🔐 "Криптография - от тайных посланий до цифровой безопасности

 1Когнитивный уровень:
 2• Понимание исторической эволюции криптографических методов
 3• Знание принципов симметричного и асимметричного шифрования
 4• Понимание концепций криптографических хеш-функций и цифровых подписей
 5• Знание области применения различных криптографических технологий
 6• Понимание принципов работы современных криптографических протоколов
 7
 8Процедурный уровень:
 9• Навыки реализации классических шифров (Цезарь, Виженер)
10• Умение применять симметричное шифрование для защиты файлов
11• Способность генерировать и использовать пары ключей
12• Навыки вычисления и верификации криптографических хешей
13• Умение настраивать криптографическую защиту в приложениях

 1Познавательные УУД:
 2• Анализ математических закономерностей в криптографических алгоритмах
 3• Сравнение эффективности различных криптографических методов
 4• Моделирование процессов шифрования и дешифрования
 5• Синтез знаний для решения комплексных задач защиты информации
 6
 7Регулятивные УУД:
 8• Планирование многоэтапных криптографических процедур
 9• Контроль правильности применения криптографических алгоритмов
10• Оценка криптостойкости различных методов шифрования
11• Коррекция стратегий на основе анализа уязвимостей
12
13Коммуникативные УУД:
14• Объяснение принципов работы криптографических систем
15• Аргументация выбора криптографических решений
16• Презентация результатов криптографических исследований
17• Ведение дискуссий о балансе безопасности и удобства

 1Интеллектуальные качества:
 2• Развитие абстрактного и алгоритмического мышления
 3• Формирование математической культуры при работе с алгоритмами
 4• Развитие исследовательских навыков в области ИБ
 5• Способность к критическому анализу криптографических решений
 6
 7Этические установки:
 8• Понимание ответственности при использовании криптографии
 9• Осознание роли криптографии в защите прав человека
10• Уважение к приватности и конфиденциальности информации
11• Готовность к этичному применению криптографических знаний

 1Дидактические единицы:
 2• Историческая эволюция криптографии: от древности до цифровой эры
 3• Классические шифры: простая замена, многоалфавитные системы
 4• Механические криптосистемы: Энигма и её влияние на ход истории
 5• Рождение компьютерной криптографии: DES, RSA, AES
 6• Квантовая криптография: вызовы и перспективы
 7
 8Лабораторные работы:
 9• ЛР1: Реализация шифра Цезаря с различными ключами
10• ЛР2: Криптоанализ простых шифров методом частотного анализа
11• ЛР3: Изучение шифра Виженера и методов его взлома
12• ЛР4: Моделирование работы роторной машины Энигма
13
14Исследовательские проекты:
15• Проект "Криптография в культуре": анализ использования шифров в литературе и кино
16• Мини-исследование "Математические основы классических шифров"
17• Историческое эссе "Криптография и переломные моменты истории"
18
19Методические особенности:
20• Использование исторических кейсов для мотивации изучения
21• Игровые элементы: "дешифровка исторических документов"
22• Интеграция с историей математики и информатики

 1Дидактические единицы:
 2• Принципы симметричной криптографии: конфиденциальность через общий секрет
 3• Алгоритмы блочного шифрования: DES, AES - структура и принципы
 4• Режимы работы блочных шифров: ECB, CBC, CTR - сравнительный анализ
 5• Потоковые шифры: принципы и области применения
 6• Проблема распределения ключей в симметричных системах
 7
 8Практические эксперименты:
 9• ПЭ1: Шифрование файлов с помощью OpenSSL
10• ПЭ2: Сравнение времени шифрования различными алгоритмами
11• ПЭ3: Демонстрация режимов шифрования на графических файлах
12• ПЭ4: Анализ влияния длины ключа на криптостойкость
13
14Математические основы:
15• Операции XOR и их свойства в криптографии
16• Понятие энтропии и случайности в ключевом материале
17• Принципы диффузии и конфузии в современных шифрах
18• Базовые понятия теории сложности вычислений
19
20Безопасная реализация:
21• Использование проверенных криптографических библиотек
22• Понимание опасности самодельных криптографических решений
23• Правила безопасного управления ключевым материалом
24• Практики безопасного удаления ключей из памяти

 1Дидактические единицы:
 2• Революция асимметричной криптографии: решение проблемы ключей
 3• Математические основы RSA: простые числа и модульная арифметика
 4• Криптосистемы на эллиптических кривых: принципы и преимущества
 5• Схемы гибридного шифрования: объединение симметричных и асимметричных методов
 6• Криптографические протоколы: обмен ключами и согласование параметров
 7
 8Лабораторные исследования:
 9• ЛИ1: Генерация пар ключей RSA различной длины
10• ЛИ2: Шифрование и дешифрование сообщений с помощью RSA
11• ЛИ3: Эксперимент "Безопасная переписка" между парами студентов
12• ЛИ4: Сравнение производительности RSA и ECC
13
14Математический практикум:
15• Алгоритм Евклида для нахождения НОД
16• Быстрое возведение в степень по модулю
17• Тест простоты чисел (алгоритм Миллера-Рабина, демонстрационно)
18• Китайская теорема об остатках (концептуально)
19
20Протокольные аспекты:
21• Протокол Диффи-Хеллмана для согласования ключей
22• Perfect Forward Secrecy: принципы и значение
23• Атаки "человек посередине" и методы противодействия
24• Роль центров сертификации в асимметричной криптографии

