GUÍA DE APRENDIZAJE CODIFICACIÓN DE LA INFORMACIÓN GRADUADO EN INGENIERÍA DEL SOFTWARE

GUÍA DE APRENDIZAJE

CODIFICACIÓN DE LA INFORMACIÓN

GRADUADO EN INGENIERÍA DEL SOFTWARE

DATOS DESCRIPTIVOS

CENTRO RESPONSABLE E.U. de Informática

OTROS CENTROS

IMPLICADOS

CICLO Grado sin atribuciones

MÓDULO

MATERIA:

Optativa

ASIGNATURA: CODIFICACIÓN DE LA INFORMACIÓN

CURSO: 4º

DEPARTAMENTO

RESPONSABLE

MATEMÁTICA APLICADA (ESCUELA

UNIVERSITARIA DE INFORMÁTICA)

CRÉDITOS EUROPEOS: 6

CARÁCTER: Optativa

ITINERARIO:

CURSO ACADÉMICO: 2013/2014

PERIODO DE

IMPARTICIÓN:

Primer Semestre (

Septiembre-Enero)

IDIOMAS IMPARTICIÓN: Español

OTROS IDIOMAS DE

IMPARTICIÓN:

HORAS/CRÉDITO 26

_{Paso 0 en la aplicación EUROPA}

PROFESORADO

NOMBRE Y APELLIDOS

DESPACHO

Correo electrónico

EN INGLÉS

LUIS POZO CORONADO

₂₀₀₃

_No

ALFONSA GARCIA LOPEZ

2105

No

TUTORÍAS

NOMBRE Y

APELLIDOS

TUTORÍAS

LUGAR

DÍA

DE

A

CORONADO

2003

Se fijarán en septiembre

LOPEZ

2105

L,M ,J,V DE 13 A 14.30

GRUPOS

Nº de Grupos

GRUPOS ASIGNADOS EN:

Teoría 1

Prácticas 0

Laboratorio 1

REQUISITOS PREVIOS NECESARIOS

ASIGNATURAS

SUPERADAS:

OTROS REQUISITOS

_{Paso 2 en la aplicación EUROPA.}

Si no se sabe el horario de tutorías, poner sólo el despacho.

_{Los grupos son de teoría y/o de laboratorio (no de prácticas).}

_{Paso 3 en la aplicación EUROPA}

CONOCIMIENTOS PREVIOS RECOMENDADOS

ASIGNATURAS PREVIAS

RECOMENDADAS:

Haber superado las asignaturas

 Matemática

Discreta

 Álgebra

CONOCIMIENTOS

PREVIOS

OTROS CONOCIMIENTOS

- Manejar con soltura la aritmética modular y el

_{cálculo matricial.}

- Entender y hacer demostraciones matemáticas

sencillas.

COMPETENCIAS

CÓDIGO

COMPETENCIA

NIVEL

RA

E1 Capacidad para desarrollar, mantener y evaluar servicios y sistemas

software que satisfagan todos los requisitos del usuario y se

comporten de forma fiable y eficiente, sean asequibles de desarrollar y mantener y cumplan normas de calidad, aplicando las teorías, principios, métodos y prácticas de la Ingeniería del Software.

N1 RA_09 RA_14

G3 Comunicación oral y escritura. N2 RA_12

G6 Resolución de problemas. N2 RA_02 RA_03 RA_05 RA_08 RA_09 RA_10

G9 Razonamiento crítico. N2 RA_01 _{RA_06}

I1

Capacidad para diseñar, desarrollar, seleccionar y evaluar aplicaciones y sistemas informáticos, asegurando su fiabilidad, seguridad y calidad, conforme a principios éticos y a la legislación y normativa vigente.

N1 RA_14

I19

Capacidad para la resolución de los problemas matemáticos que puedan plantarse en la ingeniería. Aptitud para aplicar los

conocimientos sobre: algebra, cálculo diferencial e integral y métodos numéricos; estadística y optimización.

N2 RA_02 RA_06 RA_07 RA_10 I21

Capacidad para comprender y dominar los conceptos básicos de matemática discreta, lógica, algorítmica y complejidad computacional, y su aplicación para el tratamiento automático de la información por medio de sistemas computacionales y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.

