密码学是保护计算机系统信息不可或缺的工具。在本课程中,您将了解密码系统的内部工作原理,以及如何在实际应用中正确使用它们。课程首先将详细讨论当强大的对手窃听和篡改流量时,拥有共享密钥的双方如何进行安全通信。我们将研究许多已部署的协议,并分析现有系统中的错误。课程的后半部分将讨论让双方生成共享秘钥的公钥技术。在整个课程中,学员将接触到该领域许多令人兴奋的公开问题,并参与有趣的(可选的)编程项目。在第二门课程(密码 II)中,我们将介绍更高级的密码任务,如零知识、隐私机制和其他形式的加密。
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该课程共有7个模块
第一周 本周的主题是概述密码学以及第一个密码示例。你将了解伪随机性以及如何将其用于加密。我们还将了解安全加密的一些基本定义。
涵盖的内容
12个视频2篇阅读材料2个作业
第二周我们将介绍一种名为 "块密码 "的新基元,它能让我们构建更强大的加密形式。我们将学习几种经典的块密码构造(AES 和 3DES ),并了解如何使用它们进行加密。块密码是密码学中的 "工作马",应用广泛。下周,我们将了解如何使用块密码提供数据的完整性。本周的可选编程作业要求学生使用 AES 构建一个加密/解密系统。
涵盖的内容
11个视频2个作业
第三周本周的主题是数据完整性。 我们将讨论一些用于确保数据完整性的 MAC 系统经典结构。现在我们只讨论如何防止非机密数据被修改。下周我们将再次讨论加密,并展示如何同时提供保密性和完整性。本周的编程项目展示了如何验证大型视频文件。即使你不做这个项目,也请阅读项目说明--它教授了一个重要的概念,叫做哈希链。
涵盖的内容
11个视频2个作业
第 4 周本周的主题是验证加密:同时确保机密性和完整性的加密方法。我们还将讨论一些小问题,如如何搜索加密数据。这是我们学习对称加密的最后一周。下周我们将开始学习密钥管理和公钥密码学。像往常一样,我们还有一个额外学分编程项目。本周的项目涉及对玩具网站进行选择密文攻击的网络实验。
涵盖的内容
12个视频2个作业
第五周 本周的主题是基本密钥交换:如何在双方之间设置密钥。目前,我们只考虑防止窃听的协议。这个问题激发了公钥密码学的主要概念,但在我们建立公钥系统之前,我们需要绕个弯,先了解一下计算数论的一些基本概念。我们将从追溯到古代(欧几里得)的算法开始,一直讲到费马、欧拉和勒让德。我们还将顺便提及 20 世纪数学中一些有用的概念。下周,我们将充分利用本周所学,构建几个公钥加密系统。
涵盖的内容
9个视频1篇阅读材料2个作业
第六周本周的主题是公开密钥加密:如何使用公开密钥加密和使用秘密密钥解密。公钥加密用于加密文件系统、加密信息系统和许多其他任务的密钥管理。视频涵盖两个系列的公钥加密系统:一个基于陷阱门函数(特别是 RSA),另一个基于 Diffie-Hellman 协议。我们构建的系统具有防篡改的安全性,也称为所选密文安全性(CCA 安全性)。在过去十年中,关于 CCA 安全性的研究层出不穷,由于时间有限,我们只能总结过去几年的主要成果。讲座还为有兴趣进一步了解 CCA 安全公钥系统的人提供了进一步阅读的建议。本周的问题集涉及的数学知识比往常多一些,但应该能加深你对公钥加密的理解。请不要羞于在论坛上发表问题。这是密码 I 课程的最后一周。我希望大家都能学到很多东西,并喜欢这门课程。密码是一个美丽的话题,有很多未决问题和进一步研究的空间。我期待着在 Crypto II 中与大家见面,我们将在那里讨论更多的核心主题和一些更高级的主题。
涵盖的内容
11个视频2个作业
祝贺你们 课程即将结束。 本单元只包含涵盖整个课程的期末考试。我希望大家在这 6 周里学到了很多东西。祝大家在期末考试中取得好成绩,我期待着在今后的课程中见到你们!
涵盖的内容
1个作业
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学生评论
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已于 Dec 15, 2017审阅
This course gives is perfect to start learning cryptography, explanations are detailed, topics carefully selected combining theory with real world examples and making emphasis in important details.
已于 Jan 27, 2023审阅
Wonderful introduction to cryptography in little time. Well presented. Interesting case studies and examples. Easy to follow. Well constructed assignments. Interesting programming assignments.
已于 Jan 13, 2017审阅
Great introduction to the concepts. I really enjoyed learning everything in this course. My only regret is that I was too busy to take time to do the optional programming assignments.
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