GERİ DÖN
Ders Öğretim Planı
| Dersin Kodu | Dersin Adı | Dersin Türü | Yıl | Yarıyıl | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| SGM221 | FUNDAMENTALS OF CRYPTOLOGY | Seçmeli Ders Grubu | 2 | 3 | 5,00 |
Dersin Seviyesi
Önlisans
Dersin Sunulduğu Dil
İngilizce
Dersin Amacı
Bu dersin amacı, öğrencilere kriptolojinin temel kavramlarını, sayılar teorisi altyapısını, klasik, simetrik ve asimetrik şifreleme teknikleri ile özet (hash) fonksiyonlarını ve bunların ağ güvenliğindeki pratik uygulamalarını kapsayan temel bir anlayış kazandırmaktır.
Dersi Veren Öğretim Görevlisi/Görevlileri
Öğr. Gör. Yudum Özkan
Öğrenme Çıktıları
| 1 | Sayılar teorisi, modüler aritmetik ve sonlu cisimler kavramlarını kriptografik algoritmalarda kullanabilme. |
| 2 | Kriptolojinin temel kavramlarını, klasik, simetrik (DES/AES) ve asimetrik (RSA/DH) şifreleme tekniklerini açıklayabilme. |
| 3 | Özet (hash) fonksiyonları, sayısal imzalar ve açık anahtar altyapısının (PKI) veri bütünlüğü ve kimlik doğrulamadaki rolünü değerlendirebilme. |
| 4 | SSL/TLS gibi kriptografik ağ protokollerinin çalışma mekanizmalarını Siber Güvenlik senaryolarına uygulayarak analiz edebilme. |
| 5 | Kriptografik analiz araçları yardımıyla şifreleme, deşifreleme ve temel kriptanaliz işlemlerini laboratuvar ortamında uygulayabilme. |
Öğretim Sistemi
Birinci Öğretim
Dersin Ön Koşulu Olan Dersler
Yoktur.
Ders İçin Önerilen Diğer Hususlar
Yoktur
Dersin İçeriği
Bilgisayar güvenliği kavramları, sayılar teorisi ve modüler aritmetik, sonlu cisimler, klasik şifreleme yöntemleri, simetrik şifreleme (DES, AES), asimetrik şifreleme (RSA, Diffie-Hellman), özet (hash) fonksiyonları, sayısal imzalar, açık anahtar altyapısı (PKI) ve SSL/TLS ağ güvenlik protokolleri.
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
| Hafta | Konular (Teorik) | Uygulama | Öğretim Yöntem ve Teknikleri | Ön Hazırlık |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Kriptolojiye Giriş, Temel Notasyonlar ve Saldırı Modelleri / | CrypTool 2.0 arayüzü ile tanışma, basit metin manipülasyonları | Teorik Anlatım, Laboratuvar | Trappe & Washington, Bölüm 1 (s. 1-9) |
| 2 | Sayılar Teorisi 1: Bölünebilme, Asal Sayılar, EBOB (GCD) | Python veya web araçları ile Öklid algoritması ve asal sayı üretimi | Problem Çözme, Uygulama | Trappe & Washington, Bölüm 3.1-3.2 (s. 40-47) |
| 3 | Sayılar Teorisi 2: Örtüşme (Congruences), Modüler Üs Alma, Fermat ve Euler | Python'da hızlı modüler üs alma hesabı ve tersini bulmanın zorluğunu test etme | Problem Çözme, Uygulama | Trappe & Washington, Bölüm 3.3-3.6 (s. 47-59) |
| 4 | Grup Teorisi ve Sonlu Alan (Finite Fields) | Bit düzeyinde XOR işlemleri, bir görselin XOR ile şifrelenip çözülmesi | Teorik Anlatım, Problem Çözme, Laboratuvar | Trappe & Washington, Bölüm 3.11 (s. 69-76) |
| 5 | Klasik Kriptografi Sistemleri (Sezar, Vigenere, LFSR) | Frekans analizi araçları (CrypTool/dCode) ile Sezar ve Vigenere şifrelerini kırma | Örnek İncelemesi, Uygulama | Trappe & Washington, Bölüm 2, 5.2 (s. 10-39, 107-113) |
| 6 | Simetrik Şifreleme Temelleri, Akış ve Blok Şifreler, DES | OpenSSL ile terminal üzerinden dosya şifreleme ve ECB/CBC mod farkının incelenmesi | Anlatım, Uygulama,, Gösterip Yaptırma | Trappe & Washington, Bölüm 6-7 (s. 118-159) |
| 7 | Gelişmiş Şifreleme Standardı (AES) ve Yapısı | AES görselleştirme araçları ile adım adım byte dönüşümlerinin incelenmesi | Algoritma Analizi, Uygulama | Trappe & Washington, Bölüm 8 (s. 160-170) |
| 8 | ARA SINAV | ARA SINAV | 1-7. Hafta Konuları | |
