Визуелна репрезентација криптографских алгоритама

Abstract

У овој дисертацији је описан нови систем за визуелну репрезентацију криптографских алгоритама (COALA). Главни циљ развијеног система је да се помогне студентима који су нови у области заштите података да лакше и боље савладају градиво из области криптографских алгоритама које представља основу на коју се надовезују сложеније теме. На Електротехничком факултету у Београду постоји курс под називом Заштита података на коме се најпре изучавају криптографски алгоритми на којима се заснивају сигурносни протоколи и апликације које служе да обезбеде сигурносне сервисе, а након тога се изучавају апликације које обезбеђују мрежну сигурност, док се на крају улази у проблематику сигурности рачунарских система (хакери, вируси, итд.). Праћењем резултата студената на испиту примећено је да студенти имају проблема да савладају градиво из области криптографских алгоритама, што се касније негативно одражава на њихов свеукупан успех на испиту. Анализом разлога који су довели до оваквог стања дошло се до закључка да би увођење система за визуелну репрезентацију криптографских алгоритама у оквиру лабораторијских вежби на предмету могло бити једно од решења проблема. Коришћење оваквих система је уобичајено на предметима из области рачунарске технике и информатике који изучавају софтвер. Пре развоја новог система, направљена је анализа постојећих решења како би се утврдило да ли већ постоји систем који би испунио потребе предмета и како би се установило које су то карактеристике које би тај систем требао да има да би се успешно користио у настави. Установљено је да иако постоји велики број система за визуелну репрезентацију алгоритама, релативно мали број њих омогућава визуелну репрезентацију криптографских алгоритама, док међу анализираним системима не постоји систем за визуелну репрезентацију криптографских алгоритама који у потпуности задовољава потребе предмета Заштита података на Електротехничком факултету у Београду. На основу систематизације постојећих система за визуелну репрезентацију алгоритама са посебним освртом на системе који се могу користити за визуелну репрезентацију криптографских алгоритама дефинисана је методологија развоја...

In this dissertation a novel system for visual representation of cryptographic algorithms (CryptOgraphic Algorithms visuaL simulAtion – COALA) is presented. The main goal of the developed system is to help students who are new to the field of data security to easier and better understand the material that covers cryptographic algorithms, which represents the foundation on which the more complex topics rely on. At the School of Electrical Engineering, University of Belgrade there is a course called Data Security that covers topics from cryptographic algorithms, through security protocols and applications, to system security. By following student’s results on the exam it was noticed that students tend to have problems to cope with the material covering the field of cryptographic algorithms, which later had negative impact on their overall success on the exam. After analyzing the reasons that lead to the described situation, the conclusion was drawn that the introduction of a system for visual representation of cryptographic algorithms within the laboratory exercises in the course might be a solution to the problem. Usage of similar systems is quite usual at courses that teach software related areas in the field of computer engineering and information systems. Before a new system was developed an analysis of existing solutions in the field was made in order to determine whether a system that covers the needs of the Data Security course already exists and to define which characteristics should such system have in order to be successfully used as an educational aid. It was found that even though there is a large number of systems for visual representation of algorithms (AV systems), there is only a small number of systems that can be used for visual representation of cryptographic algorithm and none of these systems fully covers the needs of the Data Security course. Based on the systematization of the existing systems for visual representation of algorithms with special attention on those that can be used for visual representation of cryptographic algorithms a methodology for the development of such system is proposed. By analysis of the literature that is concerned with the eLearning tools an efficient way of using the developed system in education process is defined. The developed system enables detailed analysis of the execution of all cryptographic algorithms that are explained at the lecture classes and the problems classes. It presents all details of the execution of supported algorithms, where it is...