N2

RA_03 RA_08 RA_09 RA_10 I7 Conocimiento, diseño y utilización de forma eficiente los tipos y estructuras de datos más adecuados a la resolución de un problema. N1 RA_01 RA_09

RA_14

5

_{Paso 4 y 5 en la aplicación EUROPA. Hay que poner un RA por cada competencia que tenga}

la asignatura en el Plan de Estudios.

Imprescindible poner todas las competencias

.

RESULTADOS DE APRENDIZAJE

CÓDIGO

DESCRIPCIÓN

RA_01 Utiliza los distintos tipos de codificación de la información según el objetivo perseguido _{(corregir errores, encriptar información o comprimirla)} RA_02 Codifica, detecta y corrige errores utilizando los códigos lineales.

RA_03 Comprime ficheros, usando códigos compresores adecuados.

RA_04 Distingue y conoce criptosistemas de clave pública y clave privada.

RA_05 Cifra y descifra utilizando los criptosistemas de traslación, afín y matricial afín.

RA_06 Conoce la complejidad computacional de las operaciones aritméticas elementales y es _{capaz de determinar la de ciertos algoritmos sencillos.} RA_07 Conoce los principales resultados de la teoría de números y los aplica a la Criptología.

RA_08 Cifra y descifra utilizando los criptosistemas RSA y ElGamal.

RA_09 Conoce y aplica protocolos de autenticación (firma digital) e intercambio de claves basados _{en criptosistemas de clave pública} RA_10 Conoce y aplica test de primalidad deterministas y probabilísticos.

RA_11 Utiliza adecuadamente software para la resolución de problemas de codificación de la

información.

RA_12 Describe con precisión protocolos de codificación de la información

RA_13 Distribuye adecuadamente las tareas para trabajo en equipo, realiza las tareas

encomendadas y asume el principio de corresponsabilidad.

INDICADORES DE LOGRO

CÓDIGO

INDICADOR

RA

IN_01 Reconoce las propiedades de un código lineal binario como espacio

vectorial

RA_02

IN_02 Conoce la relación entre matriz generadora y matriz de control de un

código lineal binario. RA_02 RA_11

IN_03 Detecta y corrige errores aplicando códigos lineales adecuados. RA_02

RA_11

IN_04 Implementa algoritmos para la corrección de errores mediante códigos de

Hamming. RA_02 RA_11

IN_05 Aplica las propiedades de los códigos de Huffman para la compresión de

archivos. RA_12

IN_06 Distingue distintos tipos de códigos según el objetivo perseguido RA_01

IN_07 Define con precisión criptosistema, criptograma, texto en claro y longitud

de un mensaje.

RA_04

IN_08 Obtiene el equivalente numérico de un mensaje. RA_04

RA_05 RA_11

IN_09 Cifra y descifra mensajes utilizando los criptosistemas de traslación, afín y

matricial afín. RA_05 RA_11

IN_10 Realiza ataques a criptogramas mediante análisis de frecuencias para

cifradores monoalfabéticos y ataques a texto en claro conocido para los criptosistemas de traslación, afín y matricial afín.

RA_05 RA_11

IN_11 Define complejidad en tiempo y en espacio de un algoritmo. RA_06

IN_12 Calcula la complejidad, en número de operaciones bit, de cálculos y

bucles sencillos. RA_06

IN_13 Distingue la complejidad de un problema y la de un algoritmo RA_06

IN_14 Conoce y aplica el algoritmo de exponenciación (modular) rápida. RA_06

IN_15 Conoce la función Phi de Euler y la evalúa de modo eficiente, usando sus

propiedades.

RA_07

IN_16 Conoce y aplica correctamente los teoremas de Euler y Fermat. RA_07

IN_17 Obtiene raíces primitivas módulo n en casos sencillos. RA_07

IN_18 Conoce y aplica el protocolo de intercambio de claves de Diffie-Hellman. RA_09

RA_11

IN_19 Cifra y descifra mensajes numéricos mediante los criptosistemas de _{ElGamal y RSA.} RA_08 _{RA_11}

IN_20 Aplica correctamente el criptosistema RSA en protocolos de firma digital. RA_09

RA_11

IN_21 Comprueba la primalidad de un número aplicando de modo eficiente test

deterministas.

