BDF404: Angewandte Kryptografie

Lernpfad IT-Sicherheit

BDF404: Angewandte Kryptografie

Kurzporträt BDF404: Angewandte Kryptografie

Worum geht es? Dieses Modul behandelt Angewandte Kryptografie im Kontext der Digitalen Forensik. Im Mittelpunkt stehen insbesondere Geschichtliche Entwicklung der Kryptografie; Mathematische Grundlagen der Kryptografie; Signaturen, Ende-zu-Ende-Verschlüsselung in der Kommunikation.

Wofür braucht man es? Kryptografisches Verständnis hilft, Verschlüsselung, Signaturen und Schlüsselmaterial in Sicherheits- und Forensikfällen korrekt einzuordnen und Grenzen technischer Schutzverfahren zu erkennen.

Wieso ist es interessant? Das Modul verbindet fachliche Grundlagen mit anwendungsnahen Fragestellungen und zeigt, wie die behandelten Konzepte in realen digitalen Untersuchungs- und Sicherheitskontexten wirksam werden.

Modulverantwortung

Prof. Dr. Nils Kopal

Lehrperson(en)

Prof. Dr. Nils Kopal

Verwendbarkeit

Bachelor Digitale Forensik

Fächergruppe

Informatik

Modultyp

Pflicht

Sprache

Deutsch

Angebot

Sommersemester

Dauer

1 Semester

Credits

5 ECTS

Benotung

Deutsche Notenskala 1-5

SWS

2 V | 2 Ü | - P | - S

Workload

Präsenzstudium: 45 Std. Selbststudium: 90 Std.

Engl. Titel

Applied Cryptography

Empfohlene Voraussetzungen

BDF101: Informatik-Grundlagen der Forensik: Zahlensysteme, Bitoperationen, Datenrepräsentation und algorithmische Grundlagen.
BDF103: Programmierung: grundlegende Programmierkonzepte zur praktischen Umsetzung kryptografischer Verfahren.
BDF104: Einführung in die Digitale Forensik: forensische Fragestellungen und rechtlich-ethischer Kontext digitaler Beweise.
BDF205: IT-Sicherheit: Kryptografiegrundlagen, Authentifizierung, digitale Signaturen und Sicherheitsziele.

Lernergebnisse / Kompetenzen

WAS

Die Studierenden können kryptografische Verfahren anwendungsbezogen erklären, einsetzen und hinsichtlich ihrer forensischen und sicherheitstechnischen Bedeutung bewerten.

WOMIT

Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie insbesondere folgende im PDF genannten Kompetenzen aufbauen:

verschiedene Verschlüsselungsverfahren zu identifizieren
bekannte Schwächen zur Entschlüsselung zu nutzen
die Kryptoanalyseverfahren zur Entschlüsselung von bekannten Verfahren zu abstrahieren und auf neue Verfahren anzuwenden
ausgewählte mathematischen Grundlagen moderner Kryptografie auf einfachen Beispielen anzuwenden
die Funktionsweise moderner Verschlüsselung mittels DES / AES zu erläutern und die Algorithmen von historischen Verfahren hinsichtlich ihrer Sicherheit abgrenzen
neben den technischen Grundlagen der modernen Kryptografie die sozialen und gesellschaftlichen Fragestellungen, die aus dem Einsatz von Verschlüsselungsverfahren resultieren, zu kennen
auf affektiver Ebene sich eine eigene Meinung zu diesen Fragestellungen zu bilden und diese zu begründen

WOZU

Damit sie in späteren Modulen, Projekten und beruflichen Aufgaben der Digitalen Forensik fachliche Entscheidungen begründet treffen, digitale Sachverhalte systematisch untersuchen und Ergebnisse nachvollziehbar kommunizieren können.

Inhalte

Geschichtliche Entwicklung der Kryptografie
Mathematische Grundlagen der Kryptografie
Signaturen, Ende-zu-Ende-Verschlüsselung in der Kommunikation
Blockchains, Distributed Ledgers und Kryptowährungen
Nachweis perfekter Sicherheit und Postquanten-Kryptografie
Methoden zum Brechen von Kryptografie (Krypto-Analyse, Häufigkeitsanalyse, Brute-Force)
Einführung in Werkzeuge (z.B. John the Ripper, Hashcat, Medusa, Aircrack)
Ethische und rechtliche Aspekte (Privatsphäre versus Sicherheitsinteressen)

Prüfungsvorleistung

Keine

Prüfungsleistung

Klausur, 90 Minuten

Literatur

Christof Paar und Jan Pelzl: Understanding Cryptography, Springer, Berlin, 2010, https://doi.org/10.1007/978-3-642-04101-3
Jonathan Katz und Yehuda Lindell: Introduction to Modern Cryptography, CRC Press, Boca Raton, 2021
Niels Ferguson, Bruce Schneier und Tadayoshi Kohno: Cryptography Engineering, Wiley, Indianapolis, 2010
Alfred J. Menezes, Paul C. van Oorschot und Scott A. Vanstone: Handbook of Applied Cryptography, CRC Press, Boca Raton, 1996, https://cacr.uwaterloo.ca/hac/