Co3083 đề cương môn học

Đại Học Quốc Gia TP.HCM
Trường Đại Học Bách Khoa
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính

Vietnam National University – HCMC
Ho Chi Minh City University of Technology
Faculty of Computer Science and Engineering

Đề cương mơn học

MẬT MÃ HỌC VÀ MÃ HĨA THƠNG TIN
(Advance Cryptography and Coding Theory )
Số tín chỉ

3 (2.2.5)

Số tiết

Tổng: 60

Tỉ lệ đánh giá
Hình thức đánh giá
Mơn tiên quyết

BT: 0%
TN: 10%
KT: 30%
- Kiểm tra: tự luận, 90 phút
- Thi: tự luận, 90 phút
Khơng có

Mơn học trước
Mơn song hành

Khơng có

CTĐT ngành
Trình độ đào tạo

Khoa Học Máy Tính và Kỹ Thuật Máy Tính
Đại học

Cấp độ mơn học

3 [Dạy cho HK II năm học thứ 3]

MSMH
LT: 30

TH: 0

CO
TN: 30

BTL/TL: x

BTL/TL: 20%

Thi: 40%

Ghi chú khác

1. Mô tả môn học
Môn học tự chọn này sẽ dành cho các sinh viên ham thích tốn học và muốn tìm hiểu một số chủ
đề nâng cao trong mật mã học hiện đại như các hệ mã đường cong elliptic, thám mã dàn, mật mã
dựa trên lý thuyết mã hóa sửa lỗi, và các kỹ thuật lượng tử trong mật mã.

Course Description
The course focuses on some adavnced topics in cryptography. Several modern cryptosystems will
be analyzed and explained, including elliptic curves, lattices, and algebraic codes, quantum
cryptography.

2. Tài liệu học tập/Required Textbooks
[1] J. Katz & Y. Lindell, Introduction to Modern Cryptography (2nd ed.), CRC Press, 2014.
[2] W. Trappe & L.C. Washington, Introduction to Cryptography with Coding Theory (2nd ed.),
Pearson, 2005.

3. Mục tiêu mơn học
Mơn học này trang bị cơ sở tốn học, giúp sinh viên sau khi hồn thành mơn học có thể hiểu
được các giao thức mật mã hiện đại quan trọng nhất hiện nay, sử dụng được chúng, nắm được
tính an tồn và tính hiệu quả của chúng; cũng như hiểu được các nguy cơ bị tấn công của các hệ
mã này cùng với một số giải pháp có thể trong tương lai. Môn học là một xuất phát điểm tốt cho
những sinh viên có đam mê và muốn đi sâu nghiên cứu về mật mã học; một số vấn đề khó và
một số bài tốn chưa có lời giải sẽ được nêu ra và thảo luận trong suốt môn học.

Course Goals
1/4


Upon successful completion of the course, the students will achieve an understanding of the main
modern cryptography protocols from a mathematical point of view. They should be capable of

knowing how to use these protocols and understanding their security, their efficiency. Students
should also know what are the threats to currently used systems and possible solutions for the
future. This course will also serve as an excellent starting point for further research in cryptography,
stimulating the students with challenge questions and open problems.

4. Chuẩn đầu ra môn học
TT

L.O.1

L.O.2

L.O.3

L.O.4

L.O.5

Chuẩn đầu ra môn học
Sinh viên cần nắm vững các chủ đề dưới đây. Cụ thể: cần hiểu rõ định
nghĩa, tính tốn thành thạo các ví dụ quen thuộc, giải được các bài tập lý
thuyết lẫn bài tập về thuật tốn được xét đến trong mơn học bằng Maple,
Mathlab, hoặc các ngơn ngữ lập trình phù hợp khác.
Các hệ mã cổ điển và mật mã khóa cơng khai
L.O.1.1 – Lý thuyết số
L.O.1.2 – Mã hóa đối xứng
L.O.1.3 – Xác thực văn bản và các hàm băm mật mã
L.O.1.4 – Chữ ký số
L.O.1.5 – Các hệ mã khóa cơng khai: RSA, El Gamal
Mật mã đường cong elliptic

L.O.2.1 – Đường cong elliptic: Cấu trúc nhóm, Tính (siêu-) kỳ dị,
Nhân tử hóa
L.O.2.2 – Các hệ mã đường cong elliptic: El Gamal, ECDSA etc.
Mật mã dàn
L.O.3.1 – Dàn: Định nghĩa, giải thuật, LWE,…
L.O.3.2 – Tấn cơng dàn (phương pháp Regev), Chữ kí diện tử
Mật mã dựa trên lý thuyết mã hóa sửa lỗi
L.O.4.1 – Lý thuyết mã hóa sửa lỗi
L.O.4.2 – Các hệ mã McEliece, Niederreiter, CFS,…
Mật mã học lượng tử
L.O.5.1 – phân phối khóa lượng tử
L.O.5.2 – trao đổi khóa bí mật lượng tử
L.O.5.3 – giao thức tạo lập cam kết lượng tử

CDIO

Course Outcomes
No.