RA_10 RA_11

IN_22 Conoce la diferencia entre test de primalidad deterministas y

probabilísticos. RA_10

IN_23 Conoce y aplica los test de primalidad de Fermat, de Miller y de

Miller-Rabin.

RA_10 RA_11

IN_24 Cumple las tareas de trabajo en grupo en tiempo y forma RA_13

IN_25 Redacta con claridad, sin faltas de ortografía y respetando las

especificaciones los protocolos criptográficos que utiliza. RA_12

IN_26 Respeta la legislación vigente en el desarrollo de aplicaciones RA_14

_{Paso 6 en la aplicación EUROPA}

CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO)

TEMA

APARTADOS

LOGRO

Tema 1

Introducción a la Codificación de la información

1.1 Trasmisión de la Información.

1.2 Tipos de Códigos.

1.3 C. de Huffman

1.4 Códigos Lineales

1.5 Códigos de redundancia Cíclica

Tema 2

Introducción a la Criptología

2.1 Criptografía y Criptosistemas

2.2 Criptosistemas de clave secreta

2.3 Criptoanálisis

Tema 3

Complejidad computacional

3.1 Problemas, algoritmos.

3.2 Complejidad de las operaciones aritméticas elementales.

3.3 Clasificación de problemas según su complejidad.

Tema 4

Teoría de números

4.1 El grupo multiplicativo de las unidades módulo n.

4.2 Función

φ

de Euler.

4.3 Teoremas de Euler y Fermat.

4.4 Orden de un elemento. Raíz primitiva módulo n.

4.5 Logaritmo discreto.

Tema 5

Criptosistemas de clave pública

5.1

Protocolo de intercambio de claves de Diffie- Hellman

5.2 Criptosistema RSA.

5.3 Criptosistema El Gamal.

5.4 Firma digital.

4.4. Otras aplicaciones de la criptografía de clave pública.

Tema 6

Test de primalidad

6.1 Test deterministas: Criba de Eratóstenes y Divisiones

sucesivas.

6.2 Test probabilísticos: Test de Fermat, de Miller y de

Miller-Rabin.

_{Paso 7 en la aplicación EUROPA}

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ORGANIZATIVAS UTILIZADAS

Y MÉTODOS DE ENSEÑANZAS EMPLEADOS

MODALIDAD

DESCRIPCIÓN MÉTODO

MÉTODOS DE

ENSEÑANZA

CLASES DE

TEORÍA

Se trata de clases magistrales

participativas en las que se presentan

conceptos, resultados y ejemplos.

Método expositivo

CLASES

PROBLEMAS

En ellas los estudiantes, siguiendo las

indicaciones del profesor, resolverán

individualmente o en grupo un conjunto

de problemas de cuyos enunciados

disponen con antelación.

Resolución de Ejercicios y

Problemas

PRÁCTICAS

Están previstas seis sesiones de 2 horas

de trabajo en laboratorio. Se usará el

sistema de cálculo matemático Maple

para programar algoritmos y resolver

problemas relacionados con los

objetivos del curso.

Resolución de Ejercicios y

Problemas

TRABAJOS

AUTÓNOMOS

Los estudiantes realizarán de modo

autónomo las siguientes tareas:

a) Estudiar conceptos y propiedades.

b) Resolver ejercicios y problemas.

c) Responder cuestionarios on-line.

d) Realizar un proyecto de caja de

herramientas consistente en una librería

Maple con funciones programadas para

realizar distintas tareas de criptografía y

codificación.

Aprendizaje Basado en

Problemas

Contrato de Aprendizaje

TRABAJOS

EN GRUPOS

Los alumnos deberán realizar

actividades prácticas con Maple en

grupos de dos personas sobre distintos

temas del curso.

Aprendizaje Basado en

Problemas

TUTORÍAS

Salvo que surja una necesidad concreta, sólo se contemplan tutorías

individuales en el horario establecido.

_{Paso 10 de la aplicación EUROPA}

CRONOGRAMA DE TRABAJO DE LA ASIGNATURA

SEMANA

Actividades Aula

Laboratorio

Trabajo

Individual

Trabajo en

Grupo

Actividades

Evaluación

6 de

septiembre

7-IX Presentación

(programa y normas, 1h)

Tema 1: Teoría (1h)

Tutorial Maple

11 y 13 de

septiembre

Tema 1:

Teoría y problemas (2h)

P1: Intro. Cod. (2h.)

