Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
PAOLO SANTINI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea Magistrale - [IM11] INGEGNERIA ELETTRONICA (Curriculum: Smart and Secure Communication Networks) Master Degree (2 years) - [IM11] ELECTRONICS ENGINEERING (Curriculum: Smart and Secure Communication Networks)
Dipartimento: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'InformazioneDepartment: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'Informazione
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2021-2022
Anno regolamentoAnno regolamento: 2021-2022
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: D - A scelta dello studente
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-INF/03 - TELECOMUNICAZIONI
ITALIANO
Italian
Concetti di base di algebra e teoria delle probabilità.
Concetti di base di tecnologie dell'informazione e della comunicazione.
Basic concepts about algebra and theory of probability.
Basic concepts about information and communication technologies.
Lezioni teoriche, 72 ore.
Theoretical lectures, 72 hours.
Conoscere e comprendere gli algoritmi crittografici classici e post-quantum e le loro applicazioni, con particolare interesse per blockchain e tecnologie di tipo distributed ledger, tramite un approccio formale e caratterizzato, al tempo stesso, da numerosi aspetti intuitivi.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Lo studente apprenderà le proprietà ed il funzionamento dei principali algoritmi e protocolli crittografici volti a garantire sicurezza e protezione in canali non sicuri ed in sistemi di data storage.
Inoltre, egli entrerà a conoscenza dei cambiamenti negli standard e nei protocolli dovuti alle innovazioni teoriche e tecnologiche (tra cui l’imminente avvento dei computer quantistici), verso cui le comunità crittografica ed industriale stanno andando incontro.
Infine, lo studente apprenderà i principi ed il funzionamento di protocolli di consenso e tecnologie di tipo distributed ledger, che sono alla base della tecnologia blockchain.
Tali capacità si tradurranno nell'abilità di utilizzare e valutare algoritmi crittografici, protocolli e tecnologie di tipo distributed ledger, per garantire requisiti di sicurezza (possibilmente, post-quantum) in schemi di comunicazione ed in sistemi di storage.
Competenze trasversali.
Durante il corso verranno svolti simulazioni ed esercizi software, basati su differenti linguaggi di programmazione, con l’obiettivo di mettere in pratica, tramite esempi applicativi, le conoscenze acquisite durante il corso.
Durante le esercitazioni, gli studenti stimoleranno la capacità di lavorare in gruppo, nonché la capacità di padroneggiare tecnologie relativamente moderne ma in notevole sviluppo (come quelle legate alla blockchain).
Le capacità di apprendimento saranno migliorate dal lavoro di gruppo e dall’uso di strumenti software ad integrazione del materiale didattico.
Knowledge and Understanding.
Knowing and understanding classical and post-quantum cryptographic algorithms and their applications, with particular focus on blockchain and distributed ledger technologies, through a formal approach which, at the same time, is characterized by several intuitive aspects.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
The student will learn the properties and operation of the main cryptographic algorithms and protocols aimed at guaranteeing safety and protection in non-secure channels and in data storage systems.
Furthermore, he will become aware of the changes in standards and protocols due to theoretical and technological innovations (including the imminent advent of quantum computers), towards which the cryptographic and industrial communities are heading.
Finally, the student will learn the principles and functioning of consensus protocols and distributed ledger technologies, which are the basis of blockchain technology.
These competences will translate into the ability to use and evaluate cryptographic algorithms, protocols and distributed ledger technologies, to guarantee security (possibly, post-quantum security) requirements in communication schemes and storage systems.
Transversal Skills.
During the course, simulations and software exercises will be carried out, based on different programming languages, with the aim of putting into practice, through application examples, the knowledge acquired during the course.
During the exercises, students will stimulate the ability to work in groups, as well as the ability to master relatively modern but rapidly developing technologies (such as those related to the blockchain).
Learning skills will be improved by teamwork and the use of software tools to supplement the teaching material.
Fondamenti di crittografia
Crittosistemi classici
Crittosistemi simmetrici
Crittosistemi asimmetrici
Funzioni hash
Firma digitale
Schemi di identificazione
Multiparty computation e oblivious transfer
Crittografia post-quantum
Merkle trees
Il problema del consenso
Protocolli di consenso
Blockchain e tecnologie di registro distribuito
Basics of cryptography
Classical cryptosystems
Symmetric cryptosystems
Asymmetric cryptosystems
Hash functions
Digital signatures
Identification schemes
Multiparty computation and oblivious transfer
Post-quantum cryptography
Merkle trees
The consensus problem
Consensus protocols
Blockchain and distribtued ledger technologies
L'esame consiste in una prova orale, nella quale si richiederà allo studente di esporre i concetti di base e descrivere le principali tecniche, algoritmi e protocolli appresi durante il corso. Inoltre, come possibilità facoltativa e su richiesta dello studente, verrà data la possibilità di integrare il voto dell'orale mediante lo svolgimento di un progetto o la preparazione di un elaborato su uno o più argomenti del corso.
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Lo studente, nel corso della prova orale, dovrà presentare e discutere l’eventuale progetto o elaborato sviluppato e dimostrare di possedere le conoscenze teoriche e pratiche relative alle tecniche crittografiche e protocolli blockchain. Per superare con esito positivo la prova orale, lo studente dovrà dimostrare di possedere una complessiva conoscenza dei contenuti dell’insegnamento, esposti in maniera sufficientemente corretta con l'utilizzo di adeguata terminologia tecnica. La valutazione massima verrà conseguita dimostrando una conoscenza approfondita dei contenuti dell'insegnamento, esposta con completa padronanza del linguaggio tecnico.
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
Viene attribuito un voto in trentesimi, con eventuale lode.
Il voto minimo per il superamento dell’esame è 18/30.
Criteri di attribuzione del voto finale.
Il voto verrà attribuito sommando la valutazione della prova orale a quella dell’eventuale progetto o elaborato sviluppato. Lo studente potrà conseguire fino ad un massimo di 10 punti tramite la presentazione e la discussione del progetto o dell'elaborato. L’orale sarà articolato su due o tre quesiti a seconda che lo studente presenti o meno il progetto o l'elaborato. Ogni quesito sarà valutabile con un punteggio variabile tra 0 e 10 punti. La lode verrà attribuita agli studenti che, avendo conseguito la valutazione massima, abbiano dimostrato la completa padronanza della materia.
Learning Evaluation Methods.
The exam consists of an oral test, in which the student will be asked to explain the basic concepts and describe the main techniques, algorithms and protocols learned during the course. Furthermore, as an optional possibility and on request, the student can integrate the oral test through the development of a project or the preparation of a manuscript on one or more topics.
Learning Evaluation Criteria.
During the oral exam, the student will have to present and discuss the assigned project or manuscript (in case the student chose to do it) and demonstrate to possess the theoretical and practical knowledge relating to cryptographic techniques and blockchain protocols. To successfully pass the exam, the student must demonstrate an overall knowledge of the contents, presented in a sufficiently correct manner and with the use of an adequate technical terminology. The highest grade will be achieved by demonstrating an in-depth knowledge of the teaching contents, exposed with complete mastery of the technical language.
Learning Measurement Criteria.
A vote out of thirty is attributed, with possible honors.
The minimum grade for passing the exam is 18/30.
Final Mark Allocation Criteria.
The vote of the exam will be obtained by adding the evaluation of the oral exam to that of any developed project or manuscript. The student can achieve up to a maximum of 10 points through the presentation and discussion of the project or manuscript. The oral will be divided into two or three questions depending on whether the student presents the project or the manuscript, or not. Each question will be evaluated with a variable score between 0 and 10 points. Honors will be given to students who, having achieved the highest rating, have demonstrated complete mastery of the subject.
Paar Christof and Jan Pelzl: "Understanding cryptography: a textbook for students and practitioners", Springer Science & Business Media.
Daniel J. Bernstein, Johannes Buchmann and
Erik Dahmen, "Post-quantum cryptography"
Shetty, Sachin, Charles A. Kamhoua, and Laurent L. Njilla, eds. Blockchain for distributed systems security. John Wiley & Sons, 2019.
Materiale didattico elettronico disponibile su piattaforma Moodle di Ateneo, link: https://learn.univpm.it/
Paar Christof and Jan Pelzl: "Understanding cryptography: a textbook for students and practitioners", Springer Science & Business Media.
Daniel J. Bernstein, Johannes Buchmann and
Erik Dahmen, "Post-quantum cryptography"
Shetty, Sachin, Charles A. Kamhoua, and Laurent L. Njilla, eds. Blockchain for distributed systems security. John Wiley & Sons, 2019.
Electronic teaching material available on the University Moodle platform, link: https://learn.univpm.it/
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2021-2022
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427