應用密碼學概論專業課程


應用密碼學介紹。支持網路安全的加密方法。

密碼學是網路安全的重要組成部分。在當今的資訊技術市場上,保護敏感資訊並確保工業控制流程的完整性的需求促使網路安全技能的重要性水漲船高。據全球最大的安全軟體供應商賽門鐵克稱,到 2019 年,全球對網路安全職位的需求預計將增長 600 萬,預計缺口為 150 萬。據《福布斯》報導,網路安全市場預計將從 2015 年的 750 億美元增長到 2020 年的 1700 億美元。在此專業領域,學生將學習計算機通訊、經典密碼演算法、對稱密鑰密碼學、公共密鑰密碼學、身份驗證和數位簽名。這些主題對於網路安全新手和有一定經驗的人應該是有用的。

你將獲得的技能

  • 密碼學
  • CRHF (Cryptographic Hash Function )
  • 模冪( modular exponentiation )

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The University of Colorado 科羅拉多大學

科羅拉多大學是公認的高級領導者,提供美國與全球高等教育。滿足學生和社區的多樣化需求。我們促進創新、鼓勵探索並以獨特的方式在科羅拉多州及更大的區域支持知識的擴展。


第 1 門課程  經典密碼系統和核心概念

歡迎來到應用密碼學概論。密碼學是網路安全的重要部分。當今的資料技術市場上,保護敏感資訊並確保工業控制流程的完整性的需求促使網絡安全技能重要性水漲船高。據全球最大的安全軟件供應商賽門鐵克稱,到 2019 年,全球對網路安全職位的需求預計將增長 600 萬,預計缺口為 150 萬。據《福布斯》報導,網路安全市場預計將從 2015 年的 750 億美元增長到 2020 年的 1700 億美元。在此專業知識中,你將學習計算機通訊、經典密碼演算法、對稱密鑰密碼學、公共密鑰密碼學、身份驗證和數位簽名。如果你不熟悉網路安全課程1(經典密碼系統),這些主題對你特別有用,它介紹與密碼學和密碼分析有關的基本概念和術語。建議你具備計算機科學的基本知識和基本數學技能,例如代數和機率


第 2 門課程 密碼學的數學基礎

歡迎來到“應用密碼學概論”課程 2。在本課程中,將向您你介紹構成密碼學和密碼分析方法基礎的基本數學原理和函數。這些原理和函數將有助於理解第 3 課和第 4 課中討論的對稱和非對稱密碼方法。如果你不熟悉網路安全,則這些主題對你特別有用。建議你具備計算機科學的基本知識和基本數學技能,例如代數和機率。


第 3 門課程  對稱性密碼學

歡迎來到對稱密碼學! 對稱加密依靠共享密鑰來確保訊息的機密性,以避免未經授權的攻擊者檢索訊息。本課程介紹了替換和置換技術,當消息以自然語言(例如英語)編碼時,這是經典密碼學的基礎。然後,我們基於乘積加密法product ciphers(同時使用替代和轉置/置換)來描述現代分組密碼 block ciphers ,並回顧了DES、3-DES 和 AES 中廣泛使用的密碼演算法。最後,通過在 ECB、CBC、CFB、OFB 和 CTR 模式下引入不同的分組密碼操作模式,我們可以使用分組密碼來支持可變數據長度。該課程出現在跨兩個專業課程的列表中 : “應用密碼學專業”和“應用密碼學概述專業“的一部分。


第 4 門課程  非對稱性密碼學和密鑰管理

歡迎來到非對稱密碼學和密鑰管理! 在非對稱密碼學或公共密鑰密碼學中,發送者和接收者使用一對公共-私有密鑰,而不是同一對稱密鑰,因此它們的加密操作是非對稱的。

本課程將首先回顧非對稱密碼學的原理,並描述如何使用密鑰對來提供不同的安全性。然後,我們將研究 RSA 密碼演算法和 Diffie-Hellman 密鑰交換協議中流行的非對稱方案,並了解它們如何以及為何起作用以保護通訊/訪問。最後,我們將討論對稱密鑰和公共密鑰的密鑰分配和管理,並描述公共密鑰分配中的重要概念,例如公共密鑰授權、數位證書和公共密鑰基礎結構。

本課程還描述了一些數學概念,例如素因數分解( prime factorization )和離散對數( discrete logarithm ),它們成為非對稱原函數( primitives )安全性的基礎,離散數學的運作知識將有助於學習該課程;對稱密碼學課程(建議在該課程之前參加)也討論了模運算( modular arithmetic )。該課程出現在跨兩個專業課程的列表中 : “應用密碼學專業”和“應用密碼學概述專業“的一部分。


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