Estudiar T1

Hacer ejercicios

Completar

Práctica 1

18 y 20 de

septiembre

Tema 1:

Teoría y problemas (2h)

P2: C. Huffman (2h.) Preparar P2

Completar

_{Práctica 2}

Entregar P2 (5%)

25 y 27de

septiembre

Tema 1:

Teoría y problemas (2h)

P3: C. Lineales (2h.) Estudiar T2

Hacer ejercicios

Hacer cuestionarios T1

Completar

Práctica 3

Cuestionario on-line T1

Entregar P3 (5%)

2 y 4 de

octubre

Tema 1: Problemas (1h)

Prueba T1 (1h)

Repaso Aritmética mod(1h)

P4: Librerías (1h)

Estudiar T1

Hacer ejercicios

Prueba T1 (8%)

9 y 11 de

octubre

Tema 2: Teoría y

problemas (4h)

Estudiar T2

Hacer ejercicios

Hacer cuestionarios T2

Cuestionario on-line T2

16 y 18 de

octubre

Tema 2; Problemas (1h)

Tema 3: Teoría (1h)

P5: C. Privada (2h)

Hacer ejercicios

Estudiar T3

Completar

_{Práctica 5}

Entregar P5 (5%)

23 y 25 de

octubre

Tema 3:

Teoría y problemas (4h)

Estudiar T3

_{Paso 8 en la aplicación EUROPA}

SEMANA

Actividades Aula

Laboratorio

Trabajo

Individual

Trabajo en

Grupo

Actividades

Evaluación

30 de oct Tema 3: Teoría y

problemas (2h)

Estudiar T3

Hacer ejercicios

Hacer cuestionarios T3

Cuestionario on-line T3

5 y 7 de

noviembre

Tema 3: Problemas (1h)

Prueba T2y3: (1h)

Tema 4: Teoría (2h)

Estudiar T3

Hacer ejercicios y problemas

Prueba T2y3 (12%)

13 y 15 de

noviembre

Tema 4: Teoría y

problemas (4h)

Estudiar T4

Hacer ejercicios y problemas

Entregar

_{versión del proyecto.}

primera

20 y 22 de

noviembre

Tema4:

Teoría y problemas (2h)

P6: T. de Num (2h)

Estudiar T4

Hacer ejercicios y problemas

Hacer cuestionarios T4

Completar

Práctica 6

Cuestionario on-line T4

27 y 29 de

noviembre

Tema 5:

Teoría y problemas (4h)

Estudiar T4

Hacer ejercicios y problemas

4 de

diciembre

P7: C. Pública (2h)

Estudiar T5

Hacer cuestionarios T5

Completar

_{Práctica 7}

Entregar P7

Cuestionario on-line T5

11 y 13 de

diciembre

Tema 5: Problemas (1h)

Tema 6: Teoría y

problemas (3h)

Estudiar T5 y 6

Hacer ejercicios y problemas

Hacer cuestionarios T6

Cuestionario on-line T6

18 y 20 de

diciembre

Prueba T4,5 y 6

P8: Test primalidad

Prueba práctica

Prueba T4,5 y 6 (20%)

Pr. práctica (5%)

Entrega proyecto (25%)

CRITERIOS DE CALIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA

CRITERIOS DE CALIFICACIÓN

PRUEBA DÍA

LUGAR

PESO

Cuestionarios on-line realizados a lo largo del curso

varios

Moodle

10%

Prueba escrita sobre el tema 1

4-10

Aula

8%

Prueba escrita sobre los temas 2 y 3

5-11

Aula

12%

Prueba escrita sobre los temas 4, 5 y 6

20-12

Aula

20%

Práctica: Códigos de Huffman

18-9

Lab.

5%

Práctica: Códigos Lineales Binarios

25-9

Lab.

