計算機與網(wǎng)絡(luò)安全科研項目：數(shù)字證書、區(qū)塊鏈等加密技術(shù)及其在軟件開發(fā)與信息傳輸中的應(yīng)用【大學(xué)組】

導(dǎo)師學(xué)校介紹

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)（CMU）始建于1900年，是世界范圍內(nèi)頗負(fù)盛名的私立研究型大學(xué)，擁有世界歷史最悠久的計算機學(xué)院之一，在2020年QS世界大學(xué)計算機科學(xué)排名中位列第3，2019年U.S.News計算機科學(xué)美國排名第一位?！敖刂?021年1月，學(xué)校的教員和校友中共有20人獲得諾貝爾獎，13人獲得圖靈獎，22人獲評美國藝術(shù)與科學(xué)院院士，19人進(jìn)入美國科學(xué)促進(jìn)會，72人入選美國國家學(xué)院?！?/p>

導(dǎo)師詳細(xì)介紹

導(dǎo)師昵稱

Vipul

導(dǎo)師級別

終身教授

導(dǎo)師學(xué)校

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)(CMU)

Vipul導(dǎo)師現(xiàn)任卡內(nèi)基梅隆大學(xué)CMU計算機科學(xué)部門終身教授，曾任前微軟印度研究院密碼學(xué)與復(fù)雜性組研究員。他在學(xué)術(shù)領(lǐng)域碩果累累。他曾榮獲2016年ACM計算機與通信安全會議（CCS）時間檢驗獎，并且位列2013年福布斯科學(xué)和醫(yī)療領(lǐng)域“30位30歲以下人物榜（30 under 30）”。Vipul導(dǎo)師曾在《麻省理工科技評論》、Slashdot、《自然》等熱門科學(xué)刊物上發(fā)表多篇文章，受邀至麻省理工學(xué)院MIT、普林斯頓大學(xué)、德里印度理工學(xué)院等高等學(xué)府發(fā)表演講。他曾在Crypto、Eurocrypt和ACM CSS等會議的項目委員會任職，并且在Crypto、Eurocrypt、STOC、FOCS和ACM CCS等密碼學(xué)頂級會議上發(fā)表技術(shù)論文80余篇，堪稱同時代論文引用量最多的密碼學(xué)家之一。

Prof.Vipul is a winner of several honors including a 2016 ACM CCS test of time award,a Microsoft Research graduate fellowship,and,a Google outstanding graduate student award.He was named to the Forbes magazine 30 under 30 list of people changing science and healthcare in 2013.His research has received media coverage at popular science publications such as MIT technology reviews,Slashdot,and,Nature news.He has given invited lectures at places such as MIT,Princeton,and,IIT Delhi.He has served on program committees of conferences such as Crypto,Eurocrypt and ACM CCS.He has published over 80 technical papers at top conferences in cryptography such as at Crypto,Eurocrypt,STOC,FOCS,and,ACM CCS.He is broadly interested in all areas of cryptography(and in theoretical computer science in general).

適合人群

方向：理工

專業(yè)：計算機科學(xué)

適合專業(yè)：計算機科學(xué)，電子與計算機科學(xué)，物聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)與信息安全，密碼學(xué)

項目價格：33800

項目周期：7周在線小組科研+5周論文指導(dǎo)

是否建議高中生學(xué)習(xí)：否

是否建議大學(xué)生學(xué)習(xí)：是

語言：英文

難度：中級/高級難度

建議具備的基礎(chǔ)：網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全、計算機科學(xué)、軟件工程專業(yè)或?qū)ι鲜鲱I(lǐng)域感興趣的學(xué)生；學(xué)生需要了解計算機網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，具備微積分、線性代數(shù)及概率論與數(shù)理統(tǒng)計基礎(chǔ)

科研項目產(chǎn)出

7周在線小組科研學(xué)習(xí)+5周論文指導(dǎo)學(xué)習(xí)共125課時+不限時論文指導(dǎo)

