Curs de Ingineria Securității și Criptografie

Lecția 1 • Ciclul de Viață al Ingineriei de Securitate

Maparea activităților de securitate la fiecare fază a ciclului de dezvoltare software. Stabilește contextul procesual pentru toate controalele tehnice predate ulterior.

Lecția 2 • Mentalitatea Atacatorului și Modelele Adversariale

Examinează motivațiile, capacitățile și tacticile atacatorilor pentru a informa proiectarea defensivă. Construiește empatie față de gândirea adversarială ca o competență fundamentală de inginerie.

Lecția 3 • Principii și Concepte Fundamentale de Securitate

Introduce confidențialitatea, integritatea, disponibilitatea și nerepudierea ca factori de proiectare. Conectează principiile fundamentale la fiecare decizie ulterioară de inginerie din curs.

Lecția 4 • Ingineria Cerințelor de Securitate

Acoperă identificarea, documentarea și validarea cerințelor de securitate de la părțile interesate. Leagă cerințele de controale verificabile și criterii de acceptare.

Lecția 1 • Teoria Probabilităților și a Informației

Predă entropia, aleatoritatea și definițiile probabilistice de securitate. Fundamentează demonstrațiile de securitate și analiza spațiului cheilor în termeni riguroși de teoria informației.

Lecția 2 • Complexitatea Computațională pentru Criptografie

Explică ipotezele de duritate și clasele de complexitate care justifică securitatea criptografică. Permite studenților să evalueze dacă securitatea unei scheme este bine fundamentată.

Lecția 3 • Aritmetică Modulară și Teoria Numerelor

Acoperă operațiile modulare, congruențele și proprietățile numerelor prime esențiale pentru criptografie. Oferă setul de instrumente aritmetice pentru toți algoritmii simetrici și asimetrici.

Lecția 1 • Cifruri Clasice și Istorice

Prezintă cifrurile de substituție, transpoziție și Vigenère pentru a ilustra punctele slabe fundamentale. Motivează cerințele moderne de proiectare prin criptanaliza istorică.

Lecția 2 • Proiectarea Cifrurilor Bloc și AES

Examinează rețelele substituție-permutație, structurile Feistel și mecanismele interne AES. Oferă cunoștințele structurale necesare pentru a evalua securitatea cifrurilor bloc.

Lecția 3 • Scheme de Criptare Autentificată

Integrează confidențialitatea și integritatea în construcții AEAD combinate, cum ar fi AES-GCM și ChaCha20-Poly1305. Conectează la proiectarea de protocoale securizate în capitolele ulterioare.

Lecția 4 • Moduri de Operare

Acoperă modurile ECB, CBC, CTR, GCM și altele, cu proprietățile lor de securitate și cazurile de eșec. Permite selectarea corectă a modului pentru nevoi specifice de confidențialitate și integritate.

Lecția 1 • Criptosistemul RSA

Derivează RSA din duritatea factorizării întregilor și acoperă generarea cheilor, criptarea și semnarea. Evidențiază cerințele de umplutură și capcanele comune de implementare.

Lecția 2 • Semnături Digitale și Nerepudiere

Formalizează modelele de securitate ale semnăturii și acoperă DSA, EdDSA și semnăturile oarbe. Conectează schemele de semnătură la cerințele de identitate și nerepudiere.

Lecția 3 • Încapsularea Cheilor și Criptarea Hibridă

Combină transportul asimetric al cheilor cu criptarea simetrică pentru protecția practică a datelor. Pregătește studenții să proiecteze sisteme hibride utilizate în TLS și mesageria securizată.

Lecția 4 • Criptografia cu Curbe Eliptice

Acoperă grupurile de curbe eliptice, ECDH și ECDSA, cu accent pe selectarea curbei și securitate. Demonstrează avantajele de eficiență față de RSA la niveluri de securitate echivalente.

Lecția 1 • Familia SHA și Algoritmii Moderni de Hash

Acoperă punctele slabe SHA-1, mecanismele interne SHA-2 și proiectarea buretelui SHA-3. Ghidează selecția algoritmilor pe baza cerințelor de securitate și a constrângerilor de performanță.

Lecția 2 • Hashing de Parole și Derivarea Cheilor

Acoperă bcrypt, scrypt, Argon2 și PBKDF2 pentru stocarea parolelor și întinderea cheilor. Abordează duritatea memoriei și rezistența la paralelizare împotriva atacurilor offline.

Lecția 3 • Proprietățile Funcțiilor Hash și Proiectarea

Definește rezistența la preimagine, a doua preimagine și coliziune, cu modele formale de securitate. Stabilește proprietățile de care depind toate aplicațiile ulterioare ale hash-urilor.

Lecția 4 • Scheme de Angajament și Bazele Cunoașterii Zero

Introduce angajamentele bazate pe hash și intuiția din spatele dovezilor cu cunoaștere zero. Conectează aceste primitive la proiectarea de protocoale care păstrează confidențialitatea în capitolele ulterioare.

Lecția 1 • Managementul Ciclului de Viață al Certificatelor

Predă fluxurile de lucru pentru emiterea, reînnoirea, revocarea și expirarea în PKI operațional. Conectează lacunele din ciclul de viață la întreruperi reale și incidente de securitate.

Lecția 2 • Certificatul X.509 și Autoritățile de Certificare

Acoperă structura certificatelor, extensiile și proiectarea ierarhiei AC pentru stabilirea încrederii. Oferă cunoștințele structurale necesare pentru toate deciziile de implementare PKI.

Lecția 3 • Protocoale de Acord al Cheilor și Rotație

Acoperă programul de chei TLS 1.3, ratcheting-ul protocolului Signal și strategii automate de rotație a cheilor. Pregătește studenții să implementeze managementul cheilor cu secretizare directă și recuperare după compromitere.

Lecția 4 • Modele de Încredere și Rețeaua de Încredere

Compară PKI ierarhic, rețeaua de încredere și modelele de încredere DANE, cu compromisurile lor de securitate. Permite decizii informate privind arhitectura încrederii pentru contexte variate de implementare.

Lecția 1 • Obiectivele de Securitate ale Protocolului și Modelele de Amenințare

Definește obiectivele de autentificare, secretizare și integritate în cadrul modelului adversar Dolev-Yao. Încadrează toate analizele ulterioare de protocol într-un context formal consistent de amenințare.

Lecția 2 • Atacuri Comune asupra Protocoalelor

Examinează atacurile de rejucare, reflexie, omul-din-mijloc și downgrade, cu exemple concrete. Construiește abilitatea de analiză adversarială necesară pentru a întări implementările de protocoale.

Lecția 3 • TLS și Protocoale de Transport Securizate

Analizează în profunzime handshake-ul TLS 1.3, stratul de înregistrare și protecțiile împotriva downgrade-ului. Conectează mecanismele interne ale protocolului la primitivele criptografice acoperite în capitolele anterioare.

Lecția 4 • Metode Formale de Verificare a Protocoalelor

Introduce ProVerif, Tamarin și logica BAN pentru demonstrații automate de corectitudine a protocoalelor. Demonstrează cum instrumentele formale depistează defecte scăpate de analiza manuală.

Lecția 1 • Vulnerabilități de Implementare Criptografică

Acoperă canalele laterale de timp, atacurile padding oracle și injecția de defecte în codul criptografic. Conectează defectele de implementare la primitivele teoretice studiate în capitolele anterioare.

Lecția 2 • Proiectarea API-urilor Criptografice și Utilizarea Abuzivă

Analizează defectele comune de proiectare a API-urilor care duc la utilizare abuzivă, inclusiv confuzia cheilor și expunerea nonce-urilor. Ghidează studenții în proiectarea de API-uri greu de utilizat incorect.

Lecția 3 • Tehnici de Analiză a Canalelor Laterale

Predă analiza consumului de energie, analiza electromagnetică și canalele laterale acustice împotriva hardware-ului. Pregătește studenții să evalueze securitatea fizică a dispozitivelor criptografice.

Lecția 4 • Agilitatea Criptografică și Migrarea

Predă negocierea algoritmilor, planificarea deprecierii și strategiile de migrare pentru sistemele criptografice îmbătrânite. Pregătește studenții să gestioneze sisteme longevive prin tranziții de algoritmi.