 1Дидактические единицы:
 2• Криптографические хеш-функции: свойства и требования
 3• Семейство SHA: эволюция от SHA-1 до SHA-3
 4• Функции проверки целостности: HMAC и его применения
 5• Цифровые подписи: принципы работы и правовой статус
 6• Инфраструктура открытых ключей (PKI): архитектура и компоненты
 7
 8Практические работы:
 9• ПР1: Вычисление хешей файлов различными алгоритмами
10• ПР2: Проверка целостности загруженного ПО по контрольным суммам
11• ПР3: Создание и верификация цифровых подписей
12• ПР4: Анализ цифровых сертификатов веб-сайтов
13
14Аналитическая деятельность:
15• Исследование коллизий в хеш-функциях (теоретически)
16• Анализ атак на MD5 и SHA-1
17• Сравнение алгоритмов подписи: RSA-PSS, ECDSA, EdDSA
18• Изучение временных меток и их роль в цифровых подписях
19
20Правовые аспекты:
21• Юридическая сила цифровых подписей в РФ
22• ФЗ "Об электронной подписи": основные положения
23• Аккредитованные удостоверяющие центры России
24• Квалифицированные и неквалифицированные электронные подписи

 1Дидактические единицы:
 2• Протокол TLS/SSL: обеспечение безопасности веб-коммуникаций
 3• Криптография в мессенджерах: Signal Protocol и E2E-шифрование
 4• Блокчейн и криптовалюты: роль криптографии в децентрализованных системах
 5• Постквантовая криптография: подготовка к квантовой угрозе
 6• Гомоморфное шифрование: вычисления над зашифрованными данными
 7
 8Практические исследования:
 9• ПИ1: Анализ TLS-сертификатов в различных браузерах
10• ПИ2: Настройка end-to-end шифрования в мессенджерах
11• ПИ3: Изучение криптографических примитивов в Bitcoin
12• ПИ4: Демонстрация квантово-устойчивых алгоритмов
13
14Проектная деятельность:
15• Групповой проект "Криптографический аудит смартфона"
16• Исследовательская работа "Эволюция криптографии в интернете"
17• Творческий проект "Дизайн безопасного мессенджера"
18• Аналитический проект "Криптография и приватность в цифровую эпоху"
19
20Этические дискуссии:
21• Баланс между безопасностью и правоохранительной деятельностью
22• Экспортные ограничения на криптографические технологии
23• Право на приватность vs. национальная безопасность
24• Роль криптографии в защите прав человека и демократии
25
26Технологические тренды:
27• Развитие квантовых компьютеров и их влияние на криптографию
28• Криптография в IoT: ограничения и решения
29• Биометрическая криптография: принципы и применения
30• Криптография с сохранением приватности: zero-knowledge proofs

 1Практические навыки (40%):
 2• Выполнение лабораторных работ по реализации алгоритмов
 3• Решение криптографических головоломок и задач
 4• Демонстрация работы с криптографическими инструментами
 5• Создание отчетов по результатам экспериментов
 6
 7Исследовательская деятельность (35%):
 8• Проект "Историческое исследование криптографического алгоритма"
 9• Анализ современных криптографических протоколов
10• Сравнительное исследование криптографических решений
11• Презентация результатов групповых проектов
12
13Теоретическая подготовка (25%):
14• Тестирование понимания криптографических концепций
15• Анализ кейсов по применению криптографии
16• Решение математических задач в области криптографии
17• Эссе по этическим аспектам использования криптографии

 1Технические компетенции:
 2• Правильность применения криптографических алгоритмов
 3• Понимание математических основ изучаемых методов
 4• Способность к анализу криптографических систем
 5• Умение выбирать подходящие криптографические решения
 6
 7Исследовательские навыки:
 8• Глубина анализа исторических и современных источников
 9• Качество экспериментального дизайна и интерпретации результатов
10• Способность к критическому осмыслению криптографических решений
11• Оригинальность подходов к решению поставленных задач
12
13Этические компетенции:
14• Понимание социальных последствий применения криптографии
15• Способность к этическому анализу криптографических дилемм
16• Демонстрация ответственного отношения к криптографическим знаниям
17• Готовность к соблюдению правовых норм в области криптографии

 1Программное обеспечение:
 2• OpenSSL для работы с криптографическими примитивами
 3• CrypTool для интерактивного изучения классических шифров
 4• Python с библиотеками cryptography, pycryptodome
 5• GnuPG для практической работы с цифровыми подписями
 6
 7Онлайн-ресурсы:
 8• CyberChef для быстрых криптографических экспериментов
 9• Cryptii для работы с классическими шифрами
10• SSL Labs для анализа TLS-конфигураций
11• Специализированные калькуляторы для RSA и ECC
12
13Математические инструменты:
14• Sage Math для продвинутых криптографических вычислений
15• Калькуляторы модульной арифметики
16• Генераторы простых чисел
17• Визуализаторы эллиптических кривых