暗号学: 古典暗号から現代暗号システムまで
暗号学は情報を保護する科学です — すべての HTTPS 接続、デジタル署名、ブロックチェーン、および現在使用されている認証プロトコルの背後にある数学とエンジニアリングです。このトラックは暗号学(安全なシステムの設計)と暗号解析(破る方法)の両方をカバーし、実務で機密性、完全性、認証がどのように実現されるかの全体像を提供します。TLS がトラフィックをどのように保護するのか理解したい、AES と RSA を正しく実装したい、あるいは量子耐性構成について推論したいのなら、カリキュラムは実際のアルゴリズムと実際の攻撃面を中心に構成されています。
学習内容
古典暗号(シーザー暗号、置換暗号、転置暗号)から始まり、その後、現代システムを支える数論とビット演算に進みます。コア トピックには、AES とその動作モードによる対称鍵暗号、RSA と楕円曲線暗号による非対称鍵暗号、ハッシュ関数(MD5、SHA-1、SHA-256)、およびAEAD による認証付き暗号が含まれます。プロトコル カバレッジは TLS/HTTPS、JWT、OAuth 2.0 と OpenID Connect、Kerberos、SSH、およびディフィ・ヘルマン鍵交換と ECDH による鍵交換に及びます。また、bcrypt、Argon2、PBKDF2 によるパスワード ハッシング、OpenSSL による PKI と証明書管理、マークル木とコンセンサスを含むブロックチェーン暗号学、および実際の暗号ライブラリと API を使用した Python での実装上の実習も学習します。
学習パス
このトラックは A1 から C2 までの 67 コースに及び、ギャップなく進行します。A1 と A2 コースは基礎を確立します: エンコーディング、バイナリと 16 進数演算、古典技法、XOR 演算、ステガノグラフィ、ブルートフォース攻撃。B1 コースはコア ツールキットを構築します — DES、AES、RSA、デジタル署名、ブロック暗号モード、ストリーム暗号、プロトコル。B2 は各領域を深掘りします: ECC、鍵交換、HMAC、TLS エンジニアリング、HSM による鍵管理、一般的な脆弱性、ブロックチェーン暗号学。C1 層はNIST PQC 標準(FIPS 203、204、205)、閾値暗号学、暗号解析、サイドチャネル攻撃を含む耐量子暗号をカバーします。C2 キャップストーン コース — ゼロ知識証明、格子ベース暗号、準同型暗号、安全なマルチパーティ計算、Oblivious RAM、属性ベース暗号、暗号プロトコルの形式検証 — は応用暗号学の研究フロンティアを表しています。
学習方法
各コースは、リアルタイムフィードバック付きの組み込みコード エディタで完了する短くて焦点の絞られたレッスンに分かれています。概念または実装の詳細で困ったときは、いつでも AI チューターを利用できます。理論を読むだけでなく、実際のコードを書いて実行することで各アルゴリズム、プロトコル、攻撃について学習するため、次のレベルに進む前に各暗号、プロトコル、攻撃の仕組みが具体的になります。