學(xué)術(shù)報告

優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表指導(dǎo)（可用于申請）

結(jié)業(yè)證書

成績單

項目介紹

項目將探索古典密碼學(xué)與現(xiàn)代密碼學(xué)的差別，講授一次性密碼本及其理論上的牢不可破性與局限性、模算數(shù)和數(shù)論、單向哈希函數(shù)、數(shù)字簽名、堪稱“現(xiàn)代經(jīng)典密碼”的對稱密鑰加密、密鑰交換協(xié)議和數(shù)字認(rèn)證等。學(xué)生將通過親身實踐，掌握密碼學(xué)和網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)理論，在項目結(jié)束時提交小組報告，進(jìn)行成果展示。

個性化研究課題參考：

基于人工智能技術(shù)的密碼算法分析方法

信息論安全MPC協(xié)議的通信復(fù)雜性研究

新型對稱密碼設(shè)計框架迭代

適用于區(qū)塊鏈技術(shù)的高效證明協(xié)議

項目背景

密碼學(xué)和網(wǎng)絡(luò)安全正在潛移默化地影響著日常生活：大到金融和軍事，小到微信和Whatsapp，不一而足。當(dāng)你打算使用信用卡在網(wǎng)上購物結(jié)賬時會發(fā)生什么？如何確保網(wǎng)絡(luò)銀行系統(tǒng)的安全？我們能否設(shè)計一種無法破譯的密碼？這些問題的答案，將在項目中一一為你揭曉。

密碼學(xué)是一門古老的藝術(shù)。第二次世界大戰(zhàn)期間，德軍使用恩尼格瑪密碼機（Enigma）為信息加密傳遞情報。這一密碼系統(tǒng)最終被一支由英國數(shù)學(xué)家組成的專門小組破譯，盟軍從此扭轉(zhuǎn)了戰(zhàn)局。人們普遍認(rèn)為，它的破譯使盟軍的勝利提早了兩年。計算機科學(xué)之父阿蘭·圖靈就是專門小組的一員。他發(fā)明了“Bombe”密碼破解機，使用明文嘗試所有可能的密鑰。這臺機器被視為現(xiàn)代計算機的先驅(qū)。

現(xiàn)代密碼學(xué)不僅涉及密碼和加密方案設(shè)計，還涵括數(shù)字簽名、保障網(wǎng)上通信安全的密碼協(xié)議和數(shù)字證書等。學(xué)生將通過學(xué)習(xí)上述部分內(nèi)容建立起密碼學(xué)的基礎(chǔ)知識架構(gòu)。

學(xué)生可以在導(dǎo)師給定的范圍內(nèi)自行選擇研究課題并且完成研究。（可選范圍：數(shù)字簽名、比特幣、加密方案和二戰(zhàn)經(jīng)典密碼）

項目大綱介紹

古典密碼學(xué)與現(xiàn)代密碼學(xué)初探Applications of modern cryptography,fixed-shift cipher,Caesar cipher,classical ciphers continued:Vigenere cipher,substitution cipher,homophonic cipher

一次性密碼本與一次性消息認(rèn)證碼One-time pad,security analysis of one-time pad,tampering attacks on one-time pad,one-time message authentication code(MAC),security analysis,moving towards computational cryptography

模算數(shù)、數(shù)論與單向哈希函數(shù)Basics of number theory and modular arithmetic,discrete log problem,DDH problem,one-way hash functions,and etc

數(shù)字簽名與對稱密鑰加密Digital signatures,symmetric key encryption,designing one-time digital signatures,problem of key management,and etc

密鑰交換協(xié)議與數(shù)字證書Diffie-Hellman Key exchange,public-key encryption,El Gamal encryption,digital certificates,and etc.

項目回顧與成果展示Program Review and Presentation

論文輔導(dǎo)Project Deliverables Tutoring

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