5%

Práctica: Criptosistemas de clave privada

16-10

Lab

5%

Práctica: Criptosistemas de clave pública

4-12

Lab

5%

Prueba práctica: Test de primalidad

18-12

Lab

5%

Proyecto Toolbox-CI

22-12

Moodle

25%

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LAS ACTIVIDADES QUE SE EVALÚAN Y DE LOS

CRITERIOS DE CALIFICACIÓN

Cuestionarios on line:

Los estudiantes podrán realizar un cuestionario on-line, con diez preguntas sobre cada tema del

curso. Cuando la calificación de dicho cuestionario sea igual o superior a 7 se sumará 0.2 a la

nota final acumulada, hasta un máximo de un punto.

Pruebas escritas de evaluación continua:

Se realizan en horario presencial y en ellas los estudiantes deben responder a cuestiones

teóricas y resolver ejercicios y problemas.

En la calificación, al menos el 70% corresponderá a logros de objetivos básicos y se exigirá

precisión en el lenguaje y rigor en la presentación de resultados.

Entrega de prácticas:

Se deberán entregar resueltas 4 prácticas realizadas a lo largo del curso. Se realizarán por

parejas y la contribución de cada una de ellas a la nota final es de 5%, para la evaluación

continua.

Valoración de cada práctica: Procedimientos definidos 50% (valorando eficiencia, claridad y

documentación del código), resolución de los ejercicios 40%, rigor matemático, elegancia en la

presentación de resultados y precisión en el lenguaje 10%.

Proyecto

Toolbox-CI:

Lo deben realizar todos los alumnos individualmente y consistirá en hacer una librería Maple,

que incluya las funciones programadas a lo largo del curso y las páginas de ayuda

correspondientes.

Se publicará en Moodle un documento de especificaciones con la tabla de funciones que debe

contener obligatoriamente la librería. A mediados de noviembre se entregará una primera

versión del proyecto, que se devolverá corregida, con sugerencias de mejora.

El día 20 de diciembre cada estudiante realizará una pequeña prueba de validación consistente

en el uso de las funciones de la propia librería CI, para resolver algún ejercicio o problema, que

además se evaluará con un 5%.

La versión definitiva de la librería (documentos CI.m y Ayuda.hdb) se subirán a Moodle antes

de las 22 horas del día 22-12.

Valoración: Procedimientos definidos 60%, construcción de la librería y páginas de ayuda

40%. Se tendrá en cuenta el rigor matemático, elegancia en la presentación de resultados y

precisión en el lenguaje.

PARA LA ALTERNATIVA DE EVALUACIÓN MEDIANTE SÓLO PRUEBA FINAL Y

LA CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA

Los alumnos que elijan la opción de examen único deberán solicitarlo

antes del día 23 de

noviembre

.

El examen final se realizará en la fecha marcada por la Jefatura de estudios y tendrá dos partes:

una prueba escrita relativa a los contenidos teóricos de la asignatura (definiciones, propiedades,

ejercicios y problemas) y una práctica. El valor de cada una de estas dos partes es del 50% de

la nota final.

Para la parte práctica deberán traer y podrán usar la librería Maple Toolbox-CI construida.

RECURSOS DIDÁCTICOS

TIPO

DESCRIPCIÓN

BIBLIOGRAFÍA

[1] Buchmann, Johannes A.: “Introduction to Cryptography”. Second

Edition. Springer-Verlag. 2004.

[2] Koblitz, Neal: “A Course in Number Theory and Cryptography”.

Second Edition. Springer-Verlag. 1994.

[3] Lucena, Manuel José: “Criptografía y Seguridad en Computadores”.

1999.

wwwdi.ujaen.es/~mlucena

[4] Munuera, Carlos; Tena, Juan: “Codificación de la Información”.

Universidad de Valladolid. 1997.

[5] Ramió, Jorge: “Aplicaciones Criptográficas”. Escuela Universitaria

de Informática. U. Politécnica de Madrid. 1998.

[6] Rincón, Félix; García, Alfonsa; Martínez, Ángeles: “Cálculo

científico con Maple”. RA-MA. 1995.

[7] Trappe, Wade; Washington, Lawrence C.: “Introduction to

Crytography with Coding Theory”. Prentice-Hall. 2002.

RECURSOS

WEB

Entorno Moodle de la UPM:

http://moodle.upm.es/titulaciones/oficiales/

Contiene información y material de apoyo

EQUIPAMIENTO

Instrumentación de Laboratorio:

Ordenadores personales