L’insegnamento ha lo scopo di introdurre lo studente allo studio della crittografia e della crittoanalisi, con particolare riguardo alla crittografia simmetrica, la crittografia a chiave pubblica, le funzioni hash e i principali protocolli crittografici.

Conoscenza dei metodi matematici propri della crittografia e mutuati dall’algebra, dalla teoria dei numeri e dal calcolo delle probabilità. Conoscenza dei principali sistemi crittografici simmetrici e asimmetrici e delle funzioni hash. Conoscenza dei metodi di firma digitale e dei principali protocolli crittografici.

Algebra: concetti basilari e.g. strutture algebriche di spazio vettoriale, gruppo, anello e campo. Probabilità: concetti basilari e.g. spazi di probabilità, variabile aleatorie e probabilità condizionata.

(1.5 CFU) Cifrari storici : Cesare, Vigenere, One Time Pad, Hill. Crittanalisi di cifrari classici. Principio di Kerchoffs. Tipi di attacchi: ciphertext only attack (COA), known plaintext attack (KPA), chosen plaintext attack (CPA), ecc. Teoria de Shannon: segretezza perfetta, concetto di entropia e equivocazione, chiavi spurie e distanza di unicità. (1.5 CFU) Probabilistic Encryption. Block Ciphers e Stream ciphers. LFSR. RNG & PRNG. Crittografia a Chiave Pubblica : One-way functions, scambio di chiavi Diffie-Hellman usando curve ellitiche. (3CFU) Principali protocolli crittografici: autenticazione, secret splitting, secret sharing, Blackey scheme, servizi di timestamping. Protocolli di firma con RSA e logaritmo discreto. Protocolli avanzati: identificazione a conoscenza nulla, firma cieca, firma simultanea, denaro elettronico. Introduzione alla blockchain e alle criptovalute.

Il corso consiste di 40 ore di lezione e 20 di esercitazione. Le lezioni sono dedicate alla presentazione degli argomenti del programma del corso. Le esercitazioni seguiranno gli argomenti delle lezioni; in parte saranno svolte alla lavagna dal personale docente, in parte richiederanno la partecipazione attiva degli allievi.

Il materiale didattico sarà scaricabile dalla pagina del corso nel Portale della Didattica. Elenco dei testi consigliati: Libri: ● Understanding Cryptography; Paar, C. and Pelzl, J. ; Springer 2010. ● Cryptography Made Simple; Smart, N.P.; Springer 2016. ● An Introduction to Classic Cryptography; Elia, M. ; Aracne, 2018. ● Cryptography. Theory and practice; Stinson, Douglas R; . CRC Press Series on Discrete Mathematics and its Applications. CRC Press, Boca Raton, FL, 1995. ● Introduction to modern cryptography ; Katz, Jonathan; Lindell, Yehuda. Second edition. Chapman & Hall/CRC Cryptography and Network Security. CRC Press, Boca Raton, FL, 2015 Articoli: ● Shannon, C. E. Communication theory of secrecy systems. Bell System Tech. J. 28, (1949). 656–715. ● Diffie, Whitfield; Hellman, Martin E. New directions in cryptography. IEEE Trans. Information Theory IT-22 (1976), no. 6, 644–654. ● Goldwasser, Shafi; Micali, Silvio Probabilistic encryption. J. Comput. System Sci. 28 (1984), no. 2, 270–299. ● Manuale di crittografia - A. Languasco, A. Zaccagnini - Hoepli (2015)

Dispense; Esercizi; Video lezioni tratte da anni precedenti;

Modalità di esame: Prova orale facoltativa; Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Exam: Optional oral exam; Computer-based written test in class using POLITO platform;

... L'esame finale è una prova scritta di 60 minuti, in aula tramite PC, con l'utilizzo della piattaforma di ateneo. A discrezione del docente potrà essere integrata con una prova orale. Un facsimile/demo della prova scritta sarà disponibile sulla piattaforma moodle.polito.it del corso. Durante la prova scritta gli studenti non possono consultare libri, appunti o altro materiale didattico. La prova scritta si considera superata se il suo risultato è superiore o uguale a 18/30. L'esito dell'esame viene comunicato sul portale della didattica, insieme alla data in cui gli studenti potranno visionare il compito e chiedere chiarimenti.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.