| 9 | Asimetrik (Açık Anahtarlı) Şifrelemeye Giriş, Diffie-Hellman | Cryptool ile Diffie-Hellman anahtar değişimi sürecinin görselleştirilmesi ve saldırganın (örn: Man-in-the-Middle) sınırlarının dijital ortamda analiz edilmesi. | Senaryo Tabanlı Analiz | Trappe & Washington, Bölüm 9.7, 10.4 (s. 195-197, 219-221) |
| 10 | Asimetrik Şifreleme 2: RSA Algoritması ve Kesikli Logaritma / | OpenSSL ile RSA anahtar çifti üretme ve Factordb ile zayıf RSA anahtarlarına sızma | Problem Çözme, Laboratuvar | Trappe & Washington, Bölüm 9.1-9.3, 10.1 (s. 171-188, 211-212) |
| 11 | Özet (Hash) Fonksiyonları, Doğum Günü İkilemi ve MAC | SHA-256 hash üretimi, bir dosyadaki tek bir biti değiştirip "Çığ Etkisi"ni (Avalanche Effect) gözlemleme | Teorik Anlatım, Uygulama | Trappe & Washington, Bölüm 11, 12.1, 12.5 (s. 226-249, 255-256) |
| 12 | Sayısal İmzalar (RSA, ElGamal, DSA) | GnuPG (GPG) aracı ile bir dökümanın dijital olarak imzalanması ve imza doğrulaması yapılması | Tartışma, Laboratuvar | Trappe & Washington, Bölüm 13 (s. 269-281) |
| 13 | Açık Anahtar Altyapısı (PKI) ve Dijital Sertifikalar | Tarayıcı üzerinden gerçek web sitelerinin X.509 sertifikalarını inceleme ve sertifika hiyerarşisi takibi | Soru-Yanıt, Uygulama | Trappe & Washington, Bölüm 15.4-15.5 (s. 303-309) |
| 14 | Kriptografik Ağ Protokolleri: SSL/TLS ve El Sıkışma (Handshake) | Wireshark ile bir HTTPS trafiğini dinleyerek TLS "ClientHello" ve "ServerHello" paketlerinin analizi | Ağ Analizi, Laboratuvar | Trappe & Washington, Bölüm 15.7 (s. 312-314) |
| 15 | Sözde Rastgele Sayı Üretimi (PRNG) ve Uygulamalı Kriptografi (PGP) | Sınıf içi PGP anahtar partisi (Key Signing Party) ve şifreli e-posta iletişimi | Örnek Uygulamalar | Trappe & Washington, Bölüm 5.1, 15.6 (s. 105-107, 309-312) |
| 16 | YARIYIL SONU SINAVI (FİNAL) | YARIYIL SONU SINAVI (FİNAL) | Tüm konular |
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
Trappe, W., & Washington, L. C. Introduction to Cryptography with Coding Theory (3rd Edition). Pearson. Stallings, W. Cryptography and Network Security: Principles and Practice. Pearson Buchmann, J. (2004). Introduction to cryptography (Vol. 335). New York: Springer.
Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları
Teorik anlatım, matematiksel analiz, problem çözme, uygulama, soru-yanıt, tartışma, örnek incelemesi
Değerlendirme
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | Adet | Değer |
|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 60 |
| Quiz | 1 | 10 |
| Ev Ödevi | 3 | 30 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | Adet | Değer |
| Final Sınavı | 1 | 80 |
| Rapor Sunma | 1 | 20 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | 50 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | 50 | |
Staj Durumu
Yoktur.
İş Yükü Hesaplaması
| Etkinlikler | Sayısı | Süresi (saat) | Toplam İş Yükü (saat) |
|---|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 1 | 1 |
| Final Sınavı | 1 | 1 | 1 |
| Quiz | 1 | 1 | 1 |
| Derse Katılım | 14 | 3 | 42 |
| Uygulama/Pratik | 14 | 1 | 21 |
| Rehberli Problem Çözümü | 14 | 1 | 14 |
| Rapor Hazırlama | 1 | 10 | 10 |
| Bireysel Çalışma | 14 | 2 | 28 |
| Ara Sınav İçin Bireysel Çalışma | 1 | 8 | 8 |
| Final Sınavı içiin Bireysel Çalışma | 1 | 10 | 10 |
| Ev Ödevi | 3 | 5 | 15 |
| Toplam İş Yükü (saat) | 151 | ||
Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi
| PÇ 1 | PÇ 2 | PÇ 3 | PÇ 4 | PÇ 5 | PÇ 6 | PÇ 7 | PÇ 8 | PÇ 9 | PÇ 10 | PÇ 11 | PÇ 12 | PÇ 13 | PÇ 14 | PÇ 15 | |
| ÖÇ 1 | 5 | 3 | |||||||||||||
| ÖÇ 2 | 4 | 3 | 3 | ||||||||||||
| ÖÇ 3 | 4 | 4 | 3 | ||||||||||||
| ÖÇ 4 | 5 | 4 | |||||||||||||
| ÖÇ 5 | 4 | 5 | 4 | 3 |
* Katkı Düzeyi : 1 Çok düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 Çok yüksek