjai.
7. Kriptográfiai protokollok mint alkalmazási példák: WiFi biztonság, TLS, SSH.
8. Bevezetés az IT biztonságba: Motivációk, példák, a terület felosztása, áttekintése.
9. Szoftverbiztonság 1: Webes alkalmazások biztonsági problémái (SQL injection, XSS, CSRF, stb.) és javasolt megoldások.
10. Szoftverbiztonság 2: Alacsony szintű programozási nyelvek biztonsági problémái, támadási módszerek (stack overflow, ROP, heap overflow, integer overflow, race conditions) és védekezési technikák (pl. stack kanári, DEP, ASLR).
11. Szoftverbiztonság 3: Szoftverek biztonsági elemzése és tesztelése (code review, software penetration testing, fuzzing), biztonságos szoftverfejlesztési módszertanok illusztratív példákkal (pl. MS SDL).
12. Rosszindulatú szoftverek: fajtái, működésük, terjedési és rejtőzködési technikák, malware fertőzések detektálása, incidenskezelés.
13. Felhasználóhitelesítés és hozzáférésvédelem: jelszavak, token alapú hitelesítés, biometria, jogosultságkezelés és hozzáférésvédelem különböző rendszerekben (Linux, Windows, Android).
14. Hálózatbiztonság: Tipikus hálózati támadás fázisai, az egyes fázisokban alkalmazott módszerek és eszközök. Határvédelem tűzfalakkal, tűzfalak típusai, működésük, tipikus konfigurációs beállítások, és tipikus hibák. IDS és SIEM rendszerek fajtái, működésük, konfiguráció. Logelemzés.

A gyakorlatok (laborok) tematikája:
Labor Labor anyaga
1. Speciális veszteségmentes kódolási eljárás implementálása
2. Médiakódolási eljárások
3. Adatátvitel szimulált zajos csatornán
4. Kriptográfiai programkönyvtár használata
5. Véletlenszám generátorok vizsgálata
6. Tanúsítvány alapú hitelesítés webes környezetben
7. Web biztonság labor
8. Memória korrupciós támadások
9. Szoftver biztonsági tesztelés, fuzzing
10. Rosszindulatú programok visszafejtése, elemzése
11. Hozzáférésvédelem, jogosultság kezelés operációs rendszerekben
12. Etikus hacking módszerek, hálózati logelemzés

A tárgy célja az információs és kommunikációs rendszerekben használt kódolási módszerek alapelveinek ismertetése, valamint néhány jellemző kódolási eljárás, algoritmus gyakorlati alkalmazási készségének kialakítása, különös tekintettel az IT biztonság céljait szolgáló kódolási technikákra (adatok rejtjelezése, integritásvédelme és hitelesítése). A tárgy célja továbbá az IT biztonság kódoláson túlmutató területeinek bemutatása, különböző rendszer-, hálózat- és szoftverbiztonsági problémák és az azok kiküszöbölését szolgáló módszerek alapelveinek ismertetése, és alkalmazási készség kialakítása a gyakorlatban használt védelmi megoldások kiválasztása, konfigurálása, és üzemeltetése területén. A tárgyat elvégző hallgatótól elvárható, hogy Ismeret tudásszinten (K1) ismeri az információs és kommunikációs rendszerek felépítését, működését, megvalósítását; alapvető kódolási ismeretekkel bír mind a három kódolási területen (hibajelző, hibajavító, és kriptográfiai kódolás); ismeri az információs és kommunikációs rendszerek biztonsági problémáit és az alapvető IT biztonsági célokat; Megértés tudásszinten (K2) képes IT biztonsági problémák azonosítására; képes létező IT biztonsági megoldások hiányosságainak azonosítására; Alkalmazás tudásszinten (K3) képes a létező kódolási technikák gyakorlati alkalmazására; képes létező IT biztonsági megoldások telepítésére és üzemeltetésére; Konstrukciós tudásszinten (K4) képes adott feladatra alkalmas IT biztonsági megoldások kiválasztására.

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Képességek

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Attitűd

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Autonómia és felelősség

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Oktatási módszertan

Előadás és laboratóriumi gyakorlatok. Az előadásokon az ismeretek átadásának hatékonyságát szemléletes példákkal és valós életből vett esetek tanulmányozásával igyekszünk növelni. Az alkalmazési készségek fejlesztése a labor gyakorlatokon történik, fokozatosan nehezedő, didaktikusan felépített feladatsorok megoldásával. A feladatok az adott alkalmazási környezetben működő rendszer működésének egyszerű megfigyelésétől, a megfigyelt jelenségek elemzésén keresztül, a konstruktív hibajavításig vagy tervezésig terjednek.

Tanulástámogató anyagok

Online források

• Buttyán L., Györfi L, Györi S., Vajda I.: Kódolástechnika (elektronikus jegyzet), BME, 2006.; • Buttyán L., Vajda I.: Kriptográfia és alkalmazásai, TypoTeX, 2004.; + órán kiadott elektronikus segédanyag

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák

(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

Hálózatok alapjai és üzemeltetése, Operációs rendszerek, A programozás alapjai

Képesség típusú kompetenciák

(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák

(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)

Hálózatok alapjai és üzemeltetése, Operációs rendszerek, A programozás alapjai

Általános szabályok

Követelmények: A szorgalmi időszakban: A laboratóriumi gyakorlatok elején a felkészültséget teszteljük és a gyakorlaton végzett önálló munkát értékeljük. A laboratóriumi gyakorlatok lefelé kerekített kétharmadát kell sikeresen teljesíteni. A sikeres teljesítés az adott laboróriumi gyakorlat során maximálisan elérhető pontszám legalább 40%-ának elérését jelenti. A mulasztott laboratóriumi gyakorlat sikertelennek számít. A félév végi aláírás feltételei: 12 laboratóriumi gyakorlat esetén legalább 8-at, ha a szorgalmi időszakban hétközi munkaszüneti nap, vagy oktatási szünet miatt laboratóriumi gyakorlat elmarad, akkor 11 laboratóriumi gyakorlat esetén 7-et kell sikeresen teljesíteni az aláírás megszerzéséhez. A vizsgaidőszakban: Sikeres írásbeli vizsga, mely a vizsga során maximálisan elérhető pontszám legalább 40%-ának elérését jelenti. Az osztályzat megállapításának módja: 0,3 * L + 0,7*V a legközelebbi egészre kerekítve, ahol L a beszámítandó laboratóriumi gyakorlatokra kapott osztályzatok átlaga, V pedig a sikeres vizsgára kapott osztályzat. A beszámítandó laboratóriumi gyakorlatok halmaza az összes laboratóriumi gyakorlat legjobban sikerült kétharmadát tartalmazza (pl. 12 laboratóriumi gyakorlat esetén a legjobban sikerült 8 sikeres laboratóriumi gyakorlatot). Pótlási lehetőségek: A sikertelen (mulasztott vagy nem teljesített) laboratóriumi gyakorlatok nem pótolhatók.

Teljesítményértékelési módszerek

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás

Nincs megadva.

Ajánlott tantárgyak

Nincs megadva.

A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága

Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:

—

Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:

—

Tantervi elhelyezés

Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.