Subject » BMEVIHIMB08
Cryptographic Protocols
Kriptográfiai protokollok
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
—
| Subject name (Hungarian, English) |
Kriptográfiai protokollok
Cryptographic Protocols
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Subject code | BMEVIHIMB08 | ||||||||||||
| Subject type | — | ||||||||||||
| Training Level | — | ||||||||||||
| Course types and hours (weekly/semester) |
|
||||||||||||
| Assessment type | vizsga | ||||||||||||
| Credits | 5 | ||||||||||||
| Subject coordinator |
DR. Buttyán Levente
position: egyetemi tanár
contact:
buttyan.levente@vik.bme.hu
|
||||||||||||
| Responsible department |
Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék
|
||||||||||||
| Faculty | Villamosmérnöki és Informatikai Kar | ||||||||||||
| Subject website | https://www.crysys.hu/education/ | ||||||||||||
| Primary curriculum type | — | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Strong prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Weak prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Parallel prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Milestone prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Exclusion | none |
Objectives
Programme
Folyamrejtjelezők: működési elv, tulajdonságok, példák (one-time pad, Salsa20), egyszerűbb folyamrejtjelezők feltörése
Blokkrejtjelezők és blokkrejtjelezési módok: működési elv, tulajdonságok, példák (DES, AES), többszörös rejtjelezés és a középen találkozás (meet-in-the-middle) támadás, klasszikus (ECB, CBC, CTR, stb.) és hitelesített blokkrejtjelezési módok (CCM, GCM)
Különböző blokkrejtjelezési módok elleni támadások: padding orákulum támadás (CBC esetén), kis méretű blokkok problémája (CBC, CFB esetén), egyéb támadások
Kriptográfiai hash- és MAC függvények: működési elv, tulajdonságok, példák (SHA-2 és SHA-3, HMAC, CBC-MAC, CMAC), hash- és MAC függvények elleni támadások (pl. születésnapi paradoxon, meet-in-the-middle, naív MAC konstrukciók támadása)
Publikus kulcsú kriptográfiai algoritmusok (RSA, ECC): a publikus kulcsú rejtjelezés és digitális aláírás működési elve, tulajdonságai, példák (RSA, ElGamal, ECC), kapcsolódó nehéz matematikai problémák, a tankönyvi RSA támadása, PKCS#1 formázás
Publikus kulcsú kriptográfiai algoritmusok (poszt-kvantum sémák): kódolás (McElice) és lattice (pl. NTRU) rejtjelezési sémák működési elve és tulajdonságai, kapcsolódó nehéz matematikai problémák, poszt-kvantum digitális aláírás sémák
TLS Record protokoll: működés és támadások (pl. padding orákulum támadás, BEAST, BREACH, CRIME, stb.)
Kulcscsere protokollok: célok, támadási modell, kulcsszállító és kulcs-megegyezés protokollok, a kulcsfrissesség biztosítása időbélyeggel és nem-megjósolható véletlen számokkal, perfect forward secrecy tulajdonság, példák protokollokra és protokollok elleni támadásokra
Kulcsmenedzsment: kulcsok generálása és származtatása, álvéletlen generátorok működési elvei és tulajdonságai, kulcsszármaztatás nagy entrópiájú inputból (HKDF) és jelszóból (PBKDF2, scrypt, Argon2), tanúsítványok kezelése és a PKI alapelvei
TLS Handshake protokoll: működés és támadások (pl. version rollback, POODLE, LogJam)
Kriptográfiai protokollok WiFi hálózatokban: WEP, WPA, és WPA2 protokollok működése és támadása (pl. ChopChop, KRACK)
Háttértár-rejtjelezés és biztonságos felhő alapú adattárolás: full disk encryption (FDE) motivációja, kihívásai, és FDE-re alkalmas blokkrejtjelezési módok működése, tulajdonságai, a felhő alapú biztonságos adattárolás követelményei, létező megoldások, példák (pl. Tresorit)
Kriptovaluta rendszerekben használt kriptográfiai protokollok: blockchain és smart contract alapelvek, elektronikus fizetőeszközzel szemben támasztott követelmények, példák kriptovaluta rendszerekre (pl. BitCoin, Zcash)
További alkalmazási példák (pl. IPsec, secure messaging, kriptográfiai protokollok erőforrás korlátozott beágyazott rendszerekben, programkód aláírás, stb.)
A gyakorlatok/laborok részletes tematikája
Kriptográfiai programkönyvtár használata 1 (szimmetrikus kulcsú rejtjelezés)
Kriptográfiai programkönyvtár használata 2 (biztonságos csatorna implementációja)
Kriptográfiai programkönyvtár használata 3 (hibrid rejtjelezés és digitális aláírás)
(ZH)
A PKI gyakorlati kérdései
Kulcscsere protokollok elleni támadások
Side-channel támadások kriptográfiai algoritmusok ellen
A tárgy célja, hogy (i) bemutassa az alapvető kriptográfiai algoritmusok és protokollok működését és tulajdonságait, (ii) megismertesse a hallgatókkal a különböző alkalmazásokban felmerülő, kriptográfiai módszerekkel megoldható problémákat, (iii) bemutassa a problémák megoldására használt kriptográfiai protokollok elveit és gyakorlati megvalósításait, és (iv) az ismertetett protokollok részletes analízisén, valamint a gyakorlatokon és házi feladatokon keresztül betekintést nyújtson a kriptográfiai protokollok tervezési és implementációs kérdéseibe.
Learning outcomes
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Knowledge
No learning outcomes recorded.
Skills
No learning outcomes recorded.
Attitudes
No learning outcomes recorded.
Autonomy and responsibility
No learning outcomes recorded.
Oktatási módszertan
Előadás
Tantermi gyakorlat
Önálló munka (házi feladatok megoldása)
Tanulástámogató anyagok
Not provided.
Recommended preliminary knowledge for completing the subject
Knowledge type competencies
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
IT biztonság, Kommunikációs hálózatok
Skill type competencies
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Recommended (non-compulsory) preliminary competencies
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
IT biztonság, Kommunikációs hálózatok
General rules
Követelmények:
Szorgalmi időszakban
1 db ZH
2 db házi feladat
Az aláírás megszerzésének feltétele a ZH és mindkét házi feladat (egyenként is) sikeres teljesítése. Mind a ZH, mind a házi feladatok esetében, a sikeres teljesítéshez a maximálisan elérhető pontszám minimum 40%-át kell elérni.
A ZH eredménye nem számít bele a félévvégi jegybe. A házi feladatokból maximálisan 2x25 pont szerezhető, a teljesítésükhöz tehát minimum 2x10 pontot kell szerezni. A megszerzett pontok beszámítanak a félévvégi jegybe.
Vizsgaidőszakban
Szóbeli vizsga (írásbeli beugróval)
A vizsga sikeres teljesítéséhez a maximálisan elérhető pontszám minimum 40%-át kell elérni. A vizsgán maximálisan 50 pont szerezhető, a sikeres vizsgához tehát minimum 20 pontot kell elérni.
A tárgyból szerzett pontszám: P = V + HF1 + HF2, ahol V a vizsgán szerzett pontszám, HF1 és HF2 pedig a házi feladatokból szerzett pontszám.
A félévvégi jegy számítása:
Jeles (5) – ha P >= 85 pont
jó (4) – ha P >= 70 pont
közepes (3) – ha P >= 55 pont
elégséges (2) – ha P >= 40 pont
elégtelen (1) – ha P < 40 pont
Pótlási lehetőségek:
A sikertelen vagy mulasztott ZH egyszer pótolható.
A házi feladatok beadási határideje a szorgalmi időszakban van, a pontos határidők kihirdetése a félév első hetében történik. A házi feladatok pótlólagosan a kihirdetett határidők után maximum 1 héttel adhatók be, az így beadott házi feladatokra azonban 15% pontlevonás kerül alkalmazásra.
Assessment methods
In-term assessments
No detailed assessments provided.
Weight of in-term assessments
No weights provided.
Exam-period assessments
No detailed assessments provided.
Weight of exam elements
No weights provided.
Grade calculation
No grade thresholds provided.
Attendance requirements
No attendance requirements provided.
Rules for retake and resubmission
Not provided.
Short description
Not provided.
Detailed description
Not provided.
Recommended courses
IT biztonság, Kommunikációs hálózatok
Workload to complete the subject
No workload breakdown provided.
Validity of subject requirements
Requirements valid from:
—
Requirements valid until:
—
Curriculum placement
No curriculum placements recorded for this subject version.