Projektpraktikum Krypto-Implementierung

Vortragende/r (Mitwirkende/r)
Nummer0000004716
Art
Umfang4 SWS
SemesterSommersemester 2020
UnterrichtsspracheDeutsch
Stellung in StudienplänenSiehe TUMonline
TermineSiehe TUMonline

Termine

Teilnahmekriterien

Lernziele

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage kryptographische Primitive anhand ihrer Spezifikationen selbstständig zu implementieren und im Hinblick auf ein vorgegebenes Ziel zu optimieren. Dies beinhaltet die folgenden Fähigkeiten: - Die Studierenden sind in der Lage, die Funktionsweise sowie die Sicherheitsmechanismen eines kryptographischen Primitivs zu verstehen. - Die Studierenden können die algorithmische Beschreibung einer Spezifikation in Hardware realisieren und optimieren und sind in der Lage die Implementierung zu sinnvoll zu testen. - Die Studierenden verfügen über erweiterte VHDL-Kenntnisse, kennen Richtlinien für ein gutes Design in VHDL und können diese Richtlinien umsetzen. - Die Studierenden besitzen die Fähigkeit zur selbständige Arbeits- und Projektplanung.

Beschreibung

In diesem Projektpraktikum werden wechselnde, hoch aktuelle Themen aus dem Bereich Kryptologie behandelt. Dazu werden ausgewählte, in der aktuellen Forschung relevante Kryptoprimitive von den Studierenden an Hand vorgegebener Spezifikationen auf einem FPGA implementiert. Das Praktikum besteht aus zwei Teilen: - Im Einführungsteil wird die benötigte Methodik für die Durchführung der Projektphase besprochen. Insbesondere werden hierbei sinnvolle Designkriterien erarbeitet, Anforderungen für das Testen der Implementierungen im Praktikum besprochen und eine Methode des Codereviews eingeführt. Darüber hinaus werden die im Projekt zu bearbeitenden Problemstellungen diskutiert und ein Einstieg in die im aktuellen Semester bearbeitete Thematik vermittelt. - Im Projektteil implementieren und testen die Studierenden selbstständig mit Unterstützung von Tutoren und Mitarbeitern das ausgewählte Kryptoprimitiv. Die Implementierung wird dabei auf einer FPGA-Plattform in VHDL angefertigt. Das implementierte Primitiv wird im Anschluss auf ein vorgegebenes Ziel hin - z.B. den Flächenbedarf - optimiert.

Inhaltliche Voraussetzungen

Vorkenntnisse aus den Bereichen: - VHDL/Digitaltechnik - Algorithmik/Datenverarbeitung - Projektplanung Grundlegende Kenntnisse aus dem Bereich Kryptologie, wie sie z.B. in den Modulen - Angewandte Kryptologie - Embedded Systems and Security - Sichere Implementierung kryptographischer Verfahren vermittelt werden.

Lehr- und Lernmethoden

- Frontalunterricht mit Diskussion im Einführungsteil - Selbststudium mit Tutorunterstützung in der Projektphase

Studien-, Prüfungsleistung

Die Fähigkeit zur selbständigen Arbeits- und Projektplanung wird als Studienleistung an Hand eines Labortagebuchs nachgewiesen. Auch eine den Spezifikationen entsprechende und optimierte Krypto-Implementierung ist als Studienlseistung abzugeben, um die Fähigkeit zur Umsetzung des Primitivs zu zeigen. In einem Gespräch werden das Verständnis der Sicherheitsmechanismen sowie das tiefere Verständnis für ein gutes Design von Kryptoprimitiven nachgewiesen. Dabei werden die Qualität des Designs und die Umsetzung der Optimierziele geprüft. Hierzu beantworten die Studierenden Fragen zum Kryptoprimitiv, erläutern das realisierte Design und die ergriffenen Maßnahmen zur Erreichung der Optimierungsziele und stellen dar, was zur Sicherung der Qualität unternommen wurden. Als Grundlage bereitet jeder Studierende eine schriftliche Dokumentation seiner Implementierung vor, die vor dem Gespräch abgegeben werden muss. Die Leistung des Studierenden wird auf Basis des Gesprächs benotet.

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