L.O.1

Learning Outcomes
The student should gain a understanding of the following topics. In
particular this includes knowing the definitions, being familiar with
standard examples, and being able to solve mathematical and algorithmic
problems by directly using the material taught in the course. This includes
appropriate use of Maple, Mathlab, or another appropriate computing
language.
Classical Cryptosystems and Public-Key Cryptography
L.O.1.1 – Number Theory

L.O.1.2 – Symmetric Encryption
L.O.1.3 – Message Authentication and Hash Functions
L.O.1.4 – Signature

CDIO

2/4


L.O.2

L.O.3

L.O.4

L.O.5

L.O.1.5 – Popular Public-Key Schemes: RSA, El Gamal
Elliptic Curve Cryptography
L.O.2.1 – Elliptic Curves: Group Structure, (Super-)singularity,
Factorizing
L.O.2.2 – Elliptic Curve Cryptosystems: El Gamal, ECDSA etc.
Lattice-based Cryptography
L.O.3.1 – Lattices: Definition, Algorithms, LWE,…
L.O.3.2 – Cryptographic Applications: Regev's scheme, Signatures,…
Code-based Cryptography
L.O.4.1 – Error Correcting Codes
L.O.4.2 – Cryptographic Applications: McEliece, Niederreiter, CFS,…
Quantum Techniques in Cryptography
L.O.5.1 – quantum key distribution

L.O.5.2 – quantum secret sharing
L.O.5.3 – quantum bit commitment

5. Hướng dẫn cách học - chi tiết cách đánh giá môn học
Hướng dẫn cách học:
 Tài liệu (slide bài giảng) được đưa lên SAKAI hàng tuần. Sinh viên tải về, in ra và mang
theo khi lên lớp học. Sinh viên cần làm thêm các bài tập và các bài thực hành tính tốn.
 Sinh viên tham gia đầy đủ các buổi thí nghiệm và nộp lại báo cáo thí nghiệm ngay cuối giờ
thí nghiệm. Các nội dung trong buổi thí nghiệm sẽ giúp hồn thành bài tập lớn.
 Sinh viên nên đi học đầy đủ và làm bài tập trong quá trình học sẽ giúp tiết kiệm thời gian
trong q trình ơn thi giữa kỳ và cuối kỳ.
Chi tiết cách đánh giá môn học:
 Về thực hiện báo cáo tiểu luận: khơng
 Bài kiểm tra có nội dung các Chương 1- 2, thi cuối kỳ : nội dung các chương cịn lại
 Bài tập lớn (20%), thí nghiệm (10%): Giảng viên đánh giá các bài làm của sinh viên dựa trên
bài thu hoạch và báo cáo thí nghiệm hàng tuần
 Kiểm tra giữa kỳ (30%), tự luận - 90'. Thi cuối kỳ (40%), tự luận – 90'

6. Dự kiến danh sách Cán bộ tham gia giảng dạy
1) TS. Nguyễn An Khương
2) ThS. Nguyễn Cao Đạt

7. Nội dung chi tiết
Tuần Chương
1-2

1

Nội dung

Chuẩn đầu ra
chi tiết

Ôn lại về các hệ mã cổ điển và mật mã khóa
cơng khai
– Lý thuyết số cơ bản và nâng cao, logarithm rời
rạc
– Mã hóa đối xứng
– Xác thực văn bản và các hàm băm mật mã
– Chữ ký số, tiền điện tử
– Các hệ mã khóa cơng khai: RSA, El Gamal

L.O.1

Hoạt động
đánh giá
- Kiểm tra
- Thi

3/4


3-4

2

5-6

3

7-8

4

9-10

5

– Lý thuyết thông tin
Mật mã đường cong elliptic
– Đường cong elliptic: Cấu trúc nhóm, Tính
(siêu-)kỳ dị
– Đường cong elliptic trên trường hữu hạn
– Nhân tử hóa
– Các hệ mã đường cong elliptic: El Gamal,
ECDSA etc.
Mật mã dàn
– Lý thuyết dàn: Định nghĩa, các bài toán và giải
thuật (CPV, SPV, LLL,…), LWE,…
– Tấn cơng dàn (phương pháp Regev), Chữ kí
diện tử
Mật mã dựa trên lý thuyết mã hóa sửa lỗi
– Lý thuyết mã hóa sửa lỗi: Mã tuyến tính, mã
Hamming, mã Golay, mã vòng , mã BCH, mã
Reed-Solomon,..
– Các hệ mật mã McEliece, Niederreiter, CFS,…
Mật mã học lượng tử
– thuật tốn Shor
– phân phối khóa lượng tử
– trao đổi khóa bí mật lượng tử

– giao thức tạo lập cam kết lượng tử

L.O.2

- Kiểm tra
- Thi

L.O.3

- Kiểm tra
- Thi

L.O.4

- Kiểm tra
- Bài tập lớn
- Thi

L.O.5

- Kiểm tra
- Bài tập lớn
- Thi

8. Thơng tin liên hệ
Bộ mơn/Khoa phụ trách

Khoa học Máy tính/Khoa học và Kỹ thuật Máy tính

Văn phịng

Điện thoại
Giảng viên phụ trách

Nguyễn An Khương

Email



Website môn học



4/4