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. Non è necessario l’acquisto di testi; comunque, ecco un elenco di libri e articoli 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;

Modalita di esame: Test informatizzato in laboratorio;

Exam: Computer lab-based test;

... L'esame finale è una prova scritta di 60 minuti, in aula tramite PC, con l'utilizzo della piattaforma di ateneo. 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 disabilita 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'Unita Